લાઈટનિંગ સર્જ પ્રોટેક્શનનું વિશ્લેષણ

લાઈટનિંગ સર્જ પ્રોટેક્શનનું વિશ્લેષણ

બનાવનાર: ગ્લેન ઝુ | અપડેટ તારીખ: મે 24th, 2024

1. ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની લાઈટનિંગ સર્જ ઈમ્યુનિટી માટે ટેસ્ટ સ્ટાન્ડર્ડ

ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની લાઈટનિંગ સર્જ ઈમ્યુનિટીના પરીક્ષણ માટે ઈન્ટરનેશનલ સ્ટાન્ડર્ડ IEC 61000-4-5. સ્ટાન્ડર્ડ મુખ્યત્વે પરોક્ષ લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઇક્સને કારણે થતી વિવિધ પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કરે છે:

(1) જ્યારે વીજળી બાહ્ય રેખાઓ પર અથડાવે છે, ત્યારે બાહ્ય રેખાઓ અથવા ગ્રાઉન્ડિંગ રેઝિસ્ટન્સમાં મોટી માત્રામાં પ્રવાહ વહે છે, પરિણામે દખલગીરી વોલ્ટેજ થાય છે.

(2) પરોક્ષ વીજળીના પ્રહારો (જેમ કે વાદળના સ્તરો વચ્ચે અથવા વાદળના સ્તરોની અંદર) બાહ્ય રેખાઓ પર વોલ્ટેજ અને પ્રવાહને પ્રેરિત કરે છે.

(3) જ્યારે વીજળી રેખાની નજીકની વસ્તુઓને અથડાવે છે, ત્યારે તેની આસપાસ સ્થાપિત મજબૂત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર બાહ્ય રેખાઓ પર વોલ્ટેજ પ્રેરિત કરે છે.

(4) જ્યારે વીજળી જમીનની નજીક પડે છે અને સામાન્ય ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે જમીનના પ્રવાહો દ્વારા હસ્તક્ષેપ થાય છે.

લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઈક્સનું અનુકરણ કરવા ઉપરાંત, સ્ટાન્ડર્ડ સબસ્ટેશન જેવા પ્રસંગોમાં સ્વિચ ઑપરેશન દ્વારા રજૂ કરવામાં આવતી ખલેલનું પણ અનુકરણ કરે છે, જેમ કે સ્વીચ ક્રિયાઓને કારણે થતા વોલ્ટેજ ટ્રાન્ઝિઅન્ટ્સ, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

(1) મુખ્ય પાવર સિસ્ટમ સ્વિચિંગ (જેમ કે કેપેસિટર બેંક સ્વિચિંગ) દરમિયાન જનરેટ થતી હસ્તક્ષેપ.

(2) સમાન પાવર ગ્રીડમાં સાધનોની નજીક નાની સ્વીચ ટૉગલ થવાને કારણે થતી દખલગીરી.

(3) રેઝોનન્ટ સર્કિટ સ્વિચિંગ સાથે થાઇરિસ્ટર ઉપકરણો.

(4) વિવિધ પ્રણાલીગત ખામીઓ, જેમ કે શોર્ટ સર્કિટ અને સાધનોના ગ્રાઉન્ડિંગ નેટવર્ક્સ અથવા ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમ્સ વચ્ચે આર્સિંગ ફોલ્ટ.

સ્ટાન્ડર્ડ બે અલગ-અલગ વેવફોર્મ જનરેટરનું વર્ણન કરે છે, એક વીજળીની હડતાલ દ્વારા પાવર લાઇન પર પ્રેરિત વેવફોર્મ છે;

આ બંને રેખાઓ ઓવરહેડ લાઇનોની છે, પરંતુ તેમની અવરોધો અલગ છે: પાવર લાઇન પર પ્રેરિત ઉછાળાના તરંગો વધુ સાંકડા (50µs) હોય છે, જેમાં સ્ટીપર લીડિંગ એજ (1.2µs); જ્યારે સંચાર રેખાઓ પર પ્રેરિત ઉછાળાના તરંગો વિશાળ હોય છે, પરંતુ હળવા અગ્રણી ધાર સાથે. સર્કિટના અમારા પૃથ્થકરણમાં, અમે મુખ્યત્વે લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઈક દ્વારા પાવર લાઈનો પર પ્રેરિત વેવફોર્મ્સ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ છીએ અને સંચાર લાઈનો માટે લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન તકનીકોનો ટૂંકમાં પરિચય કરીએ છીએ.

2. સિમ્યુલેટેડ લાઈટનિંગ સર્જ પલ્સ જનરેશન સર્કિટનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત

ઉપરોક્ત આકૃતિ પલ્સ જનરેશન સર્કિટ બતાવે છે જ્યારે વીજળીના પ્રહારો દ્વારા ટ્રાન્સમિશન લાઇનમાં પ્રેરિત સર્જ વોલ્ટેજનું અનુકરણ કરવામાં આવે છે, અથવા વીજળીના પ્રહાર પછી સામાન્ય ગ્રાઉન્ડ પ્રતિકારમાંથી પસાર થતા લાઈટનિંગ કરંટ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ બેકલેશ. 4kV પર સિંગલ પલ્સ એનર્જી 100 જ્યૂલ છે.

આકૃતિમાં, સીs ઊર્જા સંગ્રહ કેપેસિટર છે (અંદાજે 10µF, થન્ડરક્લાઉડ કેપેસિટરની સમકક્ષ);

Us ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાય છે;

Rc ચાર્જિંગ રેઝિસ્ટર છે;

Rs પલ્સ અવધિ માટે પ્રતિકાર-રચના કરનાર પ્રતિરોધક છે (સ્રાવ વળાંકનો પ્રતિકાર બનાવે છે);

Rm એક અવબાધ મેચિંગ રેઝિસ્ટર એલ છેs ઇન્ડક્ટન્સ તરીકે વર્તમાન વધારો બનાવે છે.

લાઈટનિંગ સર્જ ઈમ્યુનિટી ટેસ્ટમાં વિવિધ ઉત્પાદનો માટે અલગ-અલગ પરિમાણની આવશ્યકતાઓ હોય છે. આ રેખાકૃતિમાંના પરિમાણો ઉત્પાદન પ્રમાણભૂત જરૂરિયાતો અનુસાર સહેજ સુધારી શકાય છે.

મૂળભૂત પરિમાણ આવશ્યકતાઓ:

(1) ઓપન-સર્કિટ આઉટપુટ વોલ્ટેજ: 0.5-6kV, આઉટપુટના 5 સ્તરોમાં વિભાજિત, વપરાશકર્તા અને ઉત્પાદક વાટાઘાટ દ્વારા નિર્ધારિત અંતિમ સ્તર સાથે;

(2) શોર્ટ-સર્કિટ આઉટપુટ વર્તમાન: 0.25-2kA, વિવિધ સ્તરના પરીક્ષણો માટે;

(3) આંતરિક પ્રતિકાર: 2 ઓહ્મ, 10, 12, 40 અને 42 ઓહ્મના વધારાના પ્રતિકાર અન્ય સ્તરના પરીક્ષણો માટે ઉપલબ્ધ છે;

(4) સર્જ આઉટપુટ પોલેરિટી: હકારાત્મક/નકારાત્મક; જ્યારે ઉછાળો આઉટપુટ પાવર સ્ત્રોત સાથે સિંક્રનાઇઝ થાય છે, ત્યારે તબક્કો 0-360 ડિગ્રીથી શિફ્ટ થાય છે;

(5) પુનરાવર્તન આવર્તન: ઓછામાં ઓછું એક મિનિટ દીઠ.

લાઈટનિંગ સર્જ ઈમ્યુનિટી ટેસ્ટનું ગંભીર સ્તર 5 સ્તરોમાં વહેંચાયેલું છે:

  • સ્તર 1: પ્રમાણમાં સારી સુરક્ષા સાથે પર્યાવરણ;
  • સ્તર 2: ચોક્કસ સુરક્ષા સાથે પર્યાવરણ;
  • સ્તર 3: સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ વાતાવરણ, સાધનસામગ્રી માટે કોઈ વિશિષ્ટ ઇન્સ્ટોલેશન આવશ્યકતાઓ ઉલ્લેખિત નથી, જેમ કે ઔદ્યોગિક કાર્યસ્થળો;
  • સ્તર 4: ગંભીર ખલેલ હેઠળનું વાતાવરણ, જેમ કે નાગરિક ઓવરહેડ લાઇન અને અસુરક્ષિત હાઇ-વોલ્ટેજ સબસ્ટેશન;
  • સ્તર X: વપરાશકર્તા અને ઉત્પાદક દ્વારા પરામર્શ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે.

સર્કિટમાં, 18µF કેપેસિટરમાં વિવિધ તીવ્રતા સ્તરોના આધારે પસંદ કરેલ વિવિધ મૂલ્યો હોઈ શકે છે, પરંતુ ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યા પછી, તે મૂળભૂત રીતે વધુ અર્થમાં નથી.

10 ઓહ્મ રેઝિસ્ટર અને 9µF કેપેસિટર માટે, વિવિધ તીવ્રતા સ્તરોના આધારે વિવિધ મૂલ્યો પસંદ કરી શકાય છે. રેઝિસ્ટર માટે ન્યૂનતમ મૂલ્ય 0 ઓહ્મ હોઈ શકે છે (આ અમેરિકન ધોરણોમાં આ રીતે છે), અને 9µF કેપેસિટરને પણ ખૂબ મોટા તરીકે પસંદ કરી શકાય છે. જો કે, ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચ્યા પછી, તે મૂળભૂત રીતે વધુ અર્થમાં નથી.

3. સામાન્ય મોડ સર્જ સપ્રેશન સર્કિટ

સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે, ધારો કે સામાન્ય મોડ અને ડિફરન્સિયલ મોડ એકબીજાથી સ્વતંત્ર છે. જો કે, આ બે ભાગો ખરેખર સ્વતંત્ર નથી કારણ કે સામાન્ય-મોડ ચોક કોઇલ નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં વિભેદક મોડ ઇન્ડક્ટન્સ પ્રદાન કરી શકે છે. ડિફરન્સિયલ મોડ ઇન્ડક્ટન્સનો આ ભાગ અલગ ડિફરન્સિયલ મોડ ઇન્ડક્ટર્સ દ્વારા સિમ્યુલેટ કરી શકાય છે.

ડિઝાઈન પ્રક્રિયા દરમિયાન ડિફરન્શિયલ મોડ ઇન્ડક્ટન્સનો ઉપયોગ કરવા માટે, સામાન્ય મોડ અને ડિફરન્સિયલ મોડને એકસાથે પ્રક્રિયા કરવી જોઈએ નહીં પરંતુ ચોક્કસ ક્રમમાં થવી જોઈએ. પ્રથમ સામાન્ય-મોડ અવાજને માપો અને તેને ફિલ્ટર કરો. ડિફરન્શિયલ મોડ રિજેક્શન નેટવર્કનો ઉપયોગ કરીને, ડિફરન્શિયલ મોડ ઘટકને દૂર કરી શકાય છે જેથી સામાન્ય-મોડ અવાજ માપન સીધું બને.

જો ડિઝાઇન કરેલ કોમન-મોડ ફિલ્ટર્સને એ સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂર છે કે વિભેદક મોડનો અવાજ સ્વીકાર્ય મર્યાદાઓથી વધુ ન હોય તો બંને મોડમાંથી મિશ્ર અવાજને એકસાથે માપવા જોઈએ. કારણ કે તે જાણીતું છે કે સામાન્ય-મોડ ઘટકો અવાજ સહિષ્ણુતા સ્તરથી નીચે છે; આ વધારાનો ભાગ ઘટાડવા માટે સામાન્ય-મોડ ફિલ્ટરના અવબાધમાંથી લિકેજનો ઉપયોગ કરીને વિભેદક મોડલનો એકમાત્ર ઓળંગી ભાગ હશે.

ઓછી પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સ માટે; મોડ્સ વચ્ચેના તેમના તફાવતને કારણે ચોક કોઇલની અવબાધ તફાવતોને કારણે થતી વિકિરણ સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે પર્યાપ્ત છે કારણ કે કિરણોત્સર્ગ માટે સ્ત્રોત અવબાધ નાનો છે તેથી માત્ર થોડા અસરકારક ઇન્ડક્શન તેમની સામે અસરકારક રીતે કામ કરશે.

4000Vp ની નીચેના સર્જ વોલ્ટેજને દબાવવા માટે, સામાન્ય રીતે માત્ર વર્તમાન મર્યાદિત અને સ્મૂથિંગ ફિલ્ટરિંગ માટે LC સર્કિટનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, પલ્સ સિગ્નલને પલ્સ સિગ્નલના સરેરાશ મૂલ્ય કરતાં 2-3 ગણા સ્તર સુધી શક્ય તેટલું ઘટાડી શકાય છે. L1 અને L2 પાસે 50 Hz પાવર ગ્રીડનો વર્તમાન પ્રવાહ હોવાથી, ઇન્ડક્ટન્સ સરળતાથી સંતૃપ્ત થાય છે. તેથી, L1 અને L2 સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ લિકેજ ઇન્ડક્ટન્સ સાથે સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ કરે છે.

તેનો ઉપયોગ એસી અને ડીસી બંને એપ્લિકેશન માટે થઈ શકે છે. તે સામાન્ય રીતે પાવર સપ્લાય અને સ્વીચ-મોડ પાવર સપ્લાય માટે EMI ફિલ્ટર્સમાં જોવા મળે છે પરંતુ DC બાજુએ ઓછી વાર જોવા મળે છે. તે ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ડીસી બાજુ પર મળી શકે છે.

સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટર ઉમેરવાનો હેતુ સમાંતર રેખાઓ (બંને બે-વાયર અને મલ્ટી-વાયર) પર સામાન્ય મોડની દખલગીરીને દૂર કરવાનો છે. સર્કિટ પર બે રેખાઓ વચ્ચેના અવબાધના અસંતુલનને કારણે, સામાન્ય સ્થિતિની દખલ આખરે અલગ રીતે પ્રગટ થાય છે. વિભેદક ફિલ્ટરિંગ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ આ પ્રકારની દખલગીરીને ફિલ્ટર કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.

તમારે સામાન્ય મોડ ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ ક્યારે કરવો જોઈએ? સામાન્ય સ્થિતિમાં હસ્તક્ષેપ સામાન્ય રીતે અવકાશ પર જોડાયેલા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનથી આવે છે; તેથી, લાંબા અંતર પર એસી હોય કે ડીસી ટ્રાન્સમિશન, જો લાંબી લાઇન ટ્રાન્સમિશન સામેલ હોય તો કોમન-મોડ ચોક ઉમેરવાની જરૂર છે. ઉદાહરણ તરીકે: ઘણા યુએસબી કેબલ્સમાં ચુંબકીય રિંગ્સ ઑનલાઇન ઉમેરવામાં આવે છે. સ્વીચ-મોડ પાવર સપ્લાયના ઇનપુટ પર જ્યાં AC વોલ્ટેજ લાંબા અંતર પર પ્રસારિત થાય છે ત્યાં એક ઉમેરવાની પણ જરૂર પડે છે. રીમોટ ટ્રાન્સમિશનની આવશ્યકતા ન હોય ત્યાં સુધી સામાન્ય રીતે ડીસી બાજુની જરૂર નથી કારણ કે જો ત્યાં કોઈ સામાન્ય-મોડ હસ્તક્ષેપ ન હોય તો, તમારા સર્કિટ માટે કોઈ લાભ વિના એક ઉમેરવાનું નકામું હશે.

પાવર ફિલ્ટર ડિઝાઇન ફિલ્ટર્સ ડિઝાઇન કરતી વખતે સામાન્ય રીતે વિભેદક અને સામાન્ય બંને સ્થિતિઓને ધ્યાનમાં લે છે. કોમન-મોડ ફિલ્ટરનો સૌથી મહત્વનો ભાગ તેની ચોક કોઇલ છે જે નાના કદના ઘટકો હોવા છતાં તેના અત્યંત ઊંચા ઇન્ડક્શન મૂલ્યને કારણે ડિફરન્સિયલ ચોક્સની તુલનામાં નોંધપાત્ર ફાયદા ધરાવે છે; જો કે, આ કોઇલ ડિઝાઇન કરતી વખતે તેમના લિકેજને પણ ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે - તે તેમની વિભેદક ઇન્ડક્શન મૂલ્ય છે જે સામાન્ય રીતે તેમના નજીવા મૂલ્યોની સરખામણીમાં આશરે 0.5% ~ 4% જેટલો હિસ્સો ધરાવે છે.

લિકેજ કેવી રીતે થાય છે? ચુંબકીય કોરોનો ઉપયોગ કર્યા વિના પણ એક આખું અઠવાડિયું ભરાઈ રહેલું ચુંબકીય પ્રવાહ તેના "કોર" ની અંદર ચુંબકીય પ્રવાહને કેન્દ્રિત કરશે! જો કે, જો આવી કોઇલ સંપૂર્ણપણે ઘા ન હોય અથવા ઢીલી રીતે ઘા હોય તો તેના બદલે તેના મૂળ વિસ્તારની અંદરથી થોડો પ્રવાહ બહાર નીકળી જશે - આ અસર વાયરના વળાંકો અને વપરાતા સર્પાકાર-કોર બોડી સાથે સંકળાયેલ અભેદ્યતા લાક્ષણિકતાઓ વચ્ચેના સાપેક્ષ અંતરના આધારે પ્રમાણસર વધે છે. સીએમ દ્વારા અહીં ચોક્સ.

કોમન-મોડ ચોકમાં બે વિન્ડિંગ્સ ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે જેથી કરીને તેમના દ્વારા વહેતા પ્રવાહો તેમના મુખ્ય વિસ્તારોમાં વિરુદ્ધ દિશાઓ સાથે વહન કરે છે, જેનાથી તેમની અંદર એકંદરે શૂન્ય નેટ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પરિણમે છે! જો સલામતીના વિચારણાઓ માટે સિંગલ-લાઈન વિન્ડિંગ કન્ફિગરેશનની જરૂર હોય, તો પછી આ વિન્ડિંગ્સ વચ્ચેનું અંતર ખૂબ મોટું બની જાય છે જે કુદરતી રીતે આપણા ઇચ્છિત પ્રદેશ(ઓ) ની બહાર વધુ "લિકેજ" અસરો તરફ દોરી જાય છે અને આ રીતે અમે બધા પછી કાળજી લેતા બિંદુઓ પર બિન-શૂન્ય ક્ષેત્રો બનાવે છે... આનો અર્થ છે કે સીએમ ચોક લિકેજ વિભેદક-ઇન્ડક્ટન્સ મૂલ્યોની સમકક્ષ બની જાય છે કારણ કે સંબંધિત પ્રવાહોએ ફરીથી બંધ લૂપ્સમાં પાછા ફરતા પહેલા કોર પ્રદેશોને બીજે ક્યાંક છોડવા જોઈએ!

સામાન્ય રીતે કહીએ તો CX કેપેસિટર્સ 4000Vp સુધીના વધારાના વોલ્ટેજની અસરનો સામનો કરી શકે છે જ્યારે CY કેપેસિટર્સ L5000/L1/CX2 જેવા પરિમાણોને લગતી યોગ્ય કદની પસંદગીની સાથે સાથે કેટલી સારી રીતે મેળ ખાય છે તેના આધારે લગભગ 2Vp મહત્તમ મર્યાદા સુધી વહેંચાયેલ-વોલ્ટેજના વધારાને નિયંત્રિત કરી શકે છે. /CY વગેરે., પરંતુ જો સમગ્ર મશીન વાયરિંગ સિસ્ટમમાં કુલ કેપેસિટેન્સ 5000P કરતાં વધી જાય તો ઉચ્ચ-રેટેડ કેપેસિટર્સને ક્લેમ્પિંગ ફંક્શન્સ દર્શાવતા વધારાના સર્જ સપ્રેશન સર્કિટ પસંદ કરવાની જરૂર પડે છે તે ચોક્કસ મર્યાદાઓથી વધુ જરૂરી સાબિત થઈ શકે છે.

દમન દ્વારા અમારો અર્થ શું છે? મૂળ સ્પાઇક સિગ્નલોને નવા વેવફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરતી વખતે અહીં જે થાય છે તેમાં પીક એમ્પ્લીટ્યુડને કંઈક અંશે ઘટાડવાનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ એકંદરે ચપટી કંપનવિસ્તાર હોય છે; જો કે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉર્જા સ્તરો મોટા ભાગે યથાવત રહે છે.

જો કે ડ્યુઅલ સીવાય કેપ્સ સાથે સંકળાયેલી ક્ષમતાઓ ઓછી હોય છે અર્થાત મર્યાદિત સંગ્રહિત ઉર્જા ઉપલબ્ધ હોય છે જે શેર મોડ્સને અસરકારક રીતે દબાવવા તરફ થોડી અસર કરે છે તેથી શા માટે પ્રાથમિક ધ્યાન L1/L2 જેવા મોટા પાયાના ઘટકો પર પડે છે જેના કદ/ખર્ચ ઘણીવાર વ્યવહારુ લાદે છે. કમનસીબે વીજળી-પ્રેરિત શેર-વોલ્ટેજ સામે શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શનને અટકાવતી મર્યાદાઓ.

આકૃતિ (a) માં, L1 સામાન્ય-મોડ સર્જ વોલ્ટેજને CY1 સાથે દબાવી દે છે, અને L2 તેને CY2 સાથે દબાવી દે છે. ગણતરી કરતી વખતે, તેમાંથી માત્ર એકની ગણતરી કરવાની જરૂર છે. L1 ની ચોક્કસ ગણતરી કરવા માટે, બીજા ક્રમના વિભેદક સમીકરણોના સમૂહને હલ કરવાની જરૂર છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે કેપેસિટર ચાર્જ સાઈન કર્વને અનુસરે છે અને ડિસ્ચાર્જ કોસાઈન વળાંકને અનુસરે છે. જો કે, આ ગણતરી પદ્ધતિ પ્રમાણમાં જટિલ છે, તેથી અહીં આપણે એક સરળ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

એમ ધારી રહ્યા છીએ કે સામાન્ય-મોડ સિગ્નલ એ U ના કંપનવિસ્તાર સાથે ચોરસ તરંગ છેp અને τ ની પહોળાઈ, અને સમગ્ર CY કેપેસિટરનો વોલ્ટેજ U છેc, ઇન્ડક્ટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ એ 2τ ની બરાબર પહોળાઈ સાથે લાકડાંની તરંગ છે:

ઇન્ડક્ટરમાંથી વહેતો પ્રવાહ છે:

2τ સમયગાળા દરમિયાન ઇન્ડક્ટરમાંથી વહેતો સરેરાશ પ્રવાહ છે:

આમાંથી, અમે 2τ સમયગાળા દરમિયાન CY કેપેસિટરનો વોલ્ટેજ ફેરફાર મેળવી શકીએ છીએ:

ઉપરોક્ત સૂત્ર એ સામાન્ય મોડ સર્જ સપ્રેશન સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સ L અને કેપેસીટન્સ CY ના પરિમાણો માટે ગણતરી સૂત્ર છે. સૂત્રમાં, યુc સમગ્ર CY કેપેસિટરનું વોલ્ટેજ છે, જે સર્જ સપ્રેશન સર્કિટનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ પણ છે.

∆Uc સમગ્ર CY કેપેસિટરમાં વોલ્ટેજ ફેરફાર છે. જો કે, લાંબો સમયગાળો અને લાઈટનિંગ પલ્સ ના નાના ડ્યુટી સાઈકલને લીધે, એવું ગણી શકાય કે યુc = ∆Uc. યુp સામાન્ય મોડ સર્જ પલ્સનું ટોચનું મૂલ્ય છે, q એ CY કેપેસિટર દ્વારા સંગ્રહિત ચાર્જ છે, τ એ સામાન્ય મોડ સર્જ પલ્સની પહોળાઈ છે, L ઇન્ડક્ટન્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને C કેપેસીટન્સનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

ઉપરોક્ત સૂત્ર મુજબ, એમ ધારી રહ્યા છીએ કે યુpસર્જ પીક વોલ્ટેજ માટે =4000Vp અને કેપેસીટન્સ માટે C=2500p, આઉટપુટ વોલ્ટેજ U સાથેcસર્જ સપ્રેશન સર્કિટમાંથી =2000Vp; પછી ઇન્ડક્ટન્સ L માટે 1H નું મૂલ્ય જરૂરી છે. દેખીતી રીતે આ મૂલ્ય ખૂબ મોટું અને વ્યવહારિક રીતે પ્રાપ્ત કરવું મુશ્કેલ છે. તેથી, આ સર્કિટ વીજળી-પ્રેરિત સામાન્ય-મોડ સપ્રેસન માટે મર્યાદિત ક્ષમતા ધરાવે છે અને વધુ સુધારાની જરૂર છે.

ડિફરન્શિયલ મોડ સર્જ વોલ્ટેજ સપ્રેસન મુખ્યત્વે ફિલ્ટરિંગ ઇન્ડક્ટર L1 અને L2 ડાયાગ્રામમાં દર્શાવેલ તેમજ ફિલ્ટરિંગ કેપેસિટર CX પર આધાર રાખે છે. CX ફિલ્ટરિંગ કેપેસિટર સાથે L1, અને L2 ફિલ્ટરિંગ ઇન્ડક્ટર મૂલ્યો જેવા પરિમાણોની પસંદગી પણ નીચેના સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે.

પરંતુ ઉપરોક્ત સમીકરણમાં, L એ L1 અને L2, C = CX, અને U ના સરવાળા જેટલું હોવું જોઈએc વિભેદક મોડ સપ્રેશન આઉટપુટ વોલ્ટેજ છે. સામાન્ય રીતે, ડિફરન્શિયલ મોડ સપ્રેશન આઉટપુટ વોલ્ટેજ 600Vp કરતાં વધુ ન હોવો જોઈએ કારણ કે ઘણા સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને કેપેસિટર આ વોલ્ટેજની નજીક મહત્તમ પ્રતિકારક વોલ્ટેજ ધરાવે છે. બે ફિલ્ટરિંગ ઇન્ડક્ટર L1 અને L2 તેમજ CX કેપેસિટર ફિલ્ટરમાંથી પસાર થયા પછી, જો કે લાઈટનિંગ સર્જ ડિફરન્સિયલ મોડ વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર ઘટે છે, તેમ છતાં ઊર્જા મૂળભૂત રીતે ઘટતી નથી કારણ કે ફિલ્ટરિંગ પછી, પલ્સ પહોળાઈ વધે છે. એકવાર ઉપકરણ તૂટી જાય પછી, મોટાભાગના તેની મૂળ સ્થિતિમાં પુનઃપ્રાપ્ત થઈ શકતા નથી.

ઉપરોક્ત સૂત્ર મુજબ, ધારીએ છીએ કે સર્જ પીક વોલ્ટેજ યુp = 4000Vp અને પલ્સ પહોળાઈ 50µS છે, જો આઉટપુટ વોલ્ટેજ Uc ડિફરન્શિયલ મોડ સર્જ સપ્રેસન સર્કિટ 600Vp છે, પછી એલC 14mH × µF નું મૂલ્ય હોવું જરૂરી છે. દેખીતી રીતે, સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોમાં સર્જ સપ્રેશન સર્કિટ માટે આ મૂલ્ય પ્રમાણમાં મોટું છે. સરખામણીમાં, ઇન્ડક્ટન્સમાં વધારો એ કેપેસીટન્સ વધારવા કરતાં વધુ ફાયદાકારક છે. તેથી સિલિકોન સ્ટીલ શીટની બનેલી ત્રણ વિન્ડો સાથેના ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ તેના મુખ્ય સામગ્રી તરીકે કરવો શ્રેષ્ઠ છે અને તે પ્રમાણમાં મોટી ઇન્ડક્ટન્સ (20mH કરતાં વધુ) ધરાવે છે. આ પ્રકારના ઇન્ડક્ટરમાં સામાન્ય-મોડ અને વિભેદક-મોડ બંને ઉચ્ચ મૂલ્યો છે ઇન્ડક્ટન્સનું અને સરળતાથી સંતૃપ્ત થતું નથી.

માર્ગ દ્વારા, રેક્ટિફાયર સર્કિટની પાછળના ઇલેક્ટ્રોલિટીક ફિલ્ટર કેપેસિટરમાં પણ વધતી કઠોળને દબાવવાનું કાર્ય છે. જો આપણે આ ફંક્શનનો પણ સમાવેશ કરીએ છીએ, તો આપણે આઉટપુટ વોલ્ટેજ U પસંદ કરી શકતા નથીc 600Vp છે પરંતુ માત્ર U પસંદ કરી શકે છેr (400Vp), જે કેપેસિટર્સ માટે સૌથી વધુ રેટિંગ ધરાવતા વોલ્ટેજને રજૂ કરે છે.

4. લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઈક સર્જને દબાવવા માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણો

સર્જ રક્ષણાત્મક ઉપકરણોમાં મુખ્યત્વે સિરામિક ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ, ઝિંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર, સેમિકન્ડક્ટર થાઇરિસ્ટર સર્જ પ્રોટેક્ટર (TVS), સર્જ સપ્રેશન ઇન્ડક્ટર્સ, એક્સ-ક્લાસ સર્જ સપ્રેશન કેપેસિટર વગેરે અને વિવિધ ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે જેનો સંયોજનમાં ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે.

ત્યાં ઘણી પ્રકારની ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ છે જેમાં સામાન્ય રીતે મોટા ડિસ્ચાર્જ કરંટ દસ kA સુધી પહોંચે છે. ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ પ્રમાણમાં વધારે છે. ટ્યુબને સળગાવવામાં અને ડિસ્ચાર્જ કરવામાં ચોક્કસ સમય લાગે છે, અને ત્યાં અવશેષ વોલ્ટેજ હાજર છે જે તેની કામગીરીને કંઈક અંશે અસ્થિર બનાવે છે. ઝિંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર્સમાં સારી વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ હોય છે પરંતુ તે શક્તિ દ્વારા મર્યાદિત હોય છે.

ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબની તુલનામાં વર્તમાન પ્રમાણમાં નાનો છે. બહુવિધ લાઈટનિંગ ઓવરકરન્ટ બ્રેકડાઉન્સ થયા પછી, બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ મૂલ્ય ઘટશે અથવા સંપૂર્ણપણે નિષ્ફળ જશે. સેમિકન્ડક્ટર ટીવીએસમાં શ્રેષ્ઠ વોલ્ટ-એમ્પીયર લાક્ષણિકતાઓ છે પરંતુ સામાન્ય રીતે ઓછી શક્તિ અને ઊંચી કિંમત હોય છે. સર્જ સપ્રેશન કોઇલ એ સૌથી મૂળભૂત લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ છે; AC સંતૃપ્તિને પાવર ગ્રીડમાંથી વહેતા અટકાવવા માટે ત્રણ-વિન્ડો કોર પસંદ કરવો આવશ્યક છે; X કેપેસિટર્સ પણ જરૂરી છે અને મોટા સ્વીકાર્ય રિપલ પ્રવાહો સાથે કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ (GDT)

ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ એ ઓવરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન માટે વપરાતી સર્જ એરેસ્ટર અથવા એન્ટેના સ્વીચ ટ્યુબના પ્રકારનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેમાં ટ્યુબની અંદર બે અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રોડ ચોક્કસ માત્રામાં જડિત ગેસથી ભરેલા હોય છે. ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ એ ગેપ-ટાઈપ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ઘટકો છે જેનો ઉપયોગ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શનમાં થાય છે.

ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત એ છે કે જ્યારે ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબના બે ધ્રુવો વચ્ચે ચોક્કસ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ધ્રુવો વચ્ચે અસમાન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે: આ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ હેઠળ, ટ્યુબની અંદરનો ગેસ આયનીકરણ કરવાનું શરૂ કરે છે. જ્યારે બાહ્ય વોલ્ટેજ ગેસની ઇન્સ્યુલેશન તાકાત કરતાં વધી જાય છે, જે ધ્રુવો વચ્ચે ભંગાણનું કારણ બને છે, જે ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્થિતિમાંથી વાહક સ્થિતિમાં પરિવર્તિત થાય છે. વહન પછી, ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબના બે ધ્રુવો વચ્ચેનો વોલ્ટેજ ચાપ પાથ દ્વારા નિર્ધારિત શેષ દબાણ સ્તર પર રહે છે, જે સામાન્ય રીતે ખૂબ જ ઓછો હોય છે, જેનાથી સમાંતર રીતે જોડાયેલા ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને ઓવરવોલ્ટેજને કારણે થતા નુકસાનથી રક્ષણ મળે છે.

કેટલીક ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ કાચમાં બાહ્ય શેલ તરીકે સમાવિષ્ટ હોય છે જ્યારે અન્ય બહારના શેલ તરીકે સિરામિક્સનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટ્યુબની અંદર સ્થિર વિદ્યુત ગુણધર્મો (જેમ કે આર્ગોન અને નિયોન) સાથે નિષ્ક્રિય વાયુઓ ભરાય છે. ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં સામાન્ય ડિસ્ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોડ સામાન્ય રીતે બે અથવા ત્રણ નિષ્ક્રિય વાયુઓ દ્વારા અલગ પડે છે. ઇલેક્ટ્રોડ નંબરોના આધારે, ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબને બાયપોલર અને ટ્રાઇપોલર પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

સિરામિક બાયપોલર ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં મુખ્યત્વે શુદ્ધ આયર્ન ઇલેક્ટ્રોડ, નિકલ-ક્રોમિયમ-કોબાલ્ટ એલોય કેપ્સ, સિલ્વર-કોપર વેલ્ડીંગ કેપ્સ અને સિરામિક બોડીનો સમાવેશ થાય છે. ઉન્નત લાક્ષણિકતાઓ માટે આંતરિક દિવાલો પર કિરણોત્સર્ગી તત્વો સાથે સુધારેલ કામગીરી માટે આંતરિક ઇલેક્ટ્રોડ્સ પર રેડિયોએક્ટિવ ઓક્સાઇડનું કોટેડ કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ સળિયા આકારના અને કપ આકારના માળખામાં આવે છે; સળિયાના આકારના લોકોને ઇલેક્ટ્રોડ અને બોડી વોલ વચ્ચે વધારાના નળાકાર હીટ કવચની જરૂર હોય છે જેથી સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ અટકાવી શકાય અને અસ્થિભંગના જોખમ તરફ દોરી જાય. હીટ શિલ્ડમાં કિરણોત્સર્ગી ઓક્સાઇડ કોટિંગ્સ પણ હોય છે જે વિખેરાઈને વધુ ઘટાડે છે. કપ-આકારના ઇલેક્ટ્રોડ મોડલમાં, મોલીબડેનમ મેશ વિક્ષેપ ઘટાડે છે જ્યારે અંદરનું સીઝિયમ તત્વ તેને પણ ઓછું કરે છે.

ત્રિપોલર ગેસ-ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં પણ મુખ્યત્વે શુદ્ધ આયર્ન ઇલેક્ટ્રોડ, નિકલ-ક્રોમિયમ-કોબાલ્ટ એલોય કેપ્સ, સિલ્વર-કોપર વેલ્ડીંગ કેપ્સ અને સિરામિક બોડીનો સમાવેશ થાય છે. દ્વિધ્રુવીઓથી વિપરીત, ત્રીજા ધ્રુવ એટલે કે ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કામ કરતા નિકલ-ક્રોમિયમ-કોબાલ્ટ એલોય સિલિન્ડર ઉમેરવામાં આવ્યા છે.

(1) ડીસી બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ. આ મૂલ્ય નીચા વધારો દર (dv/dt=100V/s) સાથે વોલ્ટેજ લાગુ કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે.

(2) ઇમ્પલ્સ (અથવા સર્જ) બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ. તે ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબની ગતિશીલ લાક્ષણિકતાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જે ઘણીવાર dv/dt=1kV/µs ના ચડતા દર સાથે વોલ્ટેજ દ્વારા નિર્ધારિત થાય છે.

(3) રેટ કરેલ આવેગ સ્રાવ વર્તમાન. 8/20µs વેવફોર્મ (ઉદય સમય 8µs, હાફ-પીક અવધિ 20µs) માટે રેટ કરેલ ડિસ્ચાર્જ કરંટ સામાન્ય રીતે 10 વખત ડિસ્ચાર્જ થાય છે.

(4) પ્રમાણભૂત સ્રાવ વર્તમાન. 50Hz AC વર્તમાનના રેટ કરેલ અસરકારક મૂલ્ય દ્વારા વ્યાખ્યાયિત, દરેક ડિસ્ચાર્જ સમયને 1s તરીકે અને 10 વખત ડિસ્ચાર્જ કરવાનો ઉલ્લેખ કરે છે.

(5) મહત્તમ સિંગલ ઇમ્પલ્સ ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન. 8/20µs વર્તમાન વેવફોર્મ માટે મહત્તમ સિંગલ ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન.

(6) વર્તમાન મૂલ્યનો સામનો કરવા માટે આવર્તનનો સામનો કરવો. 50/8µs વેવફોર્મમાં સિંગલ મહત્તમ ઇમ્પલ્સ ડિસ્ચાર્જ પ્રવાહ માટે 20Hz ની આવર્તન પર નવ ચક્રમાંથી સતત પ્રવાહોનું મહત્તમ અસરકારક મૂલ્ય.

(7) ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર. 50/8µs વેવફોર્મમાં સિંગલ મહત્તમ ઇમ્પલ્સ ડિસ્ચાર્જ પ્રવાહ માટે 20Hz ની આવર્તન પર નવ ચક્રમાંથી સતત પ્રવાહોનું મહત્તમ અસરકારક મૂલ્ય.

(8) ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેની કેપેસીટન્સ, સામાન્ય રીતે 2 થી 10pF સુધીની, તમામ ક્ષણિક દખલ શોષક ઉપકરણોમાં સૌથી નાનું છે.

ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ લાક્ષણિકતા પરિમાણ કોષ્ટક (APC)

મોડલ

નોમિનલ ડીસી બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ (V)

DC ભૂલ (±%)

બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ (V)

નજીવા પ્રતિકારક આવેગ વર્તમાન 8/20µs તરંગ (kA)

પાવર ફ્રીક્વન્સી 50Hz/1s (kA) પર વર્તમાનનો સામનો કરવા માટે રેટ કરેલ

સિંગલ ઇમ્પલ્સ કરંટનો સામનો કરવાની ક્ષમતા 8/20µs તરંગ (kA)

ઔદ્યોગિક આવર્તન 50Hz 9 ચક્ર (A) માટે રેટ કરેલ વર્તમાન

ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર (GΩ)

ક્ષમતા (PF)

બાયપોલર ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ

R098XA

90

20

≤700

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R158XA

150

20

≤700

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R238XA

230

20

≤800

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R358XA

350

20

≤800

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R478XA

470

20

≤900

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R608XA

600

20

≤1200

5

5

10

20

≥1

≤1.5

R808XA

800

20

≤1400

5

5

10

20

≥10

≤1.5

R1008XA

1000

20

≤1600

5

5

10

20

≥10

≤1.5

ટ્રાયોડ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ

3R077CXA

75

20

≤600

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R097CXA

90

20

≤700

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R157CXA

150

20

≤700

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R237CXA

230

20

≤800

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R357CXA

350

20

≤800

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R477CXA

470

20

≤900

5

5

10

> 35

≥1

≤2

3R607CXA

600

20

≤1200

5

5

10

> 35

≥1

≤2

મેટલ ઓક્સાઇડ વરિસ્ટર (એમઓવી)

વેરિસ્ટર્સ સામાન્ય રીતે મુખ્યત્વે ઝીંક ઓક્સાઇડથી બનેલા હોય છે, જેમાં કોબાલ્ટ, મેંગેનીઝ, બિસ્મથ વગેરે જેવા નાના પ્રમાણમાં અન્ય ધાતુના ઓક્સાઇડ (કણો) ઉમેરવામાં આવે છે અને તેને આકારમાં દબાવવામાં આવે છે. એકસાથે બે અલગ-અલગ પ્રકારની સામગ્રીના સંયોજનને કારણે, તે PN જંકશન (ડાયોડ) ની સમકક્ષ છે. તેથી, વેરિસ્ટર્સ અનિવાર્યપણે શ્રેણી અને સમાંતરમાં જોડાયેલા અસંખ્ય PN જંકશનથી બનેલા છે.

MOV રેઝિસ્ટર લાક્ષણિકતા પરિમાણ કોષ્ટક (ઝિઆન રેડિયો ફેક્ટરી)

મોડલ

MOV વોલ્ટેજ

મહત્તમ સતત વોલ્ટેજ

મહત્તમ સતત વોલ્ટેજ વર્તમાન

પીક-ટુ-પીક વર્તમાન

પલ્સ વર્તમાન જીવન મૂલ્ય 8/20µs/10 વખત

ઇન્ટરડિજિટલ કેપેસિટર 1kHz

8/20µs/2 વખત

2ms ચોરસ તરંગ

Vd (વી)

AC (V)

ડીસી (વી)

Vc (વી)

Ip (એ)

(એ)

(જે)

(એ)

(પીએફ)

MYD-05K330

33

20

26

73

1

50

0.6

5

900

MYD-05K390

39

25

31

86

1

50

0.8

5

500

MYD-05K470

47

30

38

104

1

50

1.0

5

450

MYD-05K560

56

35

45

123

1

50

1.0

5

400

MYD-05K680

68

40

56

150

1

50

1.2

5

350

MYD-05K820

82

50

65

145

5

200

1.7

20

250

MYD-05K101

100

60

85

175

5

200

2.0

20

200

MYD-05K121

120

75

100

210

5

200

2.5

20

170

MYD-05K151

150

95

125

260

5

200

3.0

20

140

MYD-05K201

200

130

170

355

5

200

4.0

20

80

MYD-05K221

220

140

180

380

5

200

4.5

20

70

MYD-05K241

240

150

200

415

5

200

5.0

20

70

MYD-05K271

270

175

225

395

5

200

6.0

20

65

MYD-05K361

360

230

300

620

5

200

7.5

20

50

MYD-05K391

390

250

320

675

5

200

8.0

20

50

MYD-05K431

430

275

350

745

5

200

9.0

20

45

MYD-05K471

470

300

385

810

5

200

10.0

20

40

MYD-05K621

620

385

505

1025

25

1250

45.0

100

130

5. અલ્ટ્રા-હાઇ સર્જ વોલ્ટેજ સપ્રેસન સર્કિટ

ઉદાહરણ 1

ઉપરનો આકૃતિ એ વિદ્યુત સર્કિટનો એક યોજનાકીય આકૃતિ છે જે મજબૂત વીજળીના વધારાના પલ્સ વોલ્ટેજનો સામનો કરી શકે છે. ડાયાગ્રામમાં: G1 અને G2 એ ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સામાન્ય-મોડ સર્જને દબાવવા માટે થાય છે, અને તેઓ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વિભેદક-મોડ સર્જને દબાવવાની ક્ષમતા પણ ધરાવે છે; VR એ વેરિસ્ટર છે, જેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડિફરન્સિયલ-મોડ સર્જને દબાવવા માટે થાય છે. G1, G2 અને VR દ્વારા દબાવવામાં આવ્યા પછી, કોમન-મોડ અને ડિફરન્શિયલ-મોડ સર્જ પલ્સનું કંપનવિસ્તાર અને ઊર્જા બંને નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.

G1 અને G2 ના બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજને 1000Vp થી 3000Vp સુધી પસંદ કરી શકાય છે, જ્યારે વેરિસ્ટરનું ક્લેમ્પિંગ વોલ્ટેજ સામાન્ય રીતે પાવર ફ્રીક્વન્સી વોલ્ટેજના મહત્તમ મૂલ્યના 1.7 ગણા તરીકે લેવામાં આવે છે.

G1 અને G2 માં બ્રેકડાઉન થાય તે પછી, અનુગામી પ્રવાહો ઉત્પન્ન થશે. સર્કિટમાં શોર્ટ સર્કિટ થવાથી વધુ પડતા અનુગામી પ્રવાહને રોકવા માટે ફ્યુઝ ઉમેરવું જરૂરી છે.

ઉદાહરણ 2

બે વેરિસ્ટર્સ VR1, VR2 અને ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ G3 ઉમેરવામાં આવ્યા, મુખ્ય હેતુ સામાન્ય મોડ સર્જ વોલ્ટેજના દમનને વધારવાનો છે. વેરિસ્ટર્સમાં લિકેજ કરંટ હોવાથી અને સામાન્ય ઈલેક્ટ્રોનિક પ્રોડક્ટ્સમાં લિકેજ કરંટ (0.7mAp કરતા ઓછા) માટે કડક આવશ્યકતાઓ હોય છે, તેથી સામાન્ય સંજોગોમાં સર્કિટના લિકેજ કરંટને શૂન્યની બરાબર ગ્રાઉન્ડ કરવા માટે ડાયાગ્રામમાં ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ G3 ઉમેરવામાં આવે છે. G3 નું બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ G1 અને G2 કરતા ઘણું ઓછું હોવું જોઈએ. લિકેજ આઇસોલેશન માટે G3 નો ઉપયોગ કરીને, varistor VR1 અથવા VR2 ના બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજને તે મુજબ પ્રમાણમાં ઓછું પસંદ કરી શકાય છે. VR1 અને VR2 પણ વિભેદક મોડ સર્જ વોલ્ટેજ પર મજબૂત અવરોધક અસર ધરાવે છે.

ઉદાહરણ 3

G1 એ ત્રણ-ટર્મિનલ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ છે, જે એક હાઉસિંગમાં બે બે-ટર્મિનલ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ સ્થાપિત કરવા સમાન છે. તે ઉપરોક્ત બે ઉદાહરણોમાં G1 અને G2 ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબને બદલી શકે છે. બે-ટર્મિનલ અને ત્રણ-ટર્મિનલ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ ઉપરાંત, ચાર-ટર્મિનલ અને પાંચ-ટર્મિનલ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ પણ છે, દરેકનો ઉપયોગ અલગ-અલગ છે.

વેરિસ્ટર્સ સામાન્ય રીતે મુખ્યત્વે ઝીંક ઓક્સાઇડથી બનેલા હોય છે, જેમાં કોબાલ્ટ, મેંગેનીઝ, બિસ્મથ વગેરે જેવા નાના પ્રમાણમાં અન્ય ધાતુના ઓક્સાઇડ (કણો) ઉમેરવામાં આવે છે અને તેને આકારમાં દબાવવામાં આવે છે. એકસાથે બે અલગ-અલગ પ્રકારની સામગ્રીના સંયોજનને કારણે, તે PN જંકશન (ડાયોડ) ની સમકક્ષ છે. તેથી, વેરિસ્ટર્સ અનિવાર્યપણે શ્રેણી અને સમાંતરમાં જોડાયેલા અસંખ્ય PN જંકશનથી બનેલા છે.

ઉદાહરણ 4

બે વેરિસ્ટર્સ (VR1, VR2) ઉમેરવામાં આવ્યા છે, મુખ્ય હેતુ G1 ભંગાણ પછી ઉત્પન્ન થતા અનુગામી વર્તમાનને અલગ કરવાનો છે, ઇનપુટ સર્કિટને શોર્ટ-સર્કિટ કરતા વધુ અનુગામી પ્રવાહને અટકાવવાનો છે. જો કે, VR1 અને VR2 નો મહત્તમ પીક કરંટ સામાન્ય રીતે G1 નો માત્ર એક અંશ છે, તેથી આ ઉદાહરણમાં, અલ્ટ્રા-હાઈ સર્જ વોલ્ટેજ સામે દબાવવાની ક્ષમતા ઉદાહરણ 3 કરતા ઘણી ખરાબ છે.

ઉદાહરણ 5 - પીસીબી બોર્ડ્સ પર સીધા જ સર્જ સંરક્ષણ ઉપકરણોનું ઉત્પાદન કરે છે

PCB બોર્ડ પર સીધા જ સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ બનાવવાથી ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબને બદલી શકાય છે, જે સામાન્ય-મોડ અથવા ડિફરન્સિયલ-મોડ સર્જ વોલ્ટેજ આંચકાના હજારો વોલ્ટને દબાવી શકે છે. સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસના ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનું અંતર સામાન્ય રીતે કડક હોવું જરૂરી છે. જ્યારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ AC110V હોય, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેનું અંતર 4.5mm તરીકે પસંદ કરી શકાય છે; જ્યારે ઇનપુટ વોલ્ટેજ AC220V હોય, ત્યારે તેને 6mm તરીકે પસંદ કરી શકાય છે. સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસનું મધ્યમ ઇલેક્ટ્રોડ પાવર લાઇનના એક છેડે અને PCB બોર્ડ પરના પોર્ટ સાથે જોડાયેલ હોવું આવશ્યક છે.

ઉદાહરણ 6 - પીસીબી બોર્ડ એર ગેપ ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબને બદલી રહ્યું છે

પીસીબી બોર્ડ પર સીધું એર ગેપ ડિસ્ચાર્જ ઉપકરણ બનાવવું, જેમાં સામાન્ય ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ રેન્જ પ્રતિ મિલીમીટર 1000-1500V છે, 4500mmના ચડતા અંતર માટે આશરે 6800-4.5Vp અને c6000 mm ની લગભગ 9000-6Vp છે.

6. વિવિધ વીજળી સંરક્ષણ ઉપકરણોનું જોડાણ

લાઈટનિંગ એરેસ્ટર ઉપકરણોના ઇન્સ્ટોલેશન ક્રમમાં ભૂલ ન કરવી જોઈએ. ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ મોખરે હોવી જોઈએ, ત્યારબાદ સર્જ સપ્રેશન ઇન્ડક્ટર્સ અને વેરિસ્ટર (અથવા ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ) અને પછી સેમિકન્ડક્ટર ટીવીએસ થાઈરિસ્ટોર્સ અથવા એક્સ-ક્લાસ કેપેસિટર્સ અને વાય-ક્લાસ કેપેસિટર્સ.

એક કંપની વિનંતી



સર્જ સંરક્ષણમાં વિશ્વસનીયતા!

LSP ના ભરોસાપાત્ર સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઈસ (SPDs) લાઈટનિંગ અને સર્જેસ સામે ઈન્સ્ટોલેશનની સુરક્ષા જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે રચાયેલ છે. અમારા નિષ્ણાતોનો સંપર્ક કરો!

એક કંપની વિનંતી