සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංග (SPDs) විදුලි පද්ධතිවල තීරණාත්මක ආරක්ෂකයින් ලෙස සේවය කරන අතර, සංවේදී උපකරණවලට විනාශකාරී හානියක් සිදු කළ හැකි සහ පද්ධති ආරක්ෂාවට හානි කළ හැකි තාවකාලික අධි වෝල්ටීයතාවයන්ට එරෙහිව අත්‍යවශ්‍ය ආරක්ෂාවක් සපයයි. මෙම උපාංග භයානක වෝල්ටීයතා උල්පත් හරවා සීමා කිරීමට ක්‍රියා කරන ආකාරය තේරුම් ගැනීම නේවාසික, වාණිජ සහ කාර්මික යෙදුම්වල විශ්වාසදායක විදුලි යටිතල පහසුකම් සහතික කිරීම සඳහා මූලික වේ.
තාවකාලික අධි වෝල්ටීයතා සහ ඒවායේ තර්ජන අවබෝධ කර ගැනීම
අස්ථිර අධි වෝල්ටීයතා යනු කෙටි කාලීන, ඉහළ විශාලත්වයකින් යුත් වෝල්ටීයතා ස්පයික් වන අතර ඒවා ළඟා විය හැකිය වෝල්ට් 6,000 දක්වා අඩු වෝල්ටීයතා පාරිභෝගික ජාල මත, සාමාන්‍යයෙන් ක්ෂුද්‍ර තත්පර පමණක් පවතින නමුත් සංවේදී උපකරණවලට සැලකිය යුතු හානියක් සිදු කිරීමට ප්‍රමාණවත් ශක්තියක් රැගෙන යයි. මෙම වෝල්ටීයතා අක්‍රමිකතා ප්‍රාථමික මූලාශ්‍ර දෙකකින් ආරම්භ වේ: බාහිර සිදුවීම් ඇම්පියර් ලක්ෂ ගණනකට වඩා වැඩි ධාරා ජනනය කළ හැකි අකුණු සැර වැදීම් වැනි, සහ අභ්‍යන්තර මූලාශ්‍ර ප්‍රේරක බර මාරු කිරීමේ මෙහෙයුම්, මෝටර් ආරම්භක සහ පරිපථ කඩන මෙහෙයුම් ඇතුළුව.
මෙම සංක්‍රාන්ති ද්‍රව්‍ය මගින් එල්ල වන තර්ජනය ක්ෂණික උපකරණ අසාර්ථක වීමටත් වඩා විහිදේ. පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ සියලුම සංක්‍රාන්ති වලින් 65% අභ්‍යන්තරව ජනනය වේ. මයික්‍රෝවේව් උදුන්, ලේසර් මුද්‍රණ යන්ත්‍ර සහ විදුලි පහන් පවා සක්‍රිය හෝ අක්‍රිය කිරීම වැනි පොදු ප්‍රභවයන්ගෙන් ලැබෙන පහසුකම් තුළ. මාරු කිරීමේ සංක්‍රාන්ති සාමාන්‍යයෙන් අකුණු මඟින් ඇතිවන රළවලට වඩා විශාලත්වයෙන් අඩු වුවද, ඒවා නිතර සිදුවන අතර ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල සමුච්චිත පිරිහීමට හේතු වන අතර එමඟින් අකාලයේ උපකරණ අසාර්ථක වීමට හේතු වේ.
SPD වල මූලික මෙහෙයුම් මූලධර්ම
SPDs ක්‍රියාත්මක වන්නේ සංකීර්ණ නමුත් අලංකාර යාන්ත්‍රණයක් හරහා වන අතර එමඟින් විදුලි ආරක්ෂකයින් ලෙස ක්‍රියා කිරීමට හැකි වන අතර සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර නොපෙනී සිටින අතර භයානක වෝල්ටීයතා උල්පත් වලට වේගයෙන් ප්‍රතිචාර දක්වයි. මූලික මූලධර්මයට ඇතුළත් වන්නේ රේඛීය නොවන සංරචක යොදන වෝල්ටීයතාවය මත පදනම්ව නාටකාකාර ලෙස වෙනස් සම්බාධන ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරයි.
සාමාන්‍ය මෙහෙයුම් තත්ත්වයන් තුළ, SPDs a පවත්වා ගනී අධි-සම්බාධන තත්ත්වය, සාමාන්‍යයෙන් ගිගාඕම් පරාසයේ, අවම කාන්දු ධාරාවක් ගලා යාමට ඉඩ සලසන අතර ආරක්ෂිත පරිපථයට කිසිදු බලපෑමක් ඇති නොකරයි. මෙම පොරොත්තු මාදිලිය SPD වෝල්ටීයතා මට්ටම් අඛණ්ඩව නිරීක්ෂණය කරන අතරතුර සාමාන්‍ය විදුලි මෙහෙයුම් වලට බාධා නොකරන බව සහතික කරයි.
තාවකාලික අධි වෝල්ටීයතාවයක් ඇති වූ විට සහ SPD හි එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවය ඉක්මවා ගිය විට, උපාංගය වේගවත් පරිවර්තනයකට භාජනය වේ. නැනෝ තත්පර කිහිපයක් ඇතුළත, SPD a වෙත සංක්‍රමණය වේ අඩු සම්බාධන තත්ත්වය, සර්ජ් ධාරාව සඳහා මනාප මාර්ගයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම මාරු කිරීමේ ක්‍රියාව මගින් භයානක ධාරාව සංවේදී උපකරණවලින් ඉවතට හරවා ආරක්ෂිතව බිමට හෝ එහි ප්‍රභවයට නැවත යොමු කරයි.
එම කලම්ප යාන්ත්‍රණය ආරක්ෂිත උපකරණ වෙත ළඟා වන වෝල්ටීයතා විශාලත්වය SPD මගින් සීමා කරන බැවින්, ඒ හා සමානව තීරණාත්මක වේ. වෝල්ට් දහස් ගණනක් හරහා යාමට ඉඩ දීම වෙනුවට, නිසි ලෙස ක්‍රියාත්මක වන SPD එකක් වෝල්ටීයතාවය ආරක්ෂිත මට්ටමකට තද කරයි, සාමාන්‍යයෙන් වෝල්ට් සිය ගණනක්, බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවලට හානියක් නොමැතිව දරාගත හැකිය.
SPD තාක්ෂණයන් සහ ඒවායේ හැරවුම් යාන්ත්‍රණ
ප්‍රාථමික තාක්ෂණයන් තුනක් SPD භූ දර්ශනය ආධිපත්‍යය දරන අතර, ඒ සෑම එකක්ම වෝල්ටීයතා සීමා කිරීම සහ ධාරා අපසරනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වෙනස් භෞතික යාන්ත්‍රණ භාවිතා කරයි.
| ලක්ෂණය | ලෝහ ඔක්සයිඩ් විචල්‍යකාරකය (MOV) | ගෑස් විසර්ජන නළය (GDT) | TVS ඩයෝඩය |
|---|---|---|---|
| ප්‍රතිචාර කාලය | නැනෝ තත්පර 1-5 | මයික්‍රෝ තත්පර 0.1-1 | නැනෝ තත්පර 0.001-0.01 |
| කලම්ප වෝල්ටීයතාවය | ධාරාව සමඟ විචල්‍ය | අඩු චාප වෝල්ටීයතාවය (~20V) | නිරවද්‍ය, ස්ථාවර |
| වත්මන් ධාරිතාව | ඉහළ (1-40 kA) | ඉතා ඉහළ (10+ kA) | පහළ සිට මධ්‍යම (A පරාසය) |
| මෙහෙයුම් යාන්ත්‍රණය | ZnO ධාන්ය, වෝල්ටීයතාව මත රඳා පවතින ප්‍රතිරෝධය | වායු අයනීකරණය සන්නායක මාර්ගයක් නිර්මාණය කරයි | සිලිකන් වල හිම කුණාටු බිඳවැටීම |
| සාමාන්‍ය යෙදුම් | විදුලි රැහැන් ආරක්ෂාව, නේවාසික/වාණිජ SPDs | විදුලි සංදේශ, අධි ශක්ති රැළි, ප්‍රාථමික ආරක්ෂාව | දත්ත රේඛා, සංවේදී ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ, සියුම් ආරක්ෂාව |
| ප්‍රධාන වාසි | ඉහළ ධාරා ධාරිතාව, ද්විපාර්ශ්වික, පිරිවැය-ඵලදායී | ඉතා අඩු කාන්දුවක්, ඉහළ ධාරා ධාරිතාවක්, දිගු ආයු කාලයක් | වේගවත්ම ප්‍රතිචාරය, නිරවද්‍ය වෝල්ටීයතාවය, පිරිහීමක් නැත |
| ප්‍රධාන සීමාවන් | කාලයත් සමඟ පිරිහෙයි, උෂ්ණත්වයට සංවේදීයි | මන්දගාමී ප්‍රතිචාරය, වත්මන් බාධා කිරීම් අනුගමනය කිරීම අවශ්‍ය වේ | සීමිත ධාරා ධාරිතාව, ඉහළ පිරිවැය |
ලෝහ ඔක්සයිඩ් විචල්‍ය (MOV) තාක්ෂණය
ලෝහ ඔක්සයිඩ් විචල්‍යකාරක වඩාත් බහුලව භාවිතා වන SPD තාක්ෂණය නියෝජනය කරයි, විදුලි රැහැන් SPDs 96% ට වැඩි MOV සංරචක ඒවායේ විශ්වසනීයත්වය සහ ශක්තිමත් කාර්ය සාධන ලක්ෂණ නිසා භාවිතා කරයි. MOVs සමන්විත වන්නේ සින්ක් ඔක්සයිඩ් (ZnO) ධාන්ය වෝල්ටීයතාවය මත යැපෙන ප්‍රතිරෝධක ගුණාංග නිර්මාණය කරන බිස්මට් ඔක්සයිඩ් (Bi₂O₃) වැනි ආකලන සමඟ.
MOV මෙහෙයුමට පාදක වන භෞතික විද්‍යාවට ඇතුළත් වන්නේ ධාන්ය මායිම් බලපෑම් සින්ක් ඔක්සයිඩ් ස්ඵටිකරූපී ව්‍යුහය සාමාන්‍ය වෝල්ටීයතා යටතේ ධාරා ප්‍රවාහයට ස්වාභාවික බාධක නිර්මාණය කරයි. වෝල්ටීයතාවය varistor වෝල්ටීයතාවය ඉක්මවා ගිය විට (සාමාන්‍යයෙන් 1mA DC ධාරාවකින් මනිනු ලැබේ), මෙම බාධක බිඳ වැටෙන අතර, උපාංගය හරහා සාපේක්ෂව ස්ථාවර වෝල්ටීයතාවයක් පවත්වා ගනිමින් ධාරා ප්‍රවාහය නාටකාකාර ලෙස වැඩි කිරීමට ඉඩ සලසයි.
MOV ප්‍රදර්ශනය ද්විපාර්ශ්වික ලක්ෂණ, ඒවා ධන සහ සෘණ වෝල්ටීයතා සංක්‍රාන්ති යන දෙකටම එකසේ ඵලදායී කරයි. ඒවායේ ඉහළ ධාරා හැසිරවීමේ හැකියාව, බොහෝ විට ශ්‍රේණිගත කර ඇත 1-40 kA සර්ජ් ධාරා, විශාල අකුණු මඟින් ඇතිවන ධාරා ආරක්ෂිතව හරවා යැවිය යුතු ප්‍රාථමික ආරක්ෂණ යෙදුම් සඳහා ඒවා කදිම කරයි.
ගෑස් විසර්ජන නල (GDT) තාක්ෂණය
ගෑස් විසර්ජන නල ක්‍රියාත්මක වන්නේ මූලික වශයෙන් වෙනස් යාන්ත්‍රණයක් හරහා ය. වායු අයනීකරණ භෞතික විද්‍යාවමෙම උපාංගවල නිශ්චිතව පරතරයකින් යුත් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සහිත සෙරමික් ආවරණ තුළ මුද්‍රා තබා ඇති නිෂ්ක්‍රීය වායු (නියොන් හෝ ආගන් වැනි) අඩංගු වේ.
සාමාන්‍ය වෝල්ටීයතා යටතේ, වායුව එහි පරිවාරක ගුණාංග පවත්වා ගෙන යන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඉතා ඉහළ සම්බාධනය සහ අතිශය අඩු කාන්දු ධාරාවක්. කෙසේ වෙතත්, වෝල්ටීයතාවය ඉක්මවා ගිය විට ස්පාර්ක්ඕවර් සීමාව, සාමාන්‍යයෙන් සැලසුම අනුව වෝල්ට් සිය ගණනක සිට දහස් ගණනක් දක්වා පරාසයක පවතින විට, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය වායු අණු අයනීකරණය කිරීමට ප්‍රමාණවත් වේ.
අයනීකරණ ක්‍රියාවලිය නිර්මාණය කරන්නේ සන්නායක ප්ලාස්මා නාලිකාව ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර, ඵලදායී ලෙස සර්ජ් වෝල්ටීයතාවය කෙටි පරිපථයක් බවට පත් කර සර්ජ් ධාරා ප්‍රවාහය සඳහා අඩු ප්‍රතිරෝධක මාර්ගයක් (සාමාන්‍යයෙන් 20V පමණ චාප වෝල්ටීයතාවයක්) සපයයි. මෙම මාරු කිරීමේ ක්‍රියාව සිදුවන්නේ මයික්‍රෝ තත්පර 0.1 සිට 1 දක්වා, අධි ශක්ති සැඩපහර සිදුවීම් සඳහා GDT විශේෂයෙන් ඵලදායී කරයි.
අස්ථිර වෝල්ටීයතා මර්දන (TVS) ඩයෝඩ තාක්ෂණය
TVS ඩයෝඩ භාවිතා කරන්නේ සිලිකන් හිම කුණාටු බිඳවැටීම අතිශය වේගවත් ප්‍රතිචාර කාලයන් සහ නිරවද්‍ය වෝල්ටීයතා කලම්ප ලබා ගැනීම සඳහා භෞතික විද්‍යාව. මෙම අර්ධ සන්නායක උපාංග අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම අස්ථිර මර්දන යෙදුම් සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද විශේෂිත සීනර් ඩයෝඩ වේ.
සිලිකන් ස්ඵටිකය තුළ ඇති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය බලපෑම් අයනීකරණය සඳහා ප්‍රමාණවත් ශක්ති වෙත ආරෝපණ වාහක වේගවත් කිරීමට තරම් ශක්තිමත් වූ විට හිම කුණාටු බිඳවැටීමේ යාන්ත්‍රණය සිදු වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය අතිරේක ඉලෙක්ට්‍රෝන-සිදුරු යුගල නිර්මාණය කරන අතර එමඟින් වැඩිවන ධාරාවක් සිදු කරන අතර සාපේක්ෂව නියත වෝල්ටීයතාවයක් පවත්වා ගෙන යන පාලිත හිම කුණාටු ආචරණයක් ඇති වේ.
TVS ඩයෝඩ පිරිනමන්නේ වේගවත්ම ප්‍රතිචාර කාලය ඕනෑම SPD තාක්ෂණයක, සාමාන්‍යයෙන් නැනෝ තත්පර 0.001 සිට 0.01 දක්වා, ඒවා සංවේදී දත්ත රේඛා සහ අධිවේගී ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිපථ ආරක්ෂා කිරීම සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත්, ඒවායේ වත්මන් හැසිරවීමේ හැකියාව සාමාන්‍යයෙන් ඇම්පියර් පරාසයට සීමා වන අතර, ප්‍රවේශමෙන් යෙදුම් නිර්මාණය අවශ්‍ය වේ.
වෝල්ටීයතා-ධාරා ලක්ෂණ සහ කාර්ය සාධන මිනුම්
අස්ථිර වෝල්ටීයතා සීමා කිරීමේදී SPD තාක්ෂණයන්හි කාර්යක්ෂමතාව ඒවායේ වෝල්ටීයතා-ධාරා (VI) ලක්ෂණ හරහා තේරුම් ගත හැකි අතර, එමඟින් එක් එක් තාක්ෂණය වැඩිවන සර්ජ් ධාරා වලට ප්‍රතිචාර දක්වන ආකාරය හෙළි කරයි.
වෝල්ටීයතා සීමා කිරීම එදිරිව වෝල්ටීයතා මාරු කිරීමේ හැසිරීම
SPDs ඒවායේ VI ලක්ෂණ මත පදනම්ව මූලික වශයෙන් කාණ්ඩ දෙකකට වර්ගීකරණය කර ඇත: වෝල්ටීයතා සීමා කිරීම සහ වෝල්ටීයතා මාරු කිරීම උපාංග. MOV සහ TVS ඩයෝඩ වැනි වෝල්ටීයතා සීමා කිරීමේ උපාංග, වෝල්ටීයතා ඉහළ යන විට සම්බාධනයේ ක්‍රමයෙන් වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ධාරාව සමඟ වෝල්ටීයතාවය මධ්‍යස්ථව වැඩි වන විට කලම්ප හැසිරීමක් ඇති වේ.
GDT මගින් නිදර්ශනය කරන ලද වෝල්ටීයතා මාරු කිරීමේ උපාංග, ඉහළ සිට පහළ සම්බාධන තත්වයන් දක්වා තියුණු සංක්‍රාන්තියක් සහිත අඛණ්ඩ ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරයි. මෙම මාරු කිරීමේ ක්‍රියාව සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර විශිෂ්ට හුදකලාවක් සපයන නමුත් පසු විපරම් ධාරා ගැටළු වළක්වා ගැනීම සඳහා ප්‍රවේශමෙන් සම්බන්ධීකරණය අවශ්‍ය වේ.
තීරණාත්මක කාර්ය සාධන පරාමිතීන්
කලම්ප වෝල්ටීයතාවය සර්ජ් සිදුවීමකදී ආරක්ෂිත උපකරණ වෙත SPD එකක් ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසන උපරිම වෝල්ටීයතාවය නියෝජනය කරයි. මෙම පරාමිතිය ප්‍රමිතිගත පරීක්ෂණ තත්වයන් යටතේ මනිනු ලැබේ, සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරන්නේ 8/20 ක්ෂුද්‍ර තත්පර ධාරා තරංග ආකාර සැබෑ ලෝක සර්ජ් ලක්ෂණ අනුකරණය කරන.
ප්‍රතිචාර කාලය SPD එකකට අස්ථිර සිදුවීම් වලට කෙතරම් ඉක්මනින් ප්‍රතිචාර දැක්විය හැකිද යන්න තීරණය කරයි. වෝල්ටීයතා සීමා කරන සංරචක සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රතිචාර දක්වන්නේ නැනෝ තත්පර පරාසය, වෝල්ටීයතා මාරු කිරීමේ උපාංග අවශ්‍ය විය හැකිය මයික්‍රෝ තත්පර සම්පූර්ණයෙන්ම සක්‍රිය කිරීමට. වැදගත් වන්නේ, වෝල්ටීයතා සීමා කරන SPD සංරචකවල ප්‍රතිචාර කාලය සමාන වන අතර නැනෝ තත්පර පරාසය තුළ ඇති බැවින්, ඊයම් දිග සහ ස්ථාපන සාධක සංරචක ප්‍රතිචාර කාල වෙනස්කම් වලට වඩා තීරණාත්මක වේ.
ඉඩ-හරහා වෝල්ටීයතාවය මිනුම් මගින් යථාර්ථවාදී ස්ථාපන තත්වයන් යටතේ SPD කාර්ය සාධනය පිළිබඳ ප්‍රායෝගික තක්සේරුවක් සපයයි. මෙම අගයන් මඟින් ආරක්ෂිත උපකරණ වෙත සැබවින්ම ළඟා වන වෝල්ටීයතාවය සඳහා හේතු වේ, එයට බලපෑම් ද ඇතුළත් වේ. ඊයම් දිග සහ ස්ථාපන සම්බාධනයඅධ්‍යයනවලින් පෙනී යන්නේ ඊයම් දිග මගින් ඉඩ දෙන වෝල්ටීයතාවයන් සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන බවයි, එබැවින් ප්‍රමිතිගත පරීක්ෂණ වලදී සංසන්දනාත්මක අරමුණු සඳහා අඟල් හයක ඊයම් දිග භාවිතා කරයි.
SPD ස්ථාපනය සහ සම්බන්ධීකරණ උපාය මාර්ග
ඵලදායී සර්ජ් ආරක්ෂාව සඳහා උපායමාර්ගික ස්ථානගත කිරීම සහ විදුලි පද්ධති පුරා බහු SPD උපාංග සම්බන්ධීකරණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. සංකල්පය කඳුරැලි ආරක්ෂාව පුළුල් ආවරණයක් සැපයීම සඳහා විදුලි බෙදාහැරීමේ පද්ධතියේ විවිධ ස්ථානවල විවිධ වර්ගයේ SPD ස්ථාපනය කිරීම ඇතුළත් වේ.
ත්‍රි-ස්ථර ආරක්ෂණ උපාය මාර්ගය
1 වර්ගයේ SPDs සේවා පිවිසුමේ ස්ථාපනය කර ඇති අතර ඒවා හැසිරවීමට සෘජු අකුණු සැර වැදීම සහ උපයෝගිතා පද්ධති වලින් ඉහළ ශක්ති රැළි. මෙම උපාංග ඔරොත්තු දිය යුතුය 10/350 ක්ෂුද්‍ර තත්පර ධාරා තරංග ආකාර අකුණු සැර වැදීමේ ඉහළ ශක්ති අන්තර්ගතය අනුකරණය කරන, ධාරා ශ්‍රේණිගත කිරීම් බොහෝ විට 25 kA ඉක්මවයි.
2 වර්ගයේ SPDs බෙදාහැරීමේ පැනල් වලට එරෙහිව ආරක්ෂාව සැපයීම වක්‍ර අකුණු සැර වැදීම සහ මාරුවීම් සර්ජ්. සමඟ පරීක්ෂා කරන ලදී 8/20 ක්ෂුද්‍ර තත්පර තරංග ආකාර, මෙම උපාංග ඉහළ ප්‍රවාහ ආරක්ෂාව හරහා ගමන් කරන අවශේෂ සර්ජ් හසුරුවන අතර වැඩිදියුණු කළ උපකරණ ආරක්ෂාව සඳහා අඩු කලම්ප වෝල්ටීයතාවයක් සපයයි.
3 වර්ගයේ SPDs පිරිනැමීම භාවිත ස්ථානයේ ආරක්ෂාව සංවේදී උපකරණ සඳහා, හැකි අවම කලම්ප වෝල්ටීයතාවයන් සහිත අවසාන ආරක්ෂක රේඛාව සපයයි. ඊයම් සම්බාධනය සම්බන්ධ කිරීමේ බලපෑම් අවම කිරීම සඳහා මෙම උපාංග සාමාන්‍යයෙන් ආරක්ෂිත උපකරණයේ සිට මීටර් 10 ක් ඇතුළත ස්ථාපනය කර ඇත.
සම්බන්ධීකරණ අභියෝග සහ විසඳුම්
කැස්කැඩ් SPD අතර සාර්ථක සම්බන්ධීකරණය සඳහා ප්‍රවේශමෙන් අවධානය යොමු කළ යුතුය වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ මට්ටම් සහ විද්‍යුත් වෙන් කිරීමමූලික අභියෝගය වන්නේ ඉහළ ප්‍රවාහ උපාංග බොහෝ සර්ජ් ශක්තිය හසුරුවන බවත්, පහළ ප්‍රවාහ උපාංග අධික ලෙස පීඩනයට පත් නොවී සියුම් ආරක්ෂාවක් සපයන බවත් සහතික කිරීමයි.
පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ කැස්කැඩ් SPDs ඇති විට සම්බන්ධීකරණය වඩාත් ඵලදායී බවයි සමාන වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ මට්ටම්. උඩුගං බලා සහ පහළට ගලා යන කලම්ප වෝල්ටීයතාවයන් අතර සැලකිය යුතු වෙනස්කම් පවතින විට, පහළ වෝල්ටීයතා උපාංගය සර්ජ් ධාරාවෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් සන්නයනය කිරීමට උත්සාහ කළ හැකි අතර, එය අකාලයේ අසාර්ථක වීමට හේතු විය හැක.
එම රැහැන්වල ප්‍රේරණය SPD ස්ථාන අතර සම්බන්ධීකරණයට උපකාරී වන ස්වභාවික විසංයෝජනය සපයයි. මෙම ප්‍රේරණය බහු SPD අවධීන් අතර ශක්තිය නිසි ලෙස බෙදා හැරීමට උපකාරී වන සර්ජ් සිදුවීම් වලදී වෝල්ටීයතා පහත වැටීම් නිර්මාණය කරයි, දිගු වෙන්වීමේ දුර සාමාන්‍යයෙන් සම්බන්ධීකරණ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි.
ශක්ති අවශෝෂණය සහ විසුරුවා හැරීමේ යාන්ත්‍රණ
SPDs සර්ජ් ධාරා හරවා යැවීම පමණක් නොව, ද්විතියික උපද්‍රව ඇති නොකර ඒ ආශ්රිත ශක්තිය ආරක්ෂිතව අවශෝෂණය කර විසුරුවා හැරිය යුතුය. SPD වල ශක්ති හැසිරවීමේ හැකියාව සර්ජ් විස්තාරය, කාලසීමාව සහ විවිධ තාක්ෂණයන්හි නිශ්චිත ශක්ති අවශෝෂණ යාන්ත්‍රණ ඇතුළු බහු සාධක මත රඳා පවතී.
MOV වල ශක්ති විසර්ජනය හරහා සිදු වේ ජූල් උණුසුම සින්ක් ඔක්සයිඩ් ධාන්ය ව්‍යුහය තුළ. රේඛීය නොවන ප්‍රතිරෝධක ලක්ෂණ මඟින් ඉහළ ධාරා සිදුවීමේ ඉහළ ධාරා කොටසේදී බොහෝ ශක්තිය විසුරුවා හරින බව සහතික කරයි, ධාරාව අඩු වන විට උපාංගය එහි ඉහළ සම්බාධක තත්ත්වයට නැවත පැමිණේ. කෙසේ වෙතත්, නැවත නැවතත් ඉහළ ශක්ති සිදුවීම් සමුච්චිත හායනය MOV ද්‍රව්‍යයේ, අවසානයේ කාන්දු වන ධාරාව වැඩි වීමට සහ ආරක්ෂණ කාර්යක්ෂමතාව අඩු වීමට හේතු වේ.
GDT ශක්තිය විසුරුවා හරියි. හරහා අයනීකරණ සහ වි-අයනීකරණ ක්‍රියාවලීන් වායු මාධ්‍යය තුළ. චාප විසර්ජනය විද්‍යුත් ශක්තිය තාපය සහ ආලෝකය බවට ඵලදායී ලෙස පරිවර්තනය කරයි, වායු මාධ්‍යය සර්ජ් සිදුවීමෙන් පසු විශිෂ්ට ප්‍රතිසාධන ලක්ෂණ සපයයි. සෙරමික් ඉදිකිරීම් සහ ගෑස් මාධ්‍යය සැලකිය යුතු ලෙස පිරිහීමකින් තොරව නැවත නැවත සර්ජ් සිදුවීම් සඳහා GDT වලට විශිෂ්ට කල්පැවැත්මක් ලබා දෙයි.
ආරක්ෂිත සලකා බැලීම් සහ අසාර්ථකත්ව ක්‍රම
SPD ආරක්ෂාව සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වයෙන් ඔබ්බට ගොස් අසාර්ථක තත්ත්වයන් තුළ හැසිරීම් ඇතුළත් වේ. SPD පද්ධති ආරක්ෂාව අවදානමට ලක් කරනවාට වඩා වැඩි දියුණු කරන බව සහතික කිරීම සඳහා විභව අසාර්ථක ක්‍රම අවබෝධ කර ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ.
විවෘත-පරිපථ අසාර්ථකත්ව ක්‍රම
විවෘත පරිපථ අසමත්වීම් සාමාන්‍යයෙන් සිදුවන්නේ SPDs ජීවිතයේ අවසාන තත්වයන්ට ළඟා වූ විට හෝ තාප ආරක්ෂණ සක්‍රිය වීම අත්විඳින විටය. MOV-පාදක SPDs බොහෝ විට ඇතුළත් වේ තාප විසන්ධි කරන්නන් අධික උණුසුම සිදුවන විට උපාංගය පරිපථයෙන් භෞතිකව වෙන් කරන අතර, විභව ගිනි උවදුරු වළක්වයි.
විවෘත පරිපථ අසාර්ථකත්වයන් සමඟ ඇති අභියෝගය වන්නේ හඳුනාගැනීම සහ ඇඟවීම. විවෘත පරිපථ මාදිලියේ අසාර්ථක SPD පද්ධති අනාරක්ෂිතව තබන නමුත් ආරක්ෂාව නැතිවීම පිළිබඳ ක්ෂණික ඇඟවීමක් ලබා නොදේ. නවීන SPDs වැඩි වැඩියෙන් ඇතුළත් වේ තත්ව දර්ශකය ප්‍රතිස්ථාපනය අවශ්‍ය වූ විට පරිශීලකයින්ට දැනුම් දීම සඳහා LED දර්ශක සහ දුරස්ථ අනතුරු ඇඟවීමේ සම්බන්ධතා ඇතුළු විශේෂාංග.
කෙටි පරිපථ අසාර්ථකත්වයන් සලකා බැලීම්
කෙටි පරිපථ අසමත්වීම් වඩාත් ක්ෂණික ආරක්ෂක ගැටළු ඉදිරිපත් කරන්න, මන්ද ඒවාට අධි ධාරා උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වයට හෝ ගිනි උවදුරුවලට තුඩු දිය හැකි තිරසාර දෝෂ ධාරා නිර්මාණය කළ හැකිය. SPDs දැඩි ලෙස යටත් විය යුතුය කෙටි පරිපථ ඔරොත්තු දීමේ පරීක්ෂණය ආරක්ෂිත අසාර්ථක ක්‍රම සහතික කිරීම සඳහා IEC 61643-11 වැනි ප්‍රමිතීන්ට අනුව.
බාහිර අධි ධාරා ආරක්ෂාව කෙටි පරිපථ අසමත්වීම් වලට එරෙහිව තීරණාත්මක උපස්ථ ආරක්ෂාවක් සපයයි. නිසි ලෙස සම්බන්ධීකරණය කරන ලද ෆියුස් හෝ පරිපථ කඩනයන් සාමාන්‍ය SPD ක්‍රියාකාරිත්වයට ඉඩ දෙන අතරම දෝෂ ධාරා වලට බාධා කළ හැකි අතර, සම්බන්ධීකරණ අධ්‍යයනයන් මඟින් ආරක්ෂිත උපාංග සර්ජ් ආරක්ෂණ කාර්යයන්ට බාධා නොකරන බව සහතික කරයි.
ප්‍රමිති සහ පරීක්ෂණ අවශ්‍යතා
ස්ථාවර කාර්ය සාධනය සහ ආරක්ෂාව සහතික කිරීම සඳහා විස්තීර්ණ ප්‍රමිතීන් SPD නිර්මාණය, පරීක්ෂා කිරීම සහ යෙදුම පාලනය කරයි. ගෝලීය SPD අවශ්‍යතාවයන් ප්‍රාථමික ප්‍රමිති රාමු දෙකක් ආධිපත්‍යය දරයි: යූඑල් 1449 (ප්‍රධාන වශයෙන් උතුරු ඇමරිකානු) සහ අයිඊසී 61643 (ජාත්‍යන්තර).
යතුරු පරීක්ෂණ පරාමිතීන්
UL 1449 පරීක්ෂණය අවධාරණය කරයි වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ ශ්‍රේණිගත කිරීම (VPR) සංයෝජන තරංග පරීක්ෂාව භාවිතයෙන් මිනුම් (1.2/50 μs වෝල්ටීයතාවය, 8/20 μs ධාරාව). ප්‍රමිතියට අවශ්‍ය වේ නාමික විසර්ජන ධාරාව (අභ්‍යන්තර) පරීක්ෂාව මෙහෙයුම් විශ්වසනීයත්වය සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා ශ්‍රේණිගත ධාරා මට්ටමින් ආවේග 15ක් සමඟ.
IEC 61643 පරීක්ෂණ ඇතුළුව අතිරේක පරාමිතීන් හඳුන්වා දෙයි ආවේග ධාරා (Iimp) පරීක්ෂාව අකුණු ශක්ති අන්තර්ගතය අනුකරණය කිරීම සඳහා 10/350 μs තරංග ආකාර භාවිතා කරමින් 1 වර්ගයේ SPD සඳහා. ප්‍රමිතිය ද අවධාරණය කරයි වෝල්ටීයතා ආරක්ෂණ මට්ටම (ඉහළ) විවිධ SPD වර්ග අතර මිනුම් සහ සම්බන්ධීකරණ අවශ්‍යතා.
ස්ථාපනය සහ ආරක්ෂක අවශ්‍යතා
ස්ථාපන ප්‍රමිතීන්ට නිශ්චිත ආරක්ෂක අවශ්‍යතා ඇතුළත් වේ නිසි බිම් සැකසීම, ඊයම් දිග අවම කිරීම, සහ ආරක්ෂක උපකරණ සමඟ සම්බන්ධීකරණය. SPD ස්ථාපනය කළ යුත්තේ සුදුසුකම් ලත් විදුලි කාර්මිකයන් SPD කොටු තුළ අන්තරායකර වෝල්ටීයතාවයන් පවතින බැවින්, සුදුසු ආරක්ෂක ක්‍රියා පටිපාටි අනුගමනය කරමින්.
බිම් අවශ්‍යතා නුසුදුසු උදාසීන-බිම් බන්ධනය නියෝජනය කරන බැවින්, විශේෂයෙන් තීරණාත්මක වේ SPD අසාර්ථකත්වයට ප්‍රධාන හේතුවස්ථාපන ප්‍රමිතීන්ට SPD බලගැන්වීමට පෙර නිසි භූගත කිරීම සත්‍යාපනය කිරීම අවශ්‍ය වන අතර හානි වැළැක්වීම සඳහා ඉහළ විභව පරීක්ෂණ අතරතුර විසන්ධි කිරීම අනිවාර්ය වේ.
ආර්ථික සහ විශ්වසනීයත්ව ප්‍රතිලාභ
SPD ස්ථාපනය සඳහා වන ආර්ථික සාධාරණීකරණය මූලික ආයෝජන පිරිවැයට වඩා බොහෝ සෙයින් විහිදෙන අතර, උපකරණ ආරක්ෂාව, අක්‍රීය කාලය වැළැක්වීම සහ මෙහෙයුම් විශ්වසනීයත්වය වැඩිදියුණු කිරීම් ඇතුළත් වේ.
පිරිවැය-ප්‍රතිලාභ විශ්ලේෂණය
අධ්‍යයනවලින් පෙනී යන්නේ ඉහළ යාම ආශ්රිත හානිය හේතුවෙන් එක්සත් ජනපද ආර්ථිකයට වාර්ෂිකව ඩොලර් බිලියන 14T5-6 ක පාඩුවක් සිදුවේ. අකුණු ආශ්රිත සිදුවීම් වලින් පමණක්. SPD ස්ථාපනය මෙම පාඩු වලට එරෙහිව ලාභදායී රක්ෂණයක් සපයයි, මූලික ආයෝජනය සාමාන්‍යයෙන් විභව උපකරණ ප්‍රතිස්ථාපන පිරිවැයෙන් කුඩා කොටසක් නියෝජනය කරයි.
මෙහෙයුම් අක්‍රීය කාල පිරිවැය විශේෂයෙන් වාණිජ හා කාර්මික සැකසුම් වලදී, බොහෝ විට සෘජු උපකරණ හානි පිරිවැය ඉක්මවා යයි. තීරණාත්මක මෙහෙයුම් වලට බාධා කළ හැකි ඉහළ යාමක් හේතුවෙන් ඇතිවන අසාර්ථකත්වයන් වැළැක්වීම මගින් ව්‍යාපාර අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගැනීමට SPDs උපකාරී වේ.
උපකරණ ආයු කාලය දීර්ඝ කිරීම
SPDs දායක වන්නේ උපකරණ ආයු කාලය වැඩි කිරීම නැවත නැවත සිදුවන කුඩා සැඩපහර වලින් සිදුවන සමුච්චිත හානිය වැළැක්වීමෙනි. තනි සැඩපහර සිදුවීම් ක්ෂණිකව අසාර්ථක වීමට හේතු නොවිය හැකි නමුත්, සමුච්චිත ආතතිය සංරචක පිරිහීම වේගවත් කරන අතර සමස්ත උපකරණ විශ්වසනීයත්වය අඩු කරයි.
පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ පහසුකම් පුළුල් SPD ආරක්ෂණ අත්දැකීම් වලින් සමන්විත බවයි උපකරණ අසාර්ථක වීමේ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීම සහ නඩත්තු අවශ්‍යතා අඩු කිරීම. මෙය පද්ධති විශ්වසනීයත්වය වැඩිදියුණු කිරීමට සහ විදුලි හා ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධති සඳහා හිමිකාරිත්වයේ මුළු පිරිවැය අඩු කිරීමට හේතු වේ.
අනාගත සංවර්ධන සහ යෙදුම්
SPD තාක්ෂණයේ පරිණාමය නවීන විදුලි පද්ධතිවල නැගී එන අභියෝගවලට මුහුණ දීම දිගටම කරගෙන යයි, ඒවා අතර පුනර්ජනනීය බලශක්ති ඒකාබද්ධ කිරීම, විදුලි වාහන ආරෝපණ යටිතල පහසුකම්, සහ ස්මාර්ට් ජාල යෙදුම්.
DC සර්ජ් ආරක්ෂාව ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා පද්ධති සහ DC ආරෝපණ මධ්‍යස්ථාන ව්‍යාප්තියත් සමඟ වැදගත්කමක් ලබා ඇත. DC යෙදුම් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති විශේෂිත SPD, ඇතුළු අද්විතීය අභියෝගවලට මුහුණ දිය යුතුය. චාප වඳවීම AC ශුන්‍ය හරස් මාර්ග නොමැතිව සහ DC ආරක්ෂක උපාංග සමඟ සම්බන්ධීකරණය.
සන්නිවේදනය සහ දත්ත ආරක්ෂාව ජාලගත පද්ධති මත වැඩිවන විශ්වාසයත් සමඟ අවශ්‍යතා අඛණ්ඩව පුළුල් වේ. උසස් SPD තාක්ෂණයන් ආරක්ෂාව සැපයිය යුතුය අධිවේගී දත්ත රේඛා සංඥා අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගනිමින් සහ ඇතුළත් කිරීමේ පාඩුව අවම කරමින්.
නිගමනය
සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංග නවීන විදුලි පද්ධතිවල අස්ථිර අධි වෝල්ටීයතාවයේ නිරන්තර තර්ජනයට එරෙහිව තීරණාත්මක ආරක්ෂාවක් නියෝජනය කරයි. වෝල්ටීයතාව මත යැපෙන ද්‍රව්‍ය, වායු අයනීකරණ භෞතික විද්‍යාව සහ අර්ධ සන්නායක හිම කුණාටු බලපෑම් ඇතුළත් නවීන යාන්ත්‍රණ හරහා, SPDs භයානක සර්ජ් ධාරා සාර්ථකව හරවා වෝල්ටීයතා ආරක්ෂිත මට්ටම්වලට සීමා කරයි.
SPD ආරක්ෂණයේ ඵලදායීතාවය නිසි තාක්‍ෂණ තේරීම, උපායමාර්ගික ස්ථාපනය සහ බහු ආරක්ෂණ අදියර අතර ප්‍රවේශමෙන් සම්බන්ධීකරණය මත රඳා පවතී. තනි SPD තාක්ෂණයන් එක් එක් අද්විතීය වාසි ලබා දෙන අතර, පුළුල් ආරක්ෂාව සඳහා සාමාන්‍යයෙන් සුදුසු පද්ධති ස්ථානවල විවිධ තාක්ෂණයන් ඒකාබද්ධ කරන සම්බන්ධීකරණ ප්‍රවේශයක් අවශ්‍ය වේ.
විදුලි පද්ධති වඩ වඩාත් සංකීර්ණ වන අතර සංවේදී ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචක මත රඳා පවතින බැවින්, ආරක්ෂාව සහ විශ්වසනීයත්වය සහතික කිරීමේදී SPD වල කාර්යභාරය වැදගත්කමින් වැඩි වනු ඇත. SPD තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ දියුණුව, වැඩිදියුණු කළ ස්ථාපන පිළිවෙත් සහ නඩත්තු වැඩසටහන් සමඟ ඒකාබද්ධව, නූතන සමාජයට පාදක වන තීරණාත්මක යටිතල පහසුකම් ආරක්ෂා කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වනු ඇත.
SPD ආරක්ෂණයේ ආර්ථික ප්‍රතිලාභ මූලික ආයෝජන පිරිවැයට වඩා බෙහෙවින් වැඩි වන අතර, එමඟින් සර්ජ් ආරක්ෂාව වගකිවයුතු විදුලි පද්ධති නිර්මාණයේ අත්‍යවශ්‍ය අංගයක් බවට පත් කරයි. SPDs අස්ථිර වෝල්ටීයතා හරවා සීමා කරන ආකාරය තේරුම් ගැනීමෙන්, ඉංජිනේරුවන්ට සහ පහසුකම් කළමනාකරුවන්ට වටිනා උපකරණ ආරක්ෂා කරන, මෙහෙයුම් අඛණ්ඩතාව සහතික කරන සහ විදුලි ස්ථාපනයන්හි ආරක්ෂාව පවත්වා ගන්නා දැනුවත් තීරණ ගත හැකිය.
ආශ්රිත
සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංගයක් (SPD) යනු කුමක්ද?
සර්ජ් ආරක්ෂණ උපාංග (SPDs) අනෙකුත් විදුලි සර්ජ් ආරක්ෂණ ක්‍රමවලට වඩා වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
ඔබේ සූර්ය බලශක්ති පද්ධතිය සඳහා නිවැරදි SPD තෝරා ගන්නේ කෙසේද?
