Pára-raios - Lightning arrester

Trabalhador da linha de força realiza manutenção de um pára-raios em uma torre de transmissão elétrica em New Brunswick, Canadá

Um pára-raios (soletramento alternativo para- raios ) (também chamado de isolador de raios ) é um dispositivo usado em sistemas de transmissão de energia elétrica e telecomunicações para proteger o isolamento e os condutores do sistema dos efeitos nocivos dos raios . O pára-raios típico tem um terminal de alta tensão e um terminal de aterramento . Quando um surto de relâmpago (ou surto de comutação, que é muito semelhante) viaja ao longo da linha de energia até o pára-raios, a corrente do surto é desviada através do pára-raios, na maioria dos casos para a terra.

Em telegrafia e telefonia , um pára-raios é colocado onde os fios entram em uma estrutura, evitando danos aos instrumentos eletrônicos internos e garantindo a segurança das pessoas próximas a eles. Versões menores de pára-raios, também chamados de protetores de sobretensão , são dispositivos conectados entre cada condutor nos sistemas de energia e comunicação e a terra. Eles evitam o fluxo da energia normal ou das correntes de sinal para o aterramento, mas fornecem um caminho através do qual a corrente elétrica de alta tensão flui, ignorando o equipamento conectado. Seu objetivo é limitar o aumento da tensão quando uma comunicação ou linha de energia é atingida por um raio ou está perto de um raio.

Se a proteção falhar ou estiver ausente, um raio que atinge o sistema elétrico introduz milhares de quilovolts que podem danificar as linhas de transmissão e também podem causar danos graves a transformadores e outros dispositivos elétricos ou eletrônicos. Picos extremos de voltagem produzidos por raios em linhas de força de entrada podem danificar eletrodomésticos ou até mesmo causar a morte.

Pára-raios são usados ​​para proteger cercas elétricas . Eles consistem em um centelhador e, às vezes, em um indutor em série . Esse tipo de equipamento também é usado para proteger os transmissores que alimentam um radiador do mastro . Para tais dispositivos, a indutância em série normalmente tem apenas um enrolamento.

Base de um radiador de mastro com centelha e indutância em série na forma de uma bobina com um enrolamento na linha de alimentação

Os pára-raios podem fazer parte de grandes transformadores elétricos e podem se fragmentar durante a ruptura do transformador. As barreiras corta-fogo do transformador de alta tensão são necessárias para derrotar a balística de armas pequenas, bem como projéteis de buchas de transformador e pára-raios, de acordo com a NFPA 850 .

Componentes

A antena é conectada a A e um tubo no solo é conectado a E. O sinal de televisão pode ir de A para B, mas não de B para C ou de C para D. No entanto, quando a alta voltagem do raio atinge, ele pode facilmente ir pelo ar de B para C e de C para D e E.

Um alvo potencial para um raio , como uma antena de televisão externa , é conectado ao terminal identificado como A na fotografia. O Terminal E está preso a uma longa haste enterrada no solo. Normalmente, nenhuma corrente fluirá entre a antena e o solo porque há uma resistência extremamente alta entre B e C, e também entre C e D. A voltagem de um raio, no entanto, é muitas vezes maior do que a necessária para mover os elétrons através do duas lacunas de ar. O resultado é que os elétrons passam pelos pára-raios em vez de irem até o aparelho de televisão e destruí-lo.

Um pára-raios pode ser um centelhador ou pode ter um bloco de um material semicondutor , como carboneto de silício ou óxido de zinco . "Tirita" era o nome comercial usado pela General Electric para o composto de carboneto de silício usado em seus produtos de pára-raios e varistores. Alguns centelhadores são abertos para o ar, mas a maioria das variedades modernas são preenchidas com uma mistura de gás de precisão e têm uma pequena quantidade de material radioativo para estimular a ionização do gás quando a voltagem através do intervalo atinge um nível especificado. Outros designs de pára-raios usam um tubo de descarga luminescente (essencialmente como uma lâmpada incandescente de néon) conectado entre o condutor protegido e o aterramento, ou interruptores de estado sólido ativados por tensão chamados varistores ou MOVs.

Os pára-raios usados ​​em subestações de energia são dispositivos grandes, consistindo de um tubo de porcelana com vários metros de comprimento e várias polegadas de diâmetro, normalmente preenchido com discos de óxido de zinco. Uma porta de segurança na lateral do dispositivo libera a explosão interna ocasional sem quebrar o cilindro de porcelana.

Os pára-raios são avaliados pela corrente de pico que podem suportar, pela quantidade de energia que podem absorver e pela tensão de interrupção necessária para iniciar a condução. Eles são aplicados como parte de um sistema de proteção contra raios, em combinação com terminais de ar e ligação.

Veja também

Referências

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