مدار سرج ارستر
افزایش استفاده از مدارات مجتمع در سیستم‌های الکترونیکی مدرن، سبب گسترش آگاهی در مورد خطرات حاصل از اضافه ولتاژ صاعقه شده است. مدارات مجتمع، مخصوصا مدارات مجتمع بزرگ، از آنجایی که قدرت عایقی بسیار کمی دارند در برابر اضافه ولتاژ گذرای صاعقه، آسیب پذیر می‌باشند
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:
افزایش استفاده از مدارات مجتمع در سیستم‌های الکترونیکی مدرن، سبب گسترش آگاهی در مورد خطرات حاصل از اضافه ولتاژ صاعقه شده است. مدارات مجتمع، مخصوصا مدارات مجتمع بزرگ، از آنجایی که قدرت عایقی بسیار کمی دارند در برابر اضافه ولتاژ گذرای صاعقه، آسیب پذیر می‌باشند. اضافه ولتاژ گذرا می‌تواند باعث آسیب دائمی یا اختلال در عملکرد موقت قطعات و سیستم‌های میکروالکترونیک شود. با توجه به این موضوع که سرج‌های حاصل از صاعقه اغلب از طریق منابع تغذیه Ac به سیستم‌های الکترونیکی وارد می‌شوند، نصب تجهیزات سرج ارستر (SPD) در خطوط تغذیه، برای حفاظت لوازم در برابر اضافه ولتاژ حاصل از صاعقه، ضروری می‌باشد.
با توجه به طراحی SPD ها، ساده کردن ساختار مدار، امری لازم برای اطمینان از حفاظت است. ساده سازی مدار SPD ها، سبب کاهش هزینه ساخت و کاهش ابعاد تجهیز می‌شود. با توجه به اینکه SPD قدیمی بیشتر در خطوط تغذیه AC تکفاز استفاده می‌شود، لازم است که به همراه تجهیزات حفاظتی بیشتری استفاده شوند، در این مقاله مدار ساده شده‌ای برای بهبود طراحی SPD ارائه شده است.
براساس این مدار ساده شده، تعداد قطعات حفاظتی می‌تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد. برای بررسی صحت مدار ساده شده، یک تست ضربه، جهت اندازه گیری پاسخ ولتاژ‌های باقی مانده‌ی مدار قدیمی و مدار ساده شده، انجام شده است. نتایج اندازه گیری ثابت می‌کند که مدار ساده شده مطابق با طراحی استاندارد بوده و می‌تواند عملکرد بهتری برای حفاظت خطوط تغذیه AC در برابر اضافه ولتاژ حاصل از صاعقه ایجاد کند.
مدارهای SPD قدیمی و ساده شده
SPD مورد نظر برای حفاظت سیستم‌های الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ حاصل از صاعقه، برروی خطوط تغذیه AC تکفاز نصب می‌شود، که در شکل ۱ نشان داده شده است. مطابق با استاندارد IEC، این مدار باید شامل دو مد حفاظت به نام‌های مد حفاظت مشترک و مد حفاظت دیفرانسیلی باشند.
شکل ۱: SPD نصب شده در خطوط تغذیه Ac سیستم‌های الکترونیکی
مدار SPD قدیمی با دو مد حفاظتی در شکل ۲ نشان داده شده است. وریستور‌های اکسید فلزی M۱~M۶ و محفظه‌های تخلیه گاز G۱ و G۲ در دو مرحله استفاده شده است. در مرحله اول، M۱ اضافه ولتاژ را در مد دیفرانسیلی محدود می‌کند، و M۲-G۱ و M۳-G۱ اضافه ولتاژ را در حالت مشترک محدود می‌کنند. درحالت مشابه، درمرحله دوم M۴، M۵-G۲ و M۶-G۲ اضافه ولتاژ را محدود می‌کنند. L۱ و L۲ سلف‌های جدا کننده برای تنظیم حفاظت بین دو مرحله هستند.
شکل ۲: مدار SPD قدیمی
در شکل ۲ مدار قدیمی مطابق با استاندارد IEC نشان داده شده است که بیشتر در خطوط تغذیه AC تکفاز، برای حفاظت تجهیزات الکترونیکی در برابر صدمات حاصل از اضافه ولتاژ‌های صاعقه به کار می‌رود.
به هر حال، اشکال این مدار که دارای قطعات حفاظتی بیشتر بوده و باعث افزایش هزینه ساخت و افزایش ابعاد تجهیز می‌شود، در شکل ۲ قابل مشاهده است. برای برطرف کردن این مشکل، از یک SPD مدار ساده، که در شکل ۳ نشان داده شده، استفاده شده است. مدار ساده شده در مقایسه با مدار قدیمی، تعداد وریستور‌های اکسید فلزی را از ۶ عدد به ۲ عدد کاهش داده است. SPD با مدار ساده، نسبت به SPD قدیمی بسیار کوچکتر می‌باشد، که در شکل ۴ نشان داده شده است.
شکل ۳: مدار SPD ساده شده
شکل ۴: ابعاد مدار قدیمی و مدار ساده شده
در مدار ساده شده، اضافه ولتاژ حالت مشترک بوجود آمده بین L-PE و N-PE به ترتیب به وسیله M۷-G۳، M۸-G۴ و G۳، G۴ محدود می‌شود. در مد دیفرانسیلی، اضافه ولتاژ به وجود آمده بین L-N به وسیله M۷ و M۸ محدود می‌شود.
با توجه به عدم تقارن مدار بین L-PE و N-PE، محدودکردن اضافه ولتاژ در حالت مشترک ممکن است باعث اضافه ولتاژ بین L-N در مد دیفرانسیلی شود، در چنین وضعیتی M۷ و M۸ می‌توانند اضافه ولتاژ مد دیفرانسیلی را محدود کنند. G۳ و G۴ که مستقیما بین N-PE وصل شده اند، بعد از کامل شدن اضافه ولتاژ گذرا، از عبور جریان با فرکانس قدرت جلوگیری می‌کند.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.