مدار داخلی سرج ارستر : برای بسیاری از ما، ماتعلقات یک محصول و آنچه که در بطن آن وجود دارد مهم نبوده و تنها به ظاهر یا کاربرد آن اهمیت می‌دهیم، حال اینکه برخی نیز وجود دارند که با ذهن کنجکاو خود در پی یافتن طرز کار یک محصول، فعل و انفعالاتی که درون آن اتفاق می‌افتد و همچنین اجزای سازنده آن هستند تا بدین وسیله علاوه بر استفاده صحیح از آن‌ها، در صورت لزوم بتوانند دست به تغییراتی نیز در ساختار آن بزنند .
پرواضح است که اعمال تغییرات یا انجام تعمیراتی خودسرانه در حوزه تجهیزات برقی ساختمان پیشنهاد نمی‌شود، چرا که بروز یک اشتباه می‌تواند به خسارات جبران‌ناپذیری منجر شود! با این حال آشنایی با ساختار و نحوه عملکرد این محصولات خالی از لطف نیست؛ به همین دلیل قصد داریم تا در این مطلب به بررسی اجزا، عملکرد و مدار داخلی سرج ارستر ها بپردازیم :
در مدار داخلی سرج ارستر ها چه قطعاتی وجود دارد ؟
می‌دانیم که همه سرج ارسترها دارای توان ، ویژگی و کاربردهای یکسانی نیستند، در نتیجه لزوماً از سازوکاری مشابهی هم پیروی نکرده و دارای اجزای نظیر به نظیر هم نمی‌باشند . با این حال 4 قطعه وریستور، تریستور، دیود خنثی ساز و GDT از جمله قطعاتی هستند که در اکثر قریب به اتفاق آن‌ها دیده شده و فارغ از نوع یا کمپانی سازنده هریک (مثلاً سرج ارستر OBO ) مورد استفاده قرار می‌گیرند .
در توضیح این قطعات باید گفت که وریستور به عنوان قطعه حفاظت از مدار و سیستم‌های قدرت عملاً درب تخلیه سرج می‌باشد، جایی که در ولتاژهای پایین این درب بواسطه مقاومت بالای خود بسته بوده، اما به محض افزایش ولتاژ از مقاومت خود کاسته و مسیر انحرافی را برای هدایت سرج به خارج از مدار فراهم می‌کند .
تریستور به عنوان یک نیمه‌رسانای قدرت، کلیدی با چهار لایه (P-N-P-N) می‌باشد که پایه‌های آند و کاتد آن به مدار قدرت متصل شده و پایه گیت نیز به مدار کنترل وصل می‌گردد . این قطعه با کارکردی شبه رله، پس از اعمال ولتاژ به پایه‌های کاتد و گیت بین پایه‌های آند و کاتد جریان برقرار می‌کند . دیود خنثی ساز نیز به عنوان محافظی که به موازات قطعات الکترونیکی حساس قرار می‌گیرند ، در هنگام پدید آمدن اضافه ولتاژ لحظه‌ای به حفاظت از آن‌ها می‌پردازد .
در پایان GDT را داریم، قطعه‌ای با دو الکترود که فضای مابین آن‌ها با گازی نجیب پر شده است . در حالت عادی این دو الکترود دارای توان کافی برای برقراری جریان میان خود نیستند، حال اینکه با افزایش اختلاف پتانسیل آن‌ها، گاز میانیشان یونیزه شده و ارتباط میان آن دو برقرار می‌شود؛ سازوکاری که سرج ارستر خنثی را به مسیری برای خروج اضافه بار تبدیل می‌کند .
سرج ارسترها چگونه کار می‌کنند ؟
با عنایت به اجزای صاعقه گیر الکترونیکی و سرج ارستر ها که به بررسی مهمترینشان پرداختیم، این محصولات پس از قرارگیری در مدار تا زمانی که ولتاژی غیر عادی در مسیر به وجود نیاید عکس العملی از خود نشان نداده و عملاً در روند کاری سیستم دخالت نمی‌کنند . این در حالیست که با پیدایش نخستین بارقه‌های ولتاژ سرج در مدار، این قطعه که تا کنون به صورت مداری باز به فعالیت خود ادامه می‌داد، اختلاف پتانسیل بسیار زیادی در دو سوی خود ایجاد کرده و با ایجاد یک مسیر بسته، سرج را در زمین یا نول تخلیه می‌کند .
انجام این کار منجر به هدایت بار مخرب به خارج از ساختمان شده و تا از بین رفتن کامل تهدید ادامه دارد. گفتنیست که با این کار همه تجهیزاتی که در مسیر قرار دارند در امان مانده و حتی به قیمت خراب شدن سرج ارستر، محصولات بعد از آن آسیبی نمی‌بینند .
مدار SPD ساده
- SPD ها به منظور حفاظت از سیستم‌های الکترونیکی در برابر اضافه ولتاژ بر روی خطوط تغذیه AC تکفاز نصب شده و شامل دو مد حفاظت به نام‌های مد حفاظت مشترک و مد حفاظت دیفرانسیلی هستند.
- در این پروسه وریستور‌های اکسید فلزی M1 تا M6 و محفظه‌های تخلیه گاز G۱ و G۲ در دو مرحله مورد استفاده قرار می‌گیرند که در مرحله اول، M1 وظیفه محدود کردن اضافه ولتاژ در مد دیفرانسیلی و M2-G1 و M3-G2 وظیفه محدود کردن اضافه ولتاژ در حالت مشترک را بر عهده دارد . گفتنیست که در مرحله 2 محدود کردن اضافه ولتاژها بر عهده M4 یا M5 – G2 و M6-G2 می‌باشد .
