सर्ज आरेस्टर्सको कार्य
जब बिजुली से उत्पन्न हुने अतिचाप वातावरण मार्फत ओवरहेड पावर लाइनहरू द्वारा सबस्टेशन वा अन्य इमारतहरूमा प्रवेश गर्छ, यसले फ्लैशओवर वा यसले विद्युत उपकरणहरूको इन्सुलेशन भेद गर्न सक्छ। त्यसैले, यदि एउटा सुरक्षा उपकरण—जसलाई सर्ज आरेस्टर भनिन्छ—यसलाई उपकरणको पावर इनलेटमा समान्तर जोडिएको छ (फिगर १ देखाउँदा), यसले जब अतिचाप निर्धारित कार्यान्वयन स्तरमा पुग्छ तभै तत्काल सक्रिय हुन्छ।
सर्ज आरेस्टर अतिशेष ऊर्जा निकाल्दछ, जसले वोल्टेज सर्ज लिमिट गर्छ र उपकरणको इन्सुलेशन सुरक्षित गर्छ। जब वोल्टेज सामान्य स्तरमा फर्किन्छ, सर्ज आरेस्टर तीव्र रूपमा आफ्नो मूल स्थितिमा फर्क्छ, जसले प्रणालीलाई सामान्य विद्युत आपूर्ति जारी राख्न मद्दत गर्छ।
सर्ज आरेस्टरको सुरक्षा कार्य तीन पूर्वशर्तहरू आधारमा आधारित छ:
आरेस्टर र सुरक्षित इन्सुलेशनको वोल्ट-सेकेण्ड विशेषताहरू बीच योग्य समन्वय।
आरेस्टरको अवशिष्ट वोल्टेज सुरक्षित इन्सुलेशनको आघात टिकाउनुहोस् शक्तिभन्दा निम्न छुनुपर्छ।
सुरक्षित इन्सुलेशन आरेस्टरको सुरक्षा दूरी भित्र रहनुपर्छ।
सर्ज आरेस्टरको आवश्यकताहरू:
यसले सामान्य कार्यान्वयन स्थितिमा निकाल नगर्नुपर्छ, तर अतिचाप घटनामा ठीक र विश्वसनीय रूपमा निकाल गर्नुपर्छ।
यसले निकाल गर्दा आफ्नो आफ्नो रूपमा पुनर्स्थापन शक्ति छनुपर्छ (यानी उच्च-प्रतिरोध स्थितिमा फर्क्नु र फॉलो करंट निर्मुक्त गर्नु)।
सर्ज आरेस्टरको मुख्य परामितिहरू:
निरन्तर कार्यान्वयन वोल्टेज: अनुमत लामो अवधिको कार्यान्वयन वोल्टेज। यसले प्रणालीको अधिकतम फेझ-टु-ग्राउंड वोल्टेज वा बढी छुनुपर्छ।
रेटेड वोल्टेज (किलोवोल्ट): अधिकतम अनुमत छोटो अवधिको पावर फ्रिक्वेन्सी वोल्टेज (यसलाई आर्क निर्मुक्त वोल्टेज पनि भनिन्छ)। आरेस्टर यस वोल्टेजमा कार्य गर्न सक्छ र आर्क निर्मुक्त गर्न सक्छ, तर यसले यस तहमा लामो अवधिको कार्य गर्न सक्दैन। यो आरेस्टर डिजाइन, विशेषता र संरचनाको मूल परामिति हो।
पावर फ्रिक्वेन्सी टिकाउनुहोस् वोल्ट-सेकेण्ड विशेषता: धातु ऑक्साइड (जस्तै, ZnO) आरेस्टरले निर्धारित परिस्थितिहरूमा अतिचाप टिकाउन गर्न सकिन्छ भन्ने दर्शाउँदछ।
नामित निकाल धारा (किलोअम्पियर): निकाल धाराको चोटी मान जसले आरेस्टर रेटिंग वर्गीकरण गर्न प्रयोग गरिन्छ। २२० किलोवोल्ट वा तलको प्रणालीहरूमा, यसले ५ किलोअम्पियर भन्दा बढी नहुनुपर्दछ।
अवशिष्ट वोल्टेज: सर्ज धारामा आरेस्टर टर्मिनलहरू बीच देखिने वोल्टेज। यसलाई निकाल घटनामा आरेस्टर टिकाउन सक्ने अधिकतम वोल्टेज रूपमा पनि बुझ्न सकिन्छ।
सर्ज आरेस्टरहरूको प्रकार र संरचना
सामान्य सर्ज आरेस्टरहरू भाल्व-प्रकार, ट्यूब-प्रकार, सुरक्षा अंतराल, र धातु ऑक्साइड आरेस्टरहरू समावेश गर्दछ।
(१) भाल्व-प्रकार सर्ज आरेस्टर
भाल्व-प्रकार आरेस्टरहरू मुख्यतया दुई वर्गमा विभाजित छन्: सामान्य भाल्व-प्रकार र चुम्बकीय-प्रवाह भाल्व-प्रकार। सामान्य प्रकारमा FS र FZ श्रृंखला; चुम्बकीय-प्रवाह प्रकारमा FCD र FCZ श्रृंखला समावेश छन्।
मॉडेल नामकरणमा प्रतीकहरूको अर्थ छ:
F – भाल्व-प्रकार आरेस्टर;
S – वितरण प्रणालीको लागि;
Z – सबस्टेशनको लागि;
Y – ट्रान्समिशन लाइनको लागि;
D – रोटेटिङ मशीनको लागि;
C – चुम्बकीय-प्रवाह निकाल अंतरालसँग।
भाल्व-प्रकार आरेस्टर सिलिकन कार्बाइड (SiC) रिसिस्टर डिस्कहरू (भाल्व ब्लकहरू) र सीधा स्पार्क अंतरालहरूको श्रृंखला बनेको छ, जुन पोर्सलिन आवरणमा बन्द छ, र बाहिरी टर्मिनल बोल्टहरू स्थापना गर्नको लागि छन्। सिलिकन कार्बाइड रिसिस्टर गैर-रैखिक विशेषताहरू प्रदर्शन गर्छ: यसले सामान्य वोल्टेजमा उच्च प्रतिरोध छ, जसले अतिचाप दौराले तीव्र रूपमा घट्यो।
सामान्य पावर फ्रिक्वेन्सी वोल्टेजमा, स्पार्क अंतरालहरू अनुवाही रहन्छन्। जब बिजुली अतिचाप घटना घट्यो, स्पार्क अंतरालहरू टुट्यो। SiC ब्लकहरूको प्रतिरोध तीव्र रूपमा घट्यो, जसले उच्च बिजुली धारालाई सुरक्षित रूपमा भूमित जान अनुमति दिन्छ। सर्जको बाद, SiC ब्लकहरू पावर फ्रिक्वेन्सी फॉलो करंटको लागि उच्च प्रतिरोध प्रस्तुत गर्छ, र स्पार्क अंतरालहरू यस धारालाई ट्रिप गर्छ, जसले सामान्य प्रणाली संचालन फर्काउँछ। यो ओन-ऑफ व्यवहार एउटा "भाल्व"—बिजुली धाराको लागि खुला र पावर फ्रिक्वेन्सी धाराको लागि बन्द—जसले "भाल्व-प्रकार" आरेस्टर नाम दिन्छ।
(२) सुरक्षा अंतराल र ट्यूब-प्रकार सर्ज आरेस्टर
सुरक्षा अंतराल सर्ज सुरक्षाको सरलतम रूप हो। यसलाई सामान्यतया गैल्वनाइज्ड राउंड स्टीलले बनाइन्छ, जसमा मुख्य अंतराल र अनुकूलन अंतराल समावेश छ। मुख्य अंतराल एउटा कोणीय आकारमा छ र त्यसलाई अनुकूल ढाँचामा राखिन्छ जसले आर्क निर्मुक्त गर्न मद्दत गर्छ। अनुकूलन अंतराल मुख्य अंतरालको तल श्रृंखला जोडिएको छ जसले बाहिरी वस्तुहरूले अंतराल शॉर्ट गर्दा गलत ट्रिगरिङ रोक्न मद्दत गर्छ। यसको दुर्बल आर्क निर्मुक्त शक्तिको कारण, सुरक्षा अंतरालहरू सामान्यतया स्वचालित पुनर्जागरण उपकरणहरूसँग जोडिएका छन् जसले विद्युत आपूर्तिको विश्वसनीयता सुधार गर्छ।
ट्यूब-प्रकार आरेस्टर एउटा गैस उत्पन्न गर्ने ट्यूबमा रहेको स्पार्क अंतराल छ, जसलाई रड र रिंग इलेक्ट्रोडहरू बनाइन्छ। यसमा बाहिरी र अन्तरी अंतरालहरू समावेश छन्। आरेस्टर ट्यूब फाइबर-रिनफोर्स्ड फिनोलिक रेसिन जस्ता सामग्रीले बनेको छ जसले गर्मीमा ठूलो गैस उत्पन्न गर्छ। जब बिजुली अतिचाप घटना घट्यो, बाहिरी र अन्तरी अंतरालहरू टुट्यो, जसले बिजुली धारालाई भूमित जान अनुमति दिन्छ। त्यसपछि पावर फ्रिक्वेन्सी धाराले एउटा मजबुत आर्क बनाउँछ, जसले ट्यूब वाल जलाउँछ र उच्च दाबको गैस उत्पन्न गर्छ, जसले खुला छोरबाट तीव्र रूपमा आर्क निर्मुक्त गर्छ। बाहिरी अंतराल त्यसपछि आफ्नो इन्सुलेशन फर्काउँछ, आरेस्टरलाई प्रणालीबाट अलग गर्छ र सामान्य संचालन फर्काउँछ।
किनभने ट्यूब-प्रकार आरेस्टरहरू पावर फ्रिक्वेन्सी धाराले गैस उत्पन्न गर्न आश्रित छन्, अतिशय छोटो शॉर्ट-सर्किट धाराले धेरै गैस उत्पन्न गर्न सक्छ, जसले ट्यूबको यान्त्रिक शक्तिलाई लामो गर्न सक्छ र फट्न वा विस्फोट गर्न सक्छ। त्यसैले, ट्यूब-प्रकार आरेस्टरहरू सामान्यतया बाहिरी स्थापनाहरूमा प्रयोग गरिन्छन्।
(३) अंतरालहीन धातु ऑक्साइड (जिंक ऑक्साइड) सर्ज आरेस्टर
यसलाई वैरिस्टर आरेस्टर पनि भनिन्छ, यो १९७०को दशकमा परिचालनमा आएको एक आधुनिक प्रकार हो। पारम्परिक सिलिकन कार्बाइड भाल्व-प्रकार आरेस्टरहरूको तुलनामा, अंतरालहीन धातु ऑक्साइड आरेस्टरहरूमा कुनै स्पार्क अंतराल छैन र यसले सिलिकन कार्बाइडको जगह जिंक ऑक्साइड (ZnO) प्रयोग गर्छ। यसले ZnO वैरिस्टर डिस्कहरूको स्टैक से निर्मित छ जसले उत्कृष्ट गैर-रैखिक वोल्टेज-धारा विशेषता प्रदर्शन गर्छ: सामान्य पावर फ्रिक्वेन्सी वोल्टेजमा, यसले उच्च प्रतिरोध छ, जसले लीकेज धारालाई प्रभावित रूपमा नियन्त्रण गर्छ; बिजुली अतिचाप दौराले, यसको प्रतिरोध तीव्र रूपमा घट्यो, जसले सर्ज धारालाई दक्ष रूपमा निकाल गर्छ।
धातु ऑक्साइड आरेस्टरहरू उत्कृष्ट सुरक्षा विशेषता, उच्च निकाल क्षमता, निम्न अवशिष्ट वोल्टेज, संकुचित आकार, र आसान स्थापना दिन्छन्। यी आरेस्टरहरू अब उच्च र निम्न वोल्टेज विद्युत उपकरणहरूको सुरक्षा गर्न व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छन्।
(४) अंतरालहरू धातु ऑक्साइड (जिंक ऑक्साइड) सर्ज आरेस्टर
यसमा ZnO रिसिस्टर डिस्कहरू स्पार्क अंतरालसँग श्रृंखला जोडिएको छ, जुन एक संयुक्त आवरणमा रहेको छ। अंतराल युनिटमा दुई डिस्क-आकारको इलेक्ट्रोडहरू सहित एक सिरिक रिंग अन्तर्गत रहेको छ। यी आरेस्टरहरू अन-इफेक्टिभली ग्राउंड नेट्रल प्रणालीहरूको लागि उपयुक्त छन्। एक्सिडेंटल फेझ-टु-ग्राउंड फॉल्ट वा आर्क ग्राउंडिङ दौराले, लामो अवधिको तीव्र अतिचाप घटना घट्यो, जसले अंतरालहीन ZnO आरेस्टरहरू टिकाउन सक्दैन। अंतरालहरू ZnO आरेस्टरहरूले यस सीमाको लामो अतिचाप जस्ता एक फेझ ग्राउंडिङ वा निम्न स्तरको आर्क ग्राउंडिङ दौराले, श्रृंखला अंतराल निष्क्रिय रहन्छ, जसले आरेस्टरलाई प्रणालीबाट अलग गर्छ।
जब अतिचाप एउटा सीमा लामो हुन्छ, अंतराल स्पार्क अवर हुन्छ, र ZnO ब्लकहरूको उत्कृष्ट गैर-रैखिक विशेषताले आरेस्टर बीचको अवशिष्ट वोल्टेज लिमिट गर्छ। यसले उत्पन्न फॉलो करंट अत्यन्त सानो छ र यसलाई आसानी रूपमा ट्रिप गर्न सकिन्छ, जसले ट्रान्सफार्मर र अन्य उपकरणहरूको इन्सुलेशन सुरक्षित गर्छ।
