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Los descargadores con carcasa de porcelana limitan las tensiones transitorias excesivas y descargan de forma segura las corrientes de sobretensión a tierra.

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Descargador con carcasa de porcelana

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El descargador con carcasa de porcelana, también conocido como descargador de sobretensión de porcelana o descargador de sobretensión de óxido metálico de porcelana (MOA), es un dispositivo de protección utilizado en sistemas de energía eléctrica para proteger transformadores, aparamenta, líneas de transmisión y otros equipos de alta tensión frente a sobretensiones provocadas por rayos y sobretensiones de conmutación.

Utiliza elementos de varistor de óxido metálico (MOV) de óxido de zinc (ZnO) dentro de una carcasa aislante de porcelana para limitar las tensiones transitorias excesivas y descargar de forma segura las corrientes de sobretensión a tierra.

Funciones principales
·Protección contra sobretensiones: limita las tensiones de sobretensión provocadas por rayos y por conmutación.
·Protección de equipos: protege los sistemas de aislamiento de transformadores, interruptores automáticos, transformadores de corriente (TC), transformadores de tensión (TV) y cables.
·Disipación de la energía de sobretensión: conduce de forma segura las altas corrientes de sobretensión a tierra.
·Mejora de la fiabilidad del sistema: reduce los fallos de los equipos causados por eventos de sobretensión transitoria.

Aplicaciones típicas
·Subestaciones al aire libre
·Redes de transmisión y distribución
·Protección de transformadores
·Protección de generadores
·Protección de aparamenta
·Protección de terminaciones de cables
·Subestaciones de tracción ferroviaria
·Plantas de energía renovable

Especificaciones técnicas típicas
·Tensión nominal: 3 kV – 420 kV
·Tensión máxima de funcionamiento continuo (MCOV): Según la tensión del sistema
·Corriente de descarga nominal: 5 kA / 10 kA / 20 kA
·Clase de corriente de impulso: Clase 1, 2, 3, 4
·Material de la carcasa: Porcelana
·Elemento de protección: MOV de óxido de zinc (ZnO)
·Instalación: En exteriores
·Frecuencia: 50 Hz / 60 Hz
·Montaje: Instalación vertical

Construcción
Un descargador típico con carcasa de porcelana consta de:
1. Carcasa de aislante de porcelana
·Proporciona aislamiento externo
·Resistente a la intemperie y a la contaminación
·Alta resistencia mecánica
·Adecuada para entornos exteriores
2. Elementos de válvula de óxido de zinc (ZnO)
·Características no lineales de tensión-corriente
·Conduce la corriente de sobretensión durante un pico de tensión
·Vuelve a un estado de alta resistencia una vez desaparecida la sobretensión
3. Componentes de gradación interna
·Garantizan una distribución uniforme de la tensión
·Mejoran el rendimiento del descargador a altos niveles de tensión
4. Sistema de sellado
·Evita la penetración de humedad
·Mantiene la fiabilidad del aislamiento interno
5. Sistema de alivio de presión
·Proporciona protección segura en caso de fallos internos

Principio de funcionamiento
Durante el funcionamiento normal del sistema:
·El descargador permanece en un estado de alta resistencia.
·Solo circula una pequeña corriente de fuga.

Durante un evento de sobretensión:
·Un rayo o una sobretensión de conmutación provoca un aumento de tensión.
·Los elementos de ZnO se vuelven altamente conductores.
·La corriente de sobretensión fluye a través del descargador hacia tierra.
·La tensión en los equipos protegidos se limita a un nivel seguro.
·El descargador vuelve a su estado normal de alta resistencia tras la sobretensión.

Ventajas
·Excelente resistencia mecánica
·Alta resistencia al envejecimiento ambiental
·Buen rendimiento de aislamiento en exteriores
·Larga vida útil
·Características eléctricas estables
·Adecuado para aplicaciones de alta tensión
·Rendimiento fiable en condiciones de contaminación
·Gran resistencia a la radiación ultravioleta

Tipos habituales
Descargador de porcelana de clase de distribución
·Se utiliza en redes de distribución
·Normalmente por debajo de 36 kV
Descargador de porcelana de clase intermedia
·Se utiliza para aplicaciones industriales y en subestaciones
Descargador de porcelana de clase de subestación
·Se utiliza para subestaciones de alta tensión y sistemas de transmisión
Descargador de óxido metálico sin espacio de descarga
·El diseño más moderno
·Sin espacios de descarga en serie
·Respuesta más rápida y mejor rendimiento de protección

Aplicaciones típicas por nivel de tensión
·6–12 kV Transformadores de distribución, aparamenta
·24–36 kV Subestaciones de media tensión
·66–145 kV Protección de equipos de subestaciones
·220–420 kV Protección de sistemas de transmisión

Normas aplicables
·IEC 60099-4 – Descargadores de sobretensión de óxido metálico sin entresijos para sistemas de CA
·IEEE C62.11 – Descargadores de sobretensión de óxido metálico para circuitos de alimentación de CA
·IEC 60099-5 – Recomendaciones de selección y aplicación para descargadores de sobretensión

Características principales
·Carcasa para exteriores con aislamiento de porcelana
·Tecnología de resistencia no lineal de óxido de zinc (ZnO)
·Alta capacidad de descarga
·Excelente coordinación de aislamiento
·Baja tensión residual
·Protección fiable contra sobretensiones de rayo y de conmutación
·Adecuado para subestaciones, transformadores y redes de transmisión
·Larga vida útil sin necesidad de mantenimiento