سرج ارستر چگونه کار می کند : در یادداشت های قبلی خواندیم که سرج ارسترها (Surge arrester) وسایلی هستند که وظیفه کنترل کردن و خروج اضافه بر ناگهانی از یک مدار را دارند ، اما در خصوص چگونگی انجام این عمل توضیح زیادی تقدیم حضورتان نشد ، لذا تصمیم داریم تا در این یادداشت به شرح سازوکار این وسیله و معرفی قطعات بکار رفته در آن بپردازیم ؛ با ما همراه باشید !

سرج ارستر چگونه کار می کند ؟

اگرچه کمابیش در همه منابع فارسی از مثال سد یا آسیاب آبی به عنوان گزاره ای برای شرح عملکرد سرج ارسترها استفاده می‌شود ، اما حقیقتی که وجود دارد همخوانی زیاد این دو پدیده با یکدیگر می باشد که سبب شده است تا مطلب مورد نظر در اذهان مخاطبین به خوبی جای افتاده و به کرّات از آن استفاده شود ؛ با این حال قصد داریم تا با ساده کردن همین مثال نیز قدم مثبتی در جهت شرح عملکرد سرج ارسترها برداریم .

یک آسیاب آبی را در نظر بگیرید که توانایی پذیرش آب ورودی با حجم و فشار مشخصی را دارد . بدیهیست که چنانچه این حجم و فشار بیشتر از مقدار استاندارد تعریف شده برای آن باشد موجب خرابی و تخریب این سازه می شود ، در نتیجه اینکه دریچه ای برای تخلیه آب اضافی و جداکردن آب از جریان اصلی آن قرار داده می شود تا بدین ترتیب حجم اضافه به آسیاب ریخته نشده و موجب بروز اختلال در آن نگردد .

با بازگشت با مبحث سرج ارستر باید گفت که چنانچه آسیاب مثال فوق را مدار و میزان نوسانات حجم آب را تغییرات ناگهانی جریان برق بدانیم ، دریچه تخلیه کننده آب اضافی در حقیقت همان سرج ارسترهایی هستند که اجازه عبور اضافه بار را نداده ، همچون یک مقاومت مانع از عبور آن می شوند ، الکتریسیته اضافه را به زمین منتقل کرده و در مواردی نیز خودشان می سوزند تا به مدار آسیبی وارد نشود .

چه قطعاتی در ساختار سرج ارسترها به کار رفته است ؟

اگرچه سرج ارسترها دارای قطعات پرشماری هستند اما به صورت دقیق و عمومی و بر حسب اهمیت وریستور ، تریستور ، GDT و دیودهای خنثی ساز از جمله مهمترین آن ها می باشند .

با عنایت به تقسیم بندی فوق ، وریستورها مقاومت های وابسته به ولتاژی هستند که وظیفه حفاظت از مدارهای الکترونیکی ، تنظیم مقادیر ولتاژهای ناپایدار و زودگذر و جذب انرژی اضافی سیستم های قدرت را بر عهده دارند . در ادامه گفتنیست که میزان مقاومت آن ها با ولتاژ مدار رابطه عکس داشته ، با زیاد شدن ولتاژ کاهش یافته و بالعکس !

تریستور یا تایرستور نیز به عنوان یک نیمه رسانای قدرت ، دارای چهار لایه P-N-P-N بوده و به عنوان کلید در این مدار مورد استفاده قرار می گیرد .

GDT به عنوان یکی از اصلی و حیاتی ترین قطعات سرج ارسترها ، در حقیقت همان قطعه ایست که از افرایش ولتاژ تأثیر پذیرفته و این قطعات را وارد مدار می کند . در شرح سازوکار این محصولات آمده است که در آن‌ها دو الکترود وجود دارد که فاصله بینشان با یک گاز نجیب پر شده است .

بنا به حد و میزان ولتاژی که برای یک سرج ارستر تعریف شده است، این الکترودها کار خاصی انجام نمی دهند ، اما به محض ایجاد اختلاف پتانسیلی بین دو الکترود و تعدی آن از حد استاندارد این قطعه به یونیزه شدن گاز نجیب منجر شده و عملاً این قطعه را به یک مقاومت تبدیل می کند .

دیود خنثی ساز نیز به عنوان آخرین قطعه ای که به بررسی آن خواهیم پرداخت ، قطعه ایست که به صورت موازی با جریان اصلی بسته شده و وظیفه محافظت از قطعات ماورای خود را در برابر افزایش ولتاژ لحظه ای بر عهده دارد .