Արազանի դաշտերը. Եվոլյուցիա, նյութեր և կապույտ բախվածքի պաշտպանությունը բացատրված

Սուրջանալիք դեպի գրունը և դրանց էվոլյուցիան

Սուրջանալիք դեպի գրունը միշտ կապված են զուգահեռ էլեկտրական սարքավորության հետ, որը պաշտպանում են: Նրանք չեն խանգարում սարքավորության նորմալ աշխատանքը համակարգի լարման դեպքում: Այնուամենայնիվ, երբ սարքավորության վրա հայտնվում է փողոցային լարման կարիք, սուրջանալիք դեպի գրունը առաջինը սեղմվում է և անվտանգ ձևով վերահղում է լարման գրունը:

Առաջին և ամենապարզ սուրջանալիք դեպի գրունը կազմվում էր երկու մետաղային ձողերից, որոնք կապված էին զուգահեռ էլեկտրական սարքավորության հետ: Երբ այդ հատվածի վրա լարումը գերազանցում էր որոշակի սահմանը, օդը (հատվածը) կոչում էր սեղմվել, պաշտպանելով սարքավորությունը: Այս տեսակի սուրջանալիք դեպի գրունը հայտնի է որպես "սեղմող հատ" կամ "պաշտպանական հատ":

Բայց կա հիմնական տարբերություն: Պաշտպանական հատերը կապված են անմիջապես էլեկտրական գծերի հետ: Երբ փողոցային լարումը սեղմում է հատը (այսինքն, ձողերի միջև գտնվող օդը իոնացվում է), էլեկտրակայան կամ ենթակայան այդ իրադարձության մասին չի իմանում կամ չի կարող բավարարապես արագ արձագանքել: Արդյունքում, այն շարունակում է հոսանք առնել հարակից հատը: Քանի որ հատը ներկայացնում է ճանապարհ գրունը, այդ հոսանքը շարունակաբար հոսում է, առաջացնելով էլեկտրական համակարգում կորուստ: Այսպիսով, պաշտպանական հատերը սեղմում են առաջացնելով հատումը հատումում, որը առաջացնում է կորուստի պայմաններ:

Ինչպե՞ս կարող է հատումը հատումում հատումը արագ դադարել աշխատանքից հետո: Սա հանգեցրեց երկրորդ սերիայի սուրջանալիք դեպի գրունը՝ սեղմող (կամ անձրևային) սուրջանալիք դեպի գրունը: Այս դիզայնը առաջին հերթին սահմանափակում է հումը անձրևային միջոցով, ապա կիրառում է մեթոդներ հումը դադարելու համար:

Այնուամենայնիվ, սեղմող սուրջանալիք դեպի գրունը դեռ ունի թերություն. նրանց հումը դադարելու հնարավորության անկախ, նրանք դեռ էլեկտրական համակարգի հոսանքը անմիջապես վերահղում են գրունը, առաջացնելով կարճ ժամանակահատված երկրային կորուստ (կորուստ):

이상적인 솔루션은 정상 전압에서 전류를 차단하거나 최소한의 누설만 허용하여 단락 회로를 피하면서, 위험한 과전압이 발생할 때 빠르게 큰 서지 전류(예: 번개)를 지면으로 유도하는 장치일 것입니다. 간단히 말해, 이러한 장치는 언제 열고 닫아야 하는지를 정확히 아는 "지능형 스위치"와 같습니다. 서지 방호기에서는 이 "지능형 스위치"가 처음에는 카보 slik անկյունագիծ է նույնպես նմանական: Այն կազմվում է առաջնորդների և երկրի կողմից, որոնք գործում են որպես երկու հոսանքահոս: Երբ նրանց միջև լարումը դառնում է չափազանց բարձր, նրանց միջև գտնվող օդը կոչում է սեղմվել, որի արդյունքում ստանում ենք անկյունագիծը:

Բայց կա հիմնական տարբերություն: Պաշտպանական հատերը կապված են անմիջապես էլեկտրական գծերի հետ: Երբ փողոցային լարումը սեղմում է հատը (այսինքն, ձողերի միջև գտնվող օդը իոնացվում է), էլեկտրակայան կամ ենթակայան այդ իրադարձության մասին չի իմանում կամ չի կարող բավարարապես արագ արձագանքել: Արդյունքում, այն շարունակում է հոսանք առնել հարակից հատը: Քանի որ հատը ներկայացնում է ճանապարհ գրունը, այդ հոսանքը շարունակաբար հոսում է, առաջացնելով էլեկտրական համակարգում կորուստ: Այսպիսով, պաշտպանական հատերը սեղմում են առաջացնելով հատումը հատումում, որը առաջացնում է կորուստի պայմաններ:

Ինչպե՞ս կարող է հատումը հատումում հատումը արագ դադարել աշխատանքից հետո: Սա հանգեցրեց երկրորդ սերիայի սուրջանալիք դեպի գրունը՝ սեղմող (կամ անձրևային) սուրջանալիք դեպի գրունը: Այս դիզայնը առաջին հերթին սահմանափակում է հումը անձրևային միջոցով, ապա կիրառում է մեթոդներ հումը դադարելու համար:

Այնուամենայնիվ, սեղմող սուրջանալիք դեպի գրունը դեռ ունի թերություն. նրանց հումը դադարելու հնարավորության անկախ, նրանք դեռ էլեկտրական համակարգի հոսանքը անմիջապես վերահղում են գրունը, առաջացնելով կարճ ժամանակահատված երկրային կորուստ (կորուստ):

Ideal solution would be a device that blocks current or allows only minimal leakage under normal voltage, thus avoiding short circuits, but rapidly conducts large surge currents (like lightning) to ground when dangerous overvoltages occur. In simple terms, such a device would act like an "intelligent switch," knowing precisely when to open and close. In surge arresters, this "intelligent switch" was initially realized using a material called silicon carbide (SiC). Arresters made from this material are known as valve-type arresters, as they function like electrical valves.

It is important to note that this "valve" is an electrical component, not a mechanical valve like a faucet or pipe valve. Mechanical valves are far too slow to respond to lightning, which strikes in microseconds. Instead, an electrical "valve" made of a non-linear resistor is required. Silicon carbide was the first non-linear resistor material discovered for use in high-voltage applications.

Technology evolves continuously. A second non-linear resistor material was later discovered for surge arresters: zinc oxide (ZnO). It performs a similar function to silicon carbide but exhibits superior "valve" characteristics—professionally described as having better non-linearity.

What is non-linearity? Figuratively, it means doing the opposite: being small when it should be large, and large when it should be small—unlike linear components, which scale proportionally.

In surge arresters, non-linearity manifests as follows: when current is high (e.g., during a lightning surge), the resistance becomes very low, and the lower the resistance, the better the non-linearity. When current is low (after the lightning surge has passed and the system returns to normal operating voltage), the resistance becomes very high, and the higher the resistance, the better the non-linearity.

Silicon carbide exhibits non-linearity, but it is not ideal. Under normal operating voltage, its resistance is not sufficiently high, allowing a small leakage current to flow through the arrester—like a valve that does not close tightly, resulting in a continuous "trickle" of current.

This behavior is inherent to the material, and efforts to eliminate this leakage through material improvements have been largely unsuccessful. Consequently, when using silicon carbide in arresters, structural solutions are employed: the arrester is initially isolated from the line and only connected during a surge. This task is accomplished using a series air gap. Therefore, valve-type arresters almost always require a gap. In contrast, zinc oxide valves "close tightly" under normal operating voltage, so they do not require a series gap.

As zinc oxide manufacturing technology has improved, early limitations in "closing" capability have been overcome. However, due to the historical prevalence of gapped designs, some zinc oxide arresters still incorporate gaps. Nevertheless, gapless zinc oxide arresters constitute the vast majority.

Since zinc oxide is a metal oxide, these arresters are also known as Metal Oxide Surge Arresters (MOSA).

Լույսի անկյունագիծը էլեկտրական համակարգերում

Լույսի պաշտպանության սարքերի նկատմամբ գոյություն ունեն երեք հիմնական տեսակ. լույսի ձողեր (առաջնորդներ), անկյունագծային երկրային գծեր (սահմանային գծեր) և սուրջանալիք դեպի գրունը: Առաջին երկուսը կառուցվածքով պարզ են. էականորեն ձողեր և գծեր, իսկ վերջինը ավելի բարդ է, քանի որ համակարգի վրա համակարգային համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար համար հա......