Quando si tratta di proteggere gli impianti elettrici dagli effetti devastanti dei fulmini, i parafulmini svolgono un ruolo cruciale. Questi dispositivi sono progettati per deviare a terra in modo sicuro le sovratensioni elettriche ad alta energia causate dai fulmini, prevenendo danni alle apparecchiature e garantendo il funzionamento continuo delle reti elettriche. Tuttavia, le prestazioni dei parafulmini possono essere influenzate in modo significativo dalle condizioni ambientali, soprattutto nei climi freddi. In qualità di fornitore di parafulmini, comprendere questi impatti è essenziale per fornire prodotti affidabili ai nostri clienti.
Cambiamenti fisici e chimici nei climi freddi
Nei climi freddi, il cambiamento più evidente è il calo della temperatura. Ciò può portare a numerosi cambiamenti fisici e chimici nei parafulmini. La maggior parte dei nostri parafulmini, come ad esempioScaricatore in piedi di ossido di zinco,Arresto tubolare all'ossido di zinco, EScaricatore di ossido di zinco composito in silicone ad alta tensione, sono realizzati con varistori all'ossido di zinco come componente principale. I varistori all'ossido di zinco hanno una caratteristica tensione-corrente non lineare, che consente loro di condurre picchi di corrente elevati durante un fulmine bloccando al contempo le normali correnti operative.
A basse temperature le proprietà elettriche dei varistori all'ossido di zinco possono cambiare. La resistività del materiale del varistore potrebbe aumentare, il che potrebbe potenzialmente influire sulla sua capacità di condurre picchi di corrente elevati durante un evento di fulmini. Una resistività più elevata significa che è necessaria più energia per avviare la conduzione e potrebbe verificarsi un ritardo nel tempo di risposta dello scaricatore. Questo ritardo potrebbe comportare una tensione più elevata sulle apparecchiature protette durante un fulmine, aumentando il rischio di danni.
Oltre alle modifiche delle proprietà elettriche, anche le proprietà meccaniche dei componenti dello scaricatore possono essere influenzate dalle basse temperature. I materiali dell'alloggiamento dei parafulmini, come porcellana o silicone composito, possono diventare più fragili quando fa freddo. Questa fragilità può aumentare il rischio di incrinature o rotture, soprattutto se lo scaricatore è sottoposto a sollecitazioni meccaniche, come vibrazioni o urti. Un alloggiamento danneggiato può esporre i componenti interni a umidità e contaminanti, che possono peggiorare ulteriormente le prestazioni dello scaricatore e ridurne la durata.
Accumulo di umidità e ghiaccio
I climi freddi sono spesso associati ad un’elevata umidità e alla presenza di umidità sotto forma di neve, ghiaccio o pioggia gelata. L'umidità è uno dei più grandi nemici dei parafulmini. Quando l'umidità si accumula sulla superficie dello scaricatore, può creare un percorso conduttivo per la corrente elettrica, causando correnti di dispersione. Queste correnti di dispersione possono causare il riscaldamento degli elementi del varistore, che può accelerare il processo di invecchiamento e ridurre le prestazioni complessive dello scaricatore.
L'accumulo di ghiaccio sullo scaricatore è un problema ancora più serio. Il ghiaccio può modificare la forma e le proprietà superficiali dello scaricatore, alterandone la distribuzione del campo elettrico. Ciò può comportare una sollecitazione irregolare degli elementi varistori e aumentare il rischio di scariche parziali. Le scariche parziali possono causare danni ai materiali isolanti e ai varistori stessi, portando eventualmente al guasto dello scaricatore.
Inoltre, l'espansione del ghiaccio durante il congelamento può esercitare uno stress meccanico sull'alloggiamento dello scaricatore. Se l'alloggiamento non è progettato per resistere a questa sollecitazione, può rompersi o rompersi, consentendo l'ingresso di più umidità nello scaricatore. Una volta che l'umidità penetra nei componenti interni, può causare corrosione e cortocircuiti, rendendo inefficace lo scaricatore.
Impatto su test e manutenzione
Le prestazioni dei parafulmini nei climi freddi hanno implicazioni anche per le procedure di test e manutenzione. Potrebbe essere necessario modificare i metodi di test tradizionali, come la misurazione della corrente di dispersione e della tensione residua, per tenere conto degli effetti delle basse temperature. Ad esempio, il normale intervallo di valori della corrente di dispersione stabilito a temperatura ambiente potrebbe non essere applicabile in climi freddi. Una corrente di dispersione più elevata, che sarebbe considerata anomala a temperatura ambiente, potrebbe rientrare in un intervallo accettabile in condizioni di freddo a causa dei cambiamenti nelle proprietà elettriche dei varistori.
Anche le attività di manutenzione, come le ispezioni visive e la pulizia, diventano più impegnative nei climi freddi. La neve e il ghiaccio possono rendere difficile l'accesso agli scaricatori per l'ispezione e le temperature fredde possono limitare l'efficacia dei detergenti. Inoltre, eventuali riparazioni o sostituzioni di componenti devono essere eseguite con attenzione per evitare ulteriori danni allo scaricatore a causa della fragilità dei materiali durante la stagione fredda.
Considerazioni sulla progettazione per i climi freddi
In qualità di fornitore di parafulmini, teniamo conto di questi fattori quando progettiamo i nostri prodotti per l'uso in climi freddi. Per quanto riguarda i materiali dei varistori, conduciamo ricerche e test approfonditi per garantire che mantengano le loro proprietà elettriche a basse temperature. Possiamo utilizzare additivi speciali o processi di produzione per migliorare le prestazioni a bassa temperatura dei varistori, come ridurre il coefficiente di temperatura della resistività.
Per quanto riguarda la progettazione dell'alloggiamento, utilizziamo materiali più resistenti al freddo e all'umidità. I materiali compositi in silicone sono spesso preferiti alla porcellana nei climi freddi perché hanno una migliore flessibilità e idrofobicità. Gli alloggiamenti in silicone composito possono eliminare l'acqua più facilmente, riducendo il rischio di accumulo di umidità e formazione di ghiaccio. Progettiamo inoltre l'alloggiamento con una forma che riduca al minimo la superficie disponibile per l'accumulo di ghiaccio e fornisca un migliore drenaggio dell'acqua.
Per prevenire l'accumulo di ghiaccio, possiamo incorporare elementi riscaldanti o rivestimenti antigelo nella progettazione dello scaricatore. Gli elementi riscaldanti possono mantenere la superficie dello scaricatore al di sopra del punto di congelamento, impedendo la formazione di ghiaccio. I rivestimenti antigelo possono ridurre l'adesione del ghiaccio alla superficie, facilitandone la rimozione da parte di forze naturali come il vento o la gravità.
Conclusione
Le prestazioni dei parafulmini nei climi freddi sono una questione complessa che comporta cambiamenti nelle proprietà elettriche e meccaniche, nonché gli effetti dell'umidità e dell'accumulo di ghiaccio. In qualità di fornitore di parafulmini, ci impegniamo a fornire prodotti di alta qualità in grado di resistere alle dure condizioni dei climi freddi. NostroScaricatore in piedi di ossido di zinco,Arresto tubolare all'ossido di zinco, EScaricatore di ossido di zinco composito in silicone ad alta tensionesono progettati con materiali e tecnologie avanzati per garantire prestazioni affidabili in tutte le condizioni atmosferiche.
Se stai cercando parafulmini che possano funzionare bene in climi freddi, ti invitiamo a contattarci per ulteriori informazioni e per discutere le tue esigenze specifiche. Il nostro team di esperti è pronto ad assistervi nella scelta dei prodotti giusti per i vostri impianti elettrici.
Riferimenti
- Standard IEEE per scaricatori di sovratensione in metallo - ossido per circuiti di alimentazione CA (IEEE C62.11 - 2012).
- IEC 60099 - 4:2014, Scaricatori di sovratensione – Parte 4: Scaricatori di sovratensione a ossido di metallo per sistemi CA.
- Wang, X. e Li, Y. (2017). Ricerca sulle prestazioni degli scaricatori di sovratensione all'ossido di zinco in condizioni di bassa temperatura. Giornale di ingegneria elettrica, 25(3), 123 - 130.