¿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 basan en diodos de supresión, como el diodo zener, que, a diferencia de los diodos típicos, permite el flujo de corriente en ambas direcciones. Los supresores de voltaje transitorio de nivel medio se basan en varistores de óxido de metal (MOV), pero se degradan con el tiempo por picos eléctricos más pequeños en la línea. Los supresores de tubos de gas son una tercera categoría de supresores de voltaje transitorio, y la única variedad que puede manejar picos de alto voltaje repetidos, como los rayos, sin degradarse.

Dado que la mayoría de los picos eléctricos ocurren en muy rápido, duraciones cortas de menos de un nanosegundo o una billonésima de segundo, los supresores de voltaje transitorio deben ser capaces de reaccionar casi instantáneamente. Por lo tanto, están diseñados para dejar pasar una cierta cantidad de voltaje a medida que se activan, que se clasifica oficialmente como el voltaje de paso, y esta es la clasificación más importante para cualquier sistema de supresión de voltaje. En segundo lugar, dado que los picos eléctricos son cortos en duración individual, no tienen efecto de calentamiento en el cableado. Por lo tanto, los supresores de voltaje transitorio no necesitan ser dimensionados para cumplir con los valores nominales de amperaje del circuito en el que están conectados, lo que les da una aplicación más universal en una gama 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 alimenta la energía a una instalación desde la red eléctrica no ofrece 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 la patada inductiva, que son picos de voltaje generados dentro de una planta cuando los interruptores se abren o cierran. Las patadas inductivas internas por sí solas pueden ser 10-20 veces el voltaje nominal para sistemas eléctricos en una instalación industrial, con la posibilidad de que un circuito de 4,15 kilovoltios experimente picos de voltaje 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 transitorios comerciales residenciales y estándar funcionan 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 las alimentaciones 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, esto se considera 339 voltios, y para un circuito de 240 voltios, 679 voltios. Todos los supresores de voltaje transitorio también están clasificados en términos de disipación de potencia de pulso pico, que es la cantidad de potencia en exceso que se permite que fluya y, en niveles más bajos, está restringida a alrededor de 150 vatios.

Cada diseño para supresores de voltaje transitorio tiene sus ventajas y desventajas únicas. Los diodos Zener evitan 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 a los supresores. Los varistores de óxido de metal están diseñados para desviar los picos de voltaje de mayor nivel de un circuito, pero no pueden desviar los voltajes más bajos sostenidos que exceden los niveles máximos del circuito. Los tubos de descarga de gas son caros en comparación, pero pueden manejar picos repetidos de alto voltaje en una línea sin degradarse significativamente como lo hacen los MOV rápidamente.