چه چیزی مدارکننده اکسید فلزی است؟

آرکشی اکسید فلزی چیست؟

تعریف：آرکشی که از نیمه‌رسانا زنک اکسید به عنوان ماده مقاوم استفاده می‌کند، آرکشی اکسید فلزی یا واگرای ZnO نامیده می‌شود. این نوع آرکش حفاظت علیه همه انواع ولتاژ بیش از حد AC و DC را ارائه می‌دهد. این آرکش عمدتاً برای محافظت از ولتاژ بیش از حد در تمام سطوح ولتاژ درون یک سیستم توزیع الکتریکی استفاده می‌شود.

ساختار و عملکرد آرکشی اکسید فلزی：زنک اکسید یک ماده نیمه‌رسانا از نوع N است. این ماده به حالت ذرات ریز شکسته می‌شود. بیش از ده ماده آلوده‌کننده، به صورت پودرهای ریز از اکسیدهای عایقی مانند بیسموت (Bi₂O₃)، اکسید آنتیموان (Sb₂O₃)، اکسید کبالت (CoO)، اکسید منگنز (MnO₂) و اکسید کروم (Cr₂O₃) اضافه می‌شوند. مخلوط پودری تحت پردازش‌های خاصی قرار گرفته و سپس خشک کردن با اسپری انجام می‌شود تا پودر خشک به دست آید.

در مرحله بعد، پودر خشک به صورت بلوک‌های دیسک‌مانند فشرده می‌شود. این بلوک‌ها حرارت داده می‌شوند تا سرامیک متراکم چندبلوری به دست آید. دیسک مقاومت اکسید فلزی با یک ترکیب رسانا پوشش داده می‌شود تا از تأثیرات محیطی نامطلوب محافظت کند.

پوشش رسانا نه تنها تماس الکتریکی مناسب را فراهم می‌کند بلکه توزیع یکنواخت جریان در دیسک را نیز تضمین می‌کند. سپس دیسک در داخل یک پوشش سرامیکی قرار گرفته که با گاز نیتروژن یا SF6 پر شده است. لاستیک سیلیکون برای ثابت کردن دیسک استفاده می‌شود و همچنین در انتقال گرما از دیسک به پوشش سرامیکی کمک می‌کند. دیسک با استفاده از فنرهای مناسب تحت فشار نگهداری می‌شود.

عنصر ZnO در واگرایی نیاز به وجود شکاف‌های سریالی را حذف می‌کند. کاهش ولتاژ در واگرای ZnO در مرزهای ذرات اتفاق می‌افتد. در مرز هر ذره ZnO، یک مانع پتانسیل وجود دارد که جریان را از یک ذره به ذره بعدی کنترل می‌کند.

در شرایط ولتاژ عادی، این مانع پتانسیل از جریان عبور می‌کند. اما در مواقع ولتاژ بیش از حد، مانع پتانسیل انهدام می‌شود و منجر به گذار تیز جریان از حالت عایق به حالت رسانا می‌شود. به این ترتیب، جریان شروع می‌شود و اوج به ایمنی به زمین منتقل می‌شود.

پس از عبور اوج، ولتاژ روی واگرایی کاهش می‌یابد و جریان در واحد مقاومت به مقدار ناچیز کاهش می‌یابد. به طور قابل توجه، جریان پیروی توان وجود ندارد.

مزایای آرکشی اکسید فلزی

آرکشی اکسید فلزی مزایای زیر را ارائه می‌دهد:

• خطرات اسپرک و شوک مربوط به شکست شکاف‌ها را حذف می‌کند.

• نیاز به سیستم رتبه‌بندی ولتاژ را حذف می‌کند.

• در شرایط عملکرد عادی، جریان نشتی در آرکش ZnO نسبت به سایر انواع واگرایی‌ها به طور قابل توجه کمتر است.

• در واگرای ZnO جریان پیروی توان وجود ندارد.

• ظرفیت جذب انرژی بالایی دارد.

• واگرای‌های ZnO در طول و پس از تخلیه طولانی دارای پایداری بالایی هستند.

• در واگرای ZnO، نه تنها می‌توان اوج‌های تغییر وضعیت را کنترل کرد بلکه ولتاژ بیش از حد دینامیکی نیز قابل کنترل است. این امر امکان هماهنگی عایق‌بندی به صورت اقتصادی را فراهم می‌کند.

یادداشت: حرارت دادن فرآیند ایجاد جرم جامد از ماده است. این کار از طریق گرم کردن ماده یا اعمال فشار به آن بدون ذوب آن انجام می‌شود.