Un pararrayos ( también llamado aislador de rayos ) es un dispositivo, esencialmente un espacio de aire entre un cable eléctrico y tierra, utilizado en sistemas de transmisión de energía eléctrica y telecomunicaciones para proteger el aislamiento y los conductores del sistema de los efectos dañinos de los rayos . El pararrayos típico tiene un terminal de alto voltaje y un terminal de tierra . Cuando una sobretensión de rayo (o sobretensión de conmutación, que es muy similar) viaja a lo largo de la línea eléctrica hasta el pararrayos, la corriente de la sobretensión se desvía a través del pararrayos, en la mayoría de los casos a tierra.
En telegrafía y telefonía , un pararrayos se coloca en el lugar donde los cables entran en una estructura, evitando daños a los instrumentos electrónicos en su interior y garantizando la seguridad de las personas que se encuentran cerca de ellos. Las versiones más pequeñas de los pararrayos, también llamados pararrayos , son dispositivos que se conectan entre cada conductor de los sistemas de energía y comunicaciones y la tierra. Estos evitan el flujo de corrientes normales de energía o señal a tierra, pero proporcionan un camino por el que fluye la corriente de alto voltaje del rayo, sin pasar por el equipo conectado. Su propósito es limitar el aumento de voltaje cuando una línea de comunicaciones o de energía es alcanzada por un rayo o está cerca de un rayo.
Si la protección falla o no existe, los rayos que caen sobre el sistema eléctrico introducen miles de kilovoltios que pueden dañar las líneas de transmisión y también pueden causar graves daños a los transformadores y otros dispositivos eléctricos o electrónicos. Los picos de tensión extremos producidos por los rayos en las líneas eléctricas entrantes pueden dañar los electrodomésticos o incluso causar la muerte. [1]
Los pararrayos se utilizan para proteger las cercas eléctricas . Consisten en un descargador de chispas y, a veces, en una inductancia en serie . Este tipo de equipo también se utiliza para proteger los transmisores que alimentan un radiador de mástil . En estos dispositivos, la inductancia en serie suele tener un solo devanado.
Los pararrayos pueden formar parte de transformadores eléctricos de gran tamaño y pueden fragmentarse durante las roturas de los transformadores. Las barreras cortafuegos para transformadores de alta tensión son necesarias para contrarrestar los impactos balísticos de armas pequeñas, así como los proyectiles de los pasamuros y pararrayos del transformador, según la norma NFPA 850 .
Un objetivo potencial para la caída de un rayo , como una antena de televisión exterior , está conectado al terminal etiquetado A en la fotografía. El terminal E está conectado a una varilla larga enterrada en el suelo. Por lo general, no fluirá corriente entre la antena y el suelo porque hay una resistencia extremadamente alta entre B y C, y también entre C y D. Sin embargo, el voltaje de un rayo es mucho mayor que el necesario para mover electrones a través de los dos espacios de aire. El resultado es que los electrones pasan a través de los pararrayos en lugar de viajar hasta el televisor y destruirlo.
Un pararrayos puede ser un descargador de chispas o puede tener un bloque de un material semiconductor como carburo de silicio u óxido de zinc . "Thyrite" era el nombre comercial utilizado por General Electric para el compuesto de carburo de silicio utilizado en sus productos de descargadores de chispas y varistores. [2] Algunos descargadores de chispas están abiertos al aire, pero la mayoría de las variedades modernas están llenas de una mezcla de gas de precisión y tienen una pequeña cantidad de material radiactivo para estimular la ionización del gas cuando el voltaje a través del descargador alcanza un nivel específico. Otros diseños de pararrayos utilizan un tubo de descarga luminiscente (esencialmente como una lámpara de neón) conectado entre el conductor protegido y tierra, o interruptores de estado sólido activados por voltaje llamados varistores o MOV.
Los pararrayos que se utilizan en las subestaciones eléctricas son dispositivos de gran tamaño que consisten en un tubo de porcelana de varios pies de largo y varios centímetros de diámetro, generalmente lleno de discos de óxido de cinc. Un puerto de seguridad en el lateral del dispositivo ventila la explosión interna ocasional sin romper el cilindro de porcelana.
Los pararrayos se clasifican según la corriente pico que pueden soportar, la cantidad de energía que pueden absorber y la tensión de ruptura que necesitan para iniciar la conducción. Se utilizan como parte de un sistema de protección contra rayos, en combinación con terminales aéreos y conexión a tierra.