Quels sont les matériaux utilisés dans le parafoudre

Un parasurtenseur est un composant crucial des systèmes électriques, conçu pour protéger les équipements électriques contre les pics de tension provoqués par la foudre, les opérations de commutation ou les défauts transitoires.L'efficacité d'un parafoudre dépend en grande partie des matériaux utilisés dans sa construction, car ils déterminent sa capacité à résister et à dissiper les surtensions à haute tension.Comprendre les matériaux impliqués dans la conception des parafoudres est essentiel pour les professionnels du génie électrique et des systèmes électriques.Cet article explore les différents matériaux couramment utilisés dans les parafoudres et leur importance pour garantir la sécurité et la longévité des équipements électriques.

Matériaux de base dans les parafoudres

Varistors à oxyde métallique (MOV) :

Le matériau le plus crucial utilisé dans les parafoudres modernes est la varistance à oxyde métallique (MOV).Les MOV sont des semi-conducteurs qui modifient leur résistance électrique en fonction de la tension appliquée.

Le matériau principal des MOV est l'oxyde de zinc (ZnO), combiné à de petites quantités d'autres oxydes métalliques comme l'oxyde de bismuth (Bi2O3), l'oxyde de cobalt (CoO) et l'oxyde de manganèse (MnO).

Ces composés améliorent les caractéristiques tension-courant non linéaires de la varistance, la rendant très efficace pour absorber et dissiper les surtensions à haute énergie.

Caoutchouc de silicone ou porcelaine pour le boîtier :

Le boîtier externe des parafoudres est généralement constitué de caoutchouc de silicone ou de porcelaine.

Le caoutchouc de silicone est préféré pour ses excellentes propriétés hydrophobes, sa résistance aux rayons UV et sa flexibilité, ce qui le rend moins sujet aux dommages dus aux contraintes mécaniques.

La porcelaine, quant à elle, est connue pour sa haute rigidité diélectrique et sa robustesse mécanique.Cependant, il est plus sensible aux dommages causés par des facteurs environnementaux tels que la pollution et l’humidité.

Aciers de haute qualité pour les composants de mise à la terre :

Les composants de mise à la terre des parafoudres sont généralement fabriqués en acier de haute qualité.

L'acier offre la résistance et la durabilité nécessaires pour résister aux contraintes mécaniques lors des surtensions et assure un chemin fiable jusqu'au sol.

Plastiques renforcés de fibres pour structures de support :

Dans certains parafoudres, des plastiques renforcés de fibres sont utilisés pour les structures de support.

Ces matériaux offrent des rapports résistance/poids élevés et une excellente résistance à la dégradation environnementale.

Tubes à décharge gazeuse (GDT) :

Dans certains types de parafoudres, comme ceux utilisés dans les télécommunications, des tubes à décharge sont utilisés.

Les GDT contiennent généralement un mélange gazeux qui s'ionise lors d'une surtension, créant un chemin conducteur pour détourner l'excès de tension.

Oxyde d'aluminium (alumine) dans les éclateurs :

Les éclateurs, un composant de certains parafoudres, utilisent souvent de l'oxyde d'aluminium (alumine) en raison de ses bonnes propriétés d'isolation électrique et de sa stabilité thermique.

Importance de la sélection des matériaux

Le choix des matériaux d'un parafoudre est essentiel pour ses performances.Des matériaux comme le ZnO offrent les propriétés électriques nécessaires pour protéger contre les surtensions, tandis que les boîtiers en caoutchouc de silicone et en porcelaine offrent une protection physique.

La résistance environnementale est un autre facteur crucial, car les parafoudres sont souvent exposés à des conditions extérieures difficiles.

La longévité et la fiabilité du parafoudre dépendent de la qualité des matériaux utilisés, influençant les besoins de maintenance et la sécurité globale du système.

Les matériaux utilisés dans les parafoudres jouent un rôle central dans leur fonctionnalité et leur durabilité.Des varistances à oxyde métallique en leur cœur au boîtier externe et aux structures de support, chaque matériau est sélectionné pour ses propriétés spécifiques afin de garantir des performances optimales.Comprendre ces matériaux est essentiel pour les professionnels du domaine de l'ingénierie électrique et de la protection des systèmes électriques, car cela donne un aperçu des considérations de conception et des capacités opérationnelles des parafoudres.À mesure que la technologie progresse, le développement de nouveaux matériaux et composites continue d'améliorer l'efficacité des parafoudres dans la protection des systèmes électriques.