Какие материалы используются в ограничителе перенапряжения?

Ограничитель перенапряжения является важнейшим компонентом электрических систем, предназначенным для защиты электрооборудования от скачков напряжения, вызванных ударами молнии, операциями переключения или кратковременными неисправностями.Эффективность ограничителя перенапряжения во многом зависит от материалов, использованных в его конструкции, поскольку они определяют его способность выдерживать и рассеивать скачки высокого напряжения.Понимание материалов, используемых при проектировании ограничителей перенапряжения, имеет важное значение для специалистов в области электротехники и энергетических систем.В этой статье рассматриваются различные материалы, обычно используемые в ограничителях перенапряжения, и их значение для обеспечения безопасности и долговечности электрооборудования.

Основные материалы в ограничителях перенапряжения

Металлооксидные варисторы (MOV):

Наиболее важным материалом, используемым в современных ограничителях перенапряжения, является металлооксидный варистор (MOV).MOV — это полупроводники, которые меняют свое электрическое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения.

Основным материалом MOV является оксид цинка (ZnO) в сочетании с небольшими количествами оксидов других металлов, таких как оксид висмута (Bi2O3), оксид кобальта (CoO) и оксид марганца (MnO).

Эти соединения улучшают нелинейные вольт-амперные характеристики варистора, делая его очень эффективным в поглощении и рассеивании скачков высокой энергии.

Силиконовая резина или фарфор для корпуса:

Внешний корпус ограничителей перенапряжения обычно изготавливается из силиконовой резины или фарфора.

Силиконовый каучук предпочтителен из-за его превосходных гидрофобных свойств, устойчивости к УФ-излучению и гибкости, что делает его менее подверженным повреждениям от механического воздействия.

Фарфор, с другой стороны, известен своей высокой диэлектрической прочностью и механической прочностью.Однако он более восприимчив к повреждениям от таких факторов окружающей среды, как загрязнение и влажность.

Высококачественные стали для компонентов заземления:

Заземляющие компоненты ограничителей перенапряжения обычно изготавливаются из высококачественной стали.

Сталь обеспечивает необходимую прочность и долговечность, чтобы противостоять механическим нагрузкам во время волнений и обеспечивает надежный путь к земле.

Армированные волокнами пластики для несущих конструкций:

В некоторых ограничителях перенапряжения в качестве опорных конструкций используются армированные волокнами пластмассы.

Эти материалы обладают высоким соотношением прочности к весу и превосходной устойчивостью к деградации окружающей среды.

Газоразрядные трубки (ГДТ):

В определенных типах ограничителей перенапряжения, например, используемых в телекоммуникациях, используются газоразрядные трубки.

ГДТ обычно содержат газовую смесь, которая ионизируется во время скачка напряжения, создавая проводящий путь для отвода избыточного напряжения.

Оксид алюминия (глинозем) в искровых разрядниках:

В искровых разрядниках, компонентах некоторых ограничителей перенапряжения, часто используется оксид алюминия (глинозем) из-за его хороших электроизоляционных свойств и термической стабильности.

Важность выбора материала

Выбор материалов ограничителя перенапряжения имеет решающее значение для его эксплуатационных характеристик.Такие материалы, как ZnO, обеспечивают необходимые электрические свойства для защиты от скачков напряжения, а корпуса из силиконовой резины и фарфора обеспечивают физическую защиту.

Устойчивость к окружающей среде является еще одним решающим фактором, поскольку ограничители перенапряжения часто подвергаются суровым внешним условиям.

Долговечность и надежность ограничителя перенапряжения зависят от качества используемых материалов, что влияет на необходимость технического обслуживания и общую безопасность системы.

Материалы, используемые в ограничителях перенапряжения, играют решающую роль в их функциональности и долговечности.От металлооксидных варисторов в сердцевине до внешнего корпуса и опорных конструкций — каждый материал выбирается с учетом его конкретных свойств, чтобы обеспечить оптимальную производительность.Понимание этих материалов важно для специалистов в области электротехники и защиты энергосистем, поскольку оно дает представление о конструктивных особенностях и эксплуатационных возможностях ограничителей перенапряжения.По мере развития технологий разработка новых материалов и композитов продолжает повышать эффективность ограничителей перенапряжения в защите электрических систем.