La instalación de pararrayos y cables de protección contra rayos puede evitar que los rayos golpeen directamente los equipos eléctricos, pero los equipos eléctricos aún pueden ser alcanzados por rayos debido a varias razones (como blindaje, contraataque o falta de pararrayos y cables de protección contra rayos debido a las condiciones). ). Además, cuando los rayos caen sobre la línea o el suelo cerca de la línea, se generarán sobretensiones en la línea de transmisión y se transmitirán a la subestación a lo largo de la línea en forma de ondas, poniendo en peligro el equipo con aislamiento débil en la subestación. . Por lo tanto, para proteger los equipos eléctricos se debe instalar otro dispositivo de protección contra sobretensiones que es el pararrayos.
Además de las sobretensiones por rayos, el sistema de potencia también tiene sobretensiones internas, y su magnitud está relacionada con la tensión máxima de operación de la fase del sistema. En los primeros días del desarrollo de la industria de la energía eléctrica, el voltaje nominal del sistema era bajo y el nivel de aislamiento del equipo eléctrico era suficiente para resistir el efecto de la sobretensión interna. La amenaza que representaba la sobretensión del rayo era mucho mayor que la sobretensión interna del sistema.
La función original del pararrayos es limitar la sobretensión del rayo. Con el desarrollo de la industria eléctrica, el nivel de voltaje es cada vez más alto, los sistemas de voltaje ultra alto y voltaje ultra alto aparecen uno tras otro, y la amplitud de la sobretensión operativa también es cada vez más alta, y su duración es más largo que el de la sobretensión del rayo, lo que garantiza el funcionamiento seguro de los equipos eléctricos. representan una amenaza grave, por lo tanto, se debe utilizar un pararrayos para limitar la sobretensión interna. Los pararrayos modernos se encargan de la doble tarea de limitar la sobretensión del rayo y la sobretensión interna en funcionamiento, por lo que algunos países los cambian por limitadores de tensión o limitadores de onda.
En nuestro país se le sigue llamando pararrayos según la costumbre. Un pararrayos es un dispositivo de protección que libera energía de sobretensión y limita la amplitud de sobretensión del aislamiento del equipo. Por lo general, se conecta entre el cable y la tierra, y se conecta en paralelo con el equipo protegido. Los pararrayos funcionan de manera diferente que los pararrayos y los cables pararrayos. En circunstancias normales, el pararrayos se encuentra en estado de corte. Cuando el voltaje que actúa sobre el pararrayos excede su valor de protección, el pararrayos se enciende, la resistencia cae y la corriente se filtra a tierra, de modo que la amplitud de la sobretensión se limita dentro del valor permitido del aislamiento del equipo. , para evitar daños en el aislamiento de los equipos causados por sobretensiones de gran amplitud y para proteger los equipos eléctricos conectados en paralelo. Una vez descargado el pararrayos bajo la acción de la tensión de impulso, se producirá un cortocircuito a tierra. Después de que desaparece la sobretensión instantánea, la tensión de frecuencia industrial continúa actuando sobre el pararrayos, y la corriente de cortocircuito de frecuencia industrial fluirá a través del pararrayos, lo que se denomina marcha libre de frecuencia industrial.
El pararrayos debe cortar la corriente de circulación libre de la frecuencia de alimentación por sí mismo a tiempo y restaurar su estado de aislamiento, de modo que el sistema de alimentación no se desconecte y se apague, y pueda continuar funcionando normalmente. Se puede ver que el proceso de trabajo del pararrayos incluye tres procesos: limitación de voltaje, extinción de arco y recuperación.
La rigidez dieléctrica de impacto de los equipos eléctricos está representada por su curva característica volt-segundo. Para que el pararrayos logre el efecto de protección esperado, la rigidez dieléctrica del pararrayos y el equipo protegido deben coincidir razonablemente, y se requiere que la curva característica de voltios por segundo del pararrayos sea relativamente plana, que no solo es inferior a la curva característica volt-segundo del equipo protegido, pero también más alta que la del equipo protegido. El voltaje de frecuencia industrial más alto que puede aparecer en el equipo protegido para evitar que el pararrayos no funcione correctamente.
Hay muchos métodos de clasificación para pararrayos. Según el tipo de voltaje de la red eléctrica, se pueden dividir en pararrayos de CA y pararrayos de CC. Debido a los diferentes objetos de protección en la estación convertidora, los descargadores de CC se dividen en descargadores de protección del lado de CC y descargadores de protección del lado de CA. , pararrayos para proteger el reactor de suavizado, pararrayos para proteger la válvula de puente, etc.;
Según su uso, se puede dividir en pararrayos tipo central eléctrica, pararrayos tipo distribución y pararrayos para fines especiales (como pararrayos para banco de condensadores de compensación, etc.);
Según sus condiciones de trabajo, se puede dividir en pararrayos de condiciones de uso normal, pararrayos de meseta, pararrayos resistente a la contaminación, pararrayos tropical, etc.;
De acuerdo con el material de su caparazón, se puede dividir en pararrayos de caparazón de porcelana, pararrayos de caparazón orgánico y pararrayos de caparazón de hierro;
Según su principio de funcionamiento, se puede dividir en espacio de protección, pararrayos tubular (también conocido como pararrayos de escape), pararrayos de válvula (incluido el pararrayos de válvula ordinaria y el pararrayos de válvula de soplado magnético) y pararrayos de óxido de metal (es decir, pararrayos de óxido de zinc).
Las brechas de protección y los pararrayos tubulares se utilizan principalmente para limitar las sobretensiones de los rayos y, en general, se utilizan para la protección de las secciones de la línea de entrada de los sistemas de distribución de energía y las subestaciones. Los pararrayos tipo válvula y los pararrayos de óxido de zinc se pueden utilizar para la protección contra sobretensiones en centrales eléctricas y subestaciones. Los pararrayos de válvula comunes se utilizan principalmente para limitar la sobretensión de rayo, mientras que los pararrayos de válvula de soplado magnético y los pararrayos de óxido de zinc se pueden usar para limitar la sobretensión de rayo y también para limitar la sobretensión de rayo. para limitar la sobretensión interna.