¿Cuáles son los diferentes tipos de supresores de voltaje transitorio?

Los supresores de voltaje transitorio existen en un rango de niveles de voltaje. Los supresores de bajo voltaje están diseñados para proteger la electrónica residencial en el rango de 120/240 voltios y los supresores de alto voltaje en el rango de 2.4 kilovoltios a 15 kilovoltios, donde la energía se extrae directamente de la red eléctrica para uso industrial y se canaliza a través de transformadores reductores. Los supresores de voltaje transitorio de bajo nivel a menudo se construyen sobre diodos de supresión, como el diodo Zener, que, a diferencia de los diodos típicos, permiten el flujo de corriente en ambas direcciones. Los supresores de voltaje transitorio de nivel medio se basan en varistores de óxido metálico (MOV), pero se degradan con el tiempo por picos eléctricos más pequeños en la línea. Los supresores de tubo de gas son una tercera categoría de supresores de voltaje transitorio y la única variedad que puede manejar picos repetidos de alto voltaje, como los de un rayo, sin degradarse.

Dado que la mayoría de los picos eléctricos ocurren en duraciones muy rápidas y cortas de menos de un nanosegundo o una mil millonésima de segundo, los supresores de voltaje transitorio deben ser capaces de una reacción casi instantánea. Por lo tanto, están diseñados para dejar pasar una cierta cantidad de voltaje a medida que se activan, que se clasifica oficialmente como voltaje de paso, y este es el valor más importante para cualquier sistema de supresión de voltaje. En segundo lugar, dado que los picos eléctricos son de corta duración individual, no tienen ningún efecto de calentamiento en el cableado. Por lo tanto, los supresores de voltaje transitorio no necesitan ser dimensionados para cumplir con las clasificaciones de amperaje de sobretensión del circuito al que están conectados, lo que les da una aplicación más universal en una variedad de dispositivos eléctricos.

Los supresores de voltaje transitorio de nivel industrial se basan en el supuesto de que el transformador reductor de alto voltaje que suministra energía a una instalación desde la red eléctrica no ofrece la protección adecuada contra picos en la línea. Los eventos de conmutación de alta potencia o los rayos no pueden ser controlados por una empresa de servicios públicos. Estos supresores de voltajes transitorios también tienen en cuenta los golpes inductivos, que son picos de voltaje generados dentro de una planta cuando se abren o cierran los interruptores. Las patadas inductivas internas por sí solas pueden ser de 10 a 20 veces la tensión nominal de los sistemas eléctricos en una instalación industrial, con la posibilidad de que un circuito de 4.15 kilovoltios experimente picos de tensión de hasta 83.2 kilovoltios. Estos sistemas a menudo se construyen utilizando componentes MOV diseñados para derivar picos de alto voltaje a una ruta de baja impedancia.

Los supresores de voltaje transitorio residenciales y comerciales estándar trabajan primero para restringir los picos interiores, ya que la mayoría de los voltajes transitorios se generan desde el interior de un edificio en lugar de desde fuentes eléctricas externas. En los hogares, la fuente común de picos eléctricos suele ser el ciclo de electrodomésticos grandes, como refrigeradores y congeladores, lavadoras y secadoras, motores de hornos y unidades de aire acondicionado. La mayoría de estos supresores de voltaje transitorio están diseñados con un voltaje de paso de no más del doble del pico normal del sistema para los voltajes en el circuito. Para un circuito de 120 voltios, se considera que es 339 voltios, y para un circuito de 240 voltios, 679 voltios. Todos los supresores de voltaje transitorio también se clasifican en términos de disipación de potencia de pulso pico, que es la cantidad de vataje en exceso que se permite fluir y, en niveles más bajos, está restringido a alrededor de 150 vatios.

Cada diseño de supresores de voltaje transitorio tiene sus ventajas y desventajas únicas. Los diodos Zener desvían los picos de voltaje de los circuitos de bajo voltaje al ser capaces de transmitir electricidad en dos direcciones en lugar de una como lo hacen los diodos típicos, y son económicos y fáciles de incorporar en los supresores. Los varistores de óxido de metal están diseñados para desviar picos de voltaje de nivel más alto lejos de un circuito, pero no pueden desviar voltajes más bajos sostenidos que exceden los niveles máximos del circuito. Los tubos de descarga de gas son costosos en comparación, pero pueden manejar picos repetidos de alto voltaje en una línea sin degradarse significativamente como lo hacen los MOV rápidamente.