Componentes de proteção contra sobretensões

Dois elétrodos envolvem um gás nobre (por exemplo, argónio ou néon), de modo que os elétrodos na câmara de descarga de gás são revestidos com um composto de ativação. Há também engates de gás que têm um auxílio de ignição adicional.

Assim que se aplica uma tensão entre os dois elétrodos que corresponde à chamada tensão de ignição UZ1 ou ainda maior, o gás ioniza, o protetor de gás inflama-se e a corrente do pulso pode fluir. Essa corrente flui até que a tensão entre os dois elétrodos caia abaixo da tensão UZ2 que queima o arco. No entanto, uma vez que as correntes sequenciais de rede ocorrem, estas devem ser controladas.

Na operação normal, sem ignição, o tubo de descarga de gás tem uma resistência elétrica extremamente alta. Só depois da ignição é que cai para um valor extremamente baixo. Devido às altas energias de impulso que um tubo de descarga de gás pode dissipar, ele também é chamado de proteção grosseira.

Como também não tem corrente de fuga, um protetor de corrente para raios composto por protetores de gás pode ser instalado a montante do contador de eletricidade. O tempo de reação de um tubo de descarga de gás está na faixa de microssegundos e, portanto, é bastante lento em comparação com o de varistores e díodos supressores.

Os varistores de óxido metálico predominantemente utilizados hoje consistem em cerca de 90% de óxido de zinco e 10% de outros óxidos metálicos. O pó é prensado, sinterizado e contactado com um fio estanhado de cobre.

As dimensões podem ser usadas para tirar conclusões sobre o dados técnicos. A espessura do disco varístor, por exemplo, é uma medida da tensão varístor e o diâmetro do disco é uma medida da corrente de sobretensão permitida.

Um varístor tem uma funcionalidade de corrente-tensão simétrica. À medida que a tensão aumenta, a resistência do varístor diminui, dando-lhe uma boa capacidade de descarga.

A desvantagem, no entanto, é que os varistores estão sujeitos a um certo grau de envelhecimento. Descargas muito frequentes ou de alta energia fazem com que os grãos do díodo "liguem" dentro do varístor. Como resultado, o varístor deixa de bloquear suficientemente na gama nominal e a corrente flui pelo componente (corrente de fuga).

Essa corrente de fuga aquece as camadas semicondutoras a tal ponto que os varistores também devem ser monitorados termicamente. Por esta razão, uma mola pré-tensionada e uma conexão soldada que derrete a uma determinada temperatura são usadas para desconectar com segurança o protetor da tensão da rede. O tempo de reação de um varístor é mais rápido que o de um tubo de descarga de gás e está na faixa de nanossegundos.

A curva característica do díodo supressor é caracterizada pela tensão inversa UR, a tensão de rutura UB e a tensão limitadora UC.

Assim que a sobretensão estiver acima da tensão de rutura UB, o díodo torna-se uma resistência muito baixa e descarrega a corrente (na faixa de amperes) para ligação de terra. A UC da tensão limitadora é aproximadamente 1,8 vezes a tensão nominal e limita a tensão a um valor seguro para o carregamento.