సర్జ్ ప్రొటెక్టివ్ డివైస్ (SPD) ఎలా పనిచేస్తుంది

సర్జ్ ప్రొటెక్టివ్ డివైస్ (SPD) ఎలా పనిచేస్తుంది

ఉప్పెన ప్రవాహాలను మళ్లించడం ద్వారా ఎలక్ట్రికల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నెట్‌వర్క్‌లో ఓవర్‌వోల్టేజీలను పరిమితం చేసే ఒక SPD సామర్థ్యం అనేది సర్జ్-ప్రొటెక్టివ్ కాంపోనెంట్స్, SPD యొక్క మెకానికల్ స్ట్రక్చర్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్షన్. ఒక SPD అనేది తాత్కాలిక ఓవర్ వోల్టేజీలను పరిమితం చేయడం మరియు ఉప్పెన కరెంట్ లేదా రెండింటినీ మళ్లించడం. ఇది కనీసం ఒక నాన్ లీనియర్ కాంపోనెంట్‌ని కలిగి ఉంటుంది. సరళమైన పరంగా, SPD లు తాత్కాలిక వోల్టేజ్ సర్జెస్ కారణంగా రక్షించే పరికరాలను చేరుకోవడం వలన పరికరాల నష్టాన్ని మరియు పనికిరాని సమయాన్ని నిరోధించే లక్ష్యంతో తాత్కాలిక ఓవర్ వోల్టేజీలను పరిమితం చేయడానికి ఉద్దేశించబడ్డాయి.

ఉదాహరణకు, ప్రెజర్ రిలీఫ్ వాల్వ్ ద్వారా రక్షించబడిన నీటి మిల్లును పరిగణించండి. నీటి సరఫరాలో అధిక పీడన పల్స్ సంభవించే వరకు ప్రెజర్ రిలీఫ్ వాల్వ్ ఏమీ చేయదు. అది జరిగినప్పుడు, వాల్వ్ తెరిచి, అదనపు ఒత్తిడిని పక్కన పెట్టి, అది నీటి చక్రానికి చేరదు.

ఉపశమన వాల్వ్ లేనట్లయితే, అధిక పీడనం నీటి చక్రాన్ని దెబ్బతీస్తుంది, లేదా బహుశా రంపపు అనుసంధానం. రిలీఫ్ వాల్వ్ స్థానంలో ఉన్నప్పటికీ మరియు సరిగ్గా పనిచేస్తున్నప్పటికీ, పీడన పల్స్ యొక్క కొంత అవశేషాలు ఇప్పటికీ చక్రానికి చేరుతాయి. కానీ నీటి చక్రం దెబ్బతినకుండా లేదా దాని కార్యకలాపాలకు అంతరాయం కలిగించకుండా ఒత్తిడి తగినంతగా తగ్గించబడుతుంది. ఇది SPD ల చర్యను వివరిస్తుంది. అవి సున్నితమైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల ఆపరేషన్‌ని దెబ్బతీసే లేదా అంతరాయం కలిగించని స్థాయిలకు ట్రాన్సియెంట్‌లను తగ్గిస్తాయి.

ఉపయోగించిన సాంకేతికతలు

SPD లలో ఏ సాంకేతికతలు ఉపయోగించబడతాయి?

IEEE Std నుండి. C62.72: SPD ల తయారీలో ఉపయోగించే కొన్ని సాధారణ ఉప్పెన-రక్షణ భాగాలు మెటల్ ఆక్సైడ్ వేరిస్టర్లు (MOV లు), హిమసంపాతం విచ్ఛిన్నం డయోడ్లు (ABD లు-గతంలో సిలికాన్ హిమసంపాత డయోడ్లు లేదా SAD లు అని పిలవబడేవి) మరియు గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్‌లు (GDT లు). AC పవర్ సర్క్యూట్ల రక్షణ కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే సాంకేతికత MOV లు. MOV యొక్క ప్రస్తుత ఉప్పెన రేటింగ్ క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం మరియు దాని కూర్పుకు సంబంధించినది. సాధారణంగా, క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం పెద్దది, పరికరం యొక్క అధిక ఉప్పెన ప్రస్తుత రేటింగ్. MOV లు సాధారణంగా గుండ్రంగా లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార జ్యామితితో ఉంటాయి కానీ 7 mm (0.28 అంగుళాలు) నుండి 80 mm (3.15 అంగుళాలు) వరకు ఉండే ప్రామాణిక కొలతలు ఉన్నాయి. ఈ ఉప్పెన రక్షిత భాగాల ఉప్పెన ప్రస్తుత రేటింగ్‌లు విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటాయి మరియు తయారీదారుపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ నిబంధనలో ముందుగా చర్చించినట్లుగా, MOV లను సమాంతర శ్రేణిలో అనుసంధానించడం ద్వారా, శ్రేణి యొక్క ఉప్పెన కరెంట్ రేటింగ్ పొందడానికి వ్యక్తిగత MOV ల యొక్క ఉప్పెన కరెంట్ రేటింగ్‌లను జోడించడం ద్వారా ఉప్పెన కరెంట్ విలువను లెక్కించవచ్చు. అలా చేయడం ద్వారా, ఎంచుకున్న MOV ల యొక్క ఆపరేటింగ్ లక్షణాల సమన్వయాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

ఏ భాగం, ఏ టోపోలాజీ మరియు నిర్దిష్ట సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క విస్తరణ సర్జ్ కరెంట్‌ను మళ్లించడానికి ఉత్తమ SPD ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది అనే దానిపై అనేక పరికల్పనలు ఉన్నాయి. అన్ని ఎంపికలను ప్రదర్శించడానికి బదులుగా, ఉప్పొంగే కరెంట్ రేటింగ్, నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ లేదా ఉప్పొంగు ప్రస్తుత సామర్థ్యాల పనితీరు పరీక్షా డేటా చుట్టూ తిరుగుతుండటం ఉత్తమం. డిజైన్‌లో ఉపయోగించిన భాగాలు లేదా అమలు చేయబడిన నిర్దిష్ట యాంత్రిక నిర్మాణంతో సంబంధం లేకుండా, ముఖ్యమైనది ఏమిటంటే, SPD కి ఉప్పెన కరెంట్ రేటింగ్ లేదా నామినేషన్ డిస్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ అప్లికేషన్‌కి సరిపోతుంది.

ఈ భాగాల యొక్క మరింత విస్తృతమైన వివరణ క్రిందిది. SPD లలో ఉపయోగించే భాగాలు గణనీయంగా మారుతుంటాయి. ఆ భాగాల నమూనా ఇక్కడ ఉంది:

• మెటల్ ఆక్సైడ్ వారిస్టర్ (MOV)

సాధారణంగా, MOV లు రౌండ్ లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార ఆకారంలో ఉండే జింక్ ఆక్సైడ్ యొక్క తగిన సంకలనాలతో ఉంటాయి. ఉపయోగంలో ఉన్న ఇతర రకాలు గొట్టపు ఆకారాలు మరియు బహుళస్థాయి నిర్మాణాలు. వేరిస్టార్లలో వెండి మిశ్రమం లేదా ఇతర లోహంతో కూడిన లోహ కణ ఎలక్ట్రోడ్లు ఉంటాయి. ఎలక్ట్రోడ్లు స్క్రీనింగ్ మరియు సింటరింగ్ ద్వారా లేదా ఉపయోగించిన లోహాన్ని బట్టి ఇతర ప్రక్రియల ద్వారా శరీరానికి వర్తించబడి ఉండవచ్చు. వేరిస్టార్లలో తరచుగా వైర్ లేదా ట్యాబ్ లీడ్స్ లేదా ఎలక్ట్రోడ్‌కు అమ్మివేయబడిన కొన్ని ఇతర రకాల రద్దు కూడా ఉంటుంది.

MOV ల యొక్క ప్రాథమిక ప్రసరణ విధానం సింటరింగ్ ప్రక్రియలో ఏర్పడిన జింక్ ఆక్సైడ్ ధాన్యాల సరిహద్దు వద్ద సెమీకండక్టర్ జంక్షన్‌ల నుండి వస్తుంది. టెర్మినల్స్ మధ్య సిరీస్-సమాంతర కలయికలో పనిచేసే అనేక ధాన్యాలతో కూడిన బహుళ-జంక్షన్ పరికరంగా వేరిస్టర్ పరిగణించబడుతుంది. సాధారణ వేరిస్టర్ యొక్క స్కీమాటిక్ క్రాస్ సెక్షనల్ వీక్షణ చిత్రం 1 లో చూపబడింది.

వారిస్టార్‌లలో సాపేక్షంగా చిన్న వోల్టేజ్ మార్పును నిర్వహించే గుణం వారిస్టార్‌లకు ఉంది, అయితే వాటి ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం అనేక దశాబ్దాల పరిమాణంలో మారుతుంది. ఈ నాన్ లీనియర్ చర్య వాటిని లైన్ అంతటా షంట్‌లో కనెక్ట్ చేసినప్పుడు ఒక ఉప్పెన కరెంట్‌ని మళ్లించడానికి మరియు లైన్‌లోని వోల్టేజ్‌ని ఆ లైన్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన పరికరాలను రక్షించే విలువలకు పరిమితం చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

• హిమపాతం విచ్ఛిన్నం డయోడ్ (ADB)

ఈ పరికరాలను సిలికాన్ ఆకస్మిక డయోడ్ (SAD) లేదా తాత్కాలిక వోల్టేజ్ సప్రెసర్ (TVS) అని కూడా అంటారు. PN జంక్షన్ బ్రేక్డౌన్ డయోడ్, దాని ప్రాథమిక రూపంలో, ఒక PN జంక్షన్ అనేది ఒక యానోడ్ (P) మరియు కాథోడ్ (N) కలిగి ఉంటుంది. మూర్తి 2 ఎ చూడండి. DC సర్క్యూట్ అప్లికేషన్‌లలో, ప్రొటెక్టర్ రివర్స్ బయాస్డ్‌గా ఉంటుంది, తద్వారా పరికరం యొక్క క్యాథోడ్ (N) వైపు సానుకూల సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది. మూర్తి 2 బి చూడండి.

హిమసంపాతం డయోడ్‌లో మూడు ఆపరేటింగ్ ప్రాంతాలు ఉన్నాయి, 1) ఫార్వర్డ్ బయాస్ (తక్కువ ఇంపెడెన్స్), 2) ఆఫ్ స్టేట్ (హై ఇంపెడెన్స్), మరియు 3) రివర్స్ బయాస్ బ్రేక్‌డౌన్ (సాపేక్షంగా తక్కువ ఇంపెడెన్స్). ఈ ప్రాంతాలను మూర్తి 3. లో చూడవచ్చు P ప్రాంతంలో సానుకూల వోల్టేజ్ ఉన్న ఫార్వర్డ్ బయాస్ మోడ్‌లో, వోల్టేజ్ ఫార్వర్డ్ బయాస్ డయోడ్ వోల్టేజ్, VFS ని మించిన తర్వాత డయోడ్ చాలా తక్కువ ఇంపెడెన్స్ కలిగి ఉంటుంది. VFS సాధారణంగా 1 V కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు దిగువ నిర్వచించబడింది. ఆఫ్ స్టేట్ N ప్రాంతంలో 0 V నుండి పాజిటివ్ VBR కి దిగువకు విస్తరించి ఉంది. ఈ ప్రాంతంలో, తక్కువ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ డయోడ్‌ల కోసం ఉష్ణోగ్రత ఆధారిత లీకేజ్ కరెంట్‌లు మరియు జెనర్ టన్నలింగ్ కరెంట్‌లు మాత్రమే ప్రవహిస్తాయి. రివర్స్ బయాస్ బ్రేక్డౌన్ ప్రాంతం N ప్రాంతంలో సానుకూల VBR తో ప్రారంభమవుతుంది. జంక్షన్‌ను దాటే VBR ఎలక్ట్రాన్‌ల వద్ద జంక్షన్ ప్రాంతంలోని ఎత్తైన ఫీల్డ్ ద్వారా తగినంత వేగవంతం చేయబడుతుంది, ఎలక్ట్రాన్ గుద్దుకోవటం వలన క్యాస్కేడ్ లేదా హిమసంపాతం ఏర్పడుతుంది. ఫలితంగా డయోడ్ యొక్క ప్రతిఘటనలో పదునైన తగ్గుదల ఉంది. ఫార్వర్డ్ బయాస్ మరియు రివర్స్ బయాస్ బ్రేక్డౌన్ ప్రాంతాలు రెండూ రక్షణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు.

ఆకస్మిక డయోడ్ యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలు అంతర్గతంగా అసమానంగా ఉంటాయి. వెనుక నుండి వెనుకకు జంక్షన్లతో కూడిన సమరూప ఆకస్మిక డయోడ్ రక్షణ ఉత్పత్తులు కూడా తయారు చేయబడతాయి.

• గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్ (GDT)

గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్‌లు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను చిన్న గ్యాప్‌తో వేరు చేసి సిరామిక్ లేదా గ్లాస్ సిలిండర్ ద్వారా కలిగి ఉంటాయి. సిలిండర్ ఒక నోబెల్ గ్యాస్ మిశ్రమంతో నిండి ఉంటుంది, ఇది గ్లో డిశ్చార్జ్‌గా మెరుస్తుంది మరియు చివరగా ఎలక్ట్రోడ్‌లకు తగినంత వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు ఆర్క్ కండిషన్‌గా మారుతుంది.

గ్యాప్ అంతటా నెమ్మదిగా పెరుగుతున్న వోల్టేజ్ ప్రధానంగా ఎలక్ట్రోడ్ స్పేసింగ్, గ్యాస్ ప్రెజర్ మరియు గ్యాస్ మిశ్రమం ద్వారా నిర్ణయించబడిన విలువను చేరుకున్నప్పుడు, టర్న్-ఆన్ ప్రక్రియ స్పార్క్-ఓవర్ (బ్రేక్‌డౌన్) వోల్టేజ్ వద్ద ప్రారంభమవుతుంది. స్పార్క్-ఓవర్ సంభవించిన తర్వాత, బాహ్య సర్క్యూట్రీని బట్టి వివిధ ఆపరేటింగ్ స్టేట్‌లు సాధ్యమవుతాయి. ఈ రాష్ట్రాలు మూర్తి 4. లో చూపబడ్డాయి గ్లో-టు-ఆర్క్ ట్రాన్సిషన్ కరెంట్ కంటే తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద, ఒక గ్లో ప్రాంతం ఉంది. గ్లో ప్రాంతంలో తక్కువ ప్రవాహాల వద్ద, వోల్టేజ్ దాదాపు స్థిరంగా ఉంటుంది; అధిక గ్లో ప్రవాహాల వద్ద, కొన్ని రకాల గ్యాస్ ట్యూబ్‌లు అసాధారణమైన గ్లో ప్రాంతంలో ప్రవేశించవచ్చు, దీనిలో వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. ఈ అసాధారణ మెరుపు ప్రాంతానికి మించి గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్ ఇంపెడెన్స్ తక్కువ-వోల్టేజ్ ఆర్క్ స్థితికి పరివర్తన ప్రాంతంలో తగ్గుతుంది. ఆర్క్-టు-గ్లో ట్రాన్సిషన్ కరెంట్ గ్లో-టు-ఆర్క్ ట్రాన్సిషన్ కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు. GDT ఎలక్ట్రికల్ లక్షణం, బాహ్య సర్క్యూట్‌తో కలిపి, ఒక ఉప్పెన గడిచిన తర్వాత GDT ఆరిపోయే సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయిస్తుంది మరియు ఉప్పెన సమయంలో అరెస్టర్‌లో వెదజల్లే శక్తిని కూడా నిర్ణయిస్తుంది.

అనువర్తిత వోల్టేజ్ (ఉదా ట్రాన్సియెంట్) వేగంగా పెరిగితే, అయనీకరణం/ఆర్క్ ఏర్పడే ప్రక్రియ కోసం తీసుకున్న సమయం అస్థిరమైన వోల్టేజ్ మునుపటి పేరాగ్రాఫ్‌లో బ్రేక్‌డౌన్ కోసం అవసరమైన విలువను మించిపోయేలా చేస్తుంది. ఈ వోల్టేజ్ ప్రేరణ బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌గా నిర్వచించబడింది మరియు సాధారణంగా అప్లైడ్ వోల్టేజ్ (ట్రాన్సియెంట్) యొక్క రేటు-పెరుగుదల యొక్క సానుకూల ఫంక్షన్.

సింగిల్ చాంబర్ త్రీ-ఎలక్ట్రోడ్ GDT కి సెంటర్ రింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ ద్వారా వేరు చేయబడిన రెండు కావిటీస్ ఉన్నాయి. సెంటర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లోని రంధ్రం ఒక వాహక కుహరం నుండి గ్యాస్ ప్లాస్మాను ఇతర కుహరంలో వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఇతర కుహరంలో ప్రసరణను ప్రారంభించడానికి అనుమతిస్తుంది.

వారి మారే చర్య మరియు కఠినమైన నిర్మాణం కారణంగా, GDT లు కరెంట్ మోసే సామర్ధ్యంలో ఇతర SPD భాగాలను మించిపోతాయి. అనేక టెలికమ్యూనికేషన్స్ GDT లు 10 kA (8/20 waves వేవ్‌ఫార్మ్) వరకు అధికమైన ప్రవాహాలను సులభంగా తీసుకువెళతాయి. ఇంకా, GDT రూపకల్పన మరియు పరిమాణాన్ని బట్టి,> 100 kA యొక్క ఉప్పెన ప్రవాహాలను సాధించవచ్చు.

గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్‌ల నిర్మాణం అవి చాలా తక్కువ కెపాసిటెన్స్ కలిగి ఉంటాయి - సాధారణంగా 2 pF కంటే తక్కువ. ఇది అనేక హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సర్క్యూట్ అప్లికేషన్‌లలో వాటి వినియోగాన్ని అనుమతిస్తుంది.

GDT లు పనిచేసేటప్పుడు, అవి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు, ఇది సున్నితమైన ఎలక్ట్రానిక్‌లను ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల ఎలక్ట్రానిక్స్ నుండి కొంత దూరంలో GDT సర్క్యూట్లను ఉంచడం మంచిది. దూరం ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క సున్నితత్వంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ఎంత బాగా రక్షించబడిందనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రభావాన్ని నివారించడానికి మరొక పద్ధతి GDT ని ఒక కవచంలో ఉంచడం.

GDT కోసం నిర్వచనాలు

గ్యాప్ లేదా రెండు లేదా మూడు మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్‌లతో అనేక ఖాళీలు హెర్మెటిక్‌గా మూసివేయబడతాయి, తద్వారా గ్యాస్ మిశ్రమం మరియు పీడనం నియంత్రణలో ఉంటాయి, ఇది ఉపకరణం లేదా సిబ్బందిని లేదా రెండింటినీ అధిక తాత్కాలిక వోల్టేజీల నుండి రక్షించడానికి రూపొందించబడింది.

Or

పరివేష్టిత డిచ్ఛార్జ్ మాధ్యమంలో ఖాళీ లేదా అంతరాలు, వాతావరణ పీడనం వద్ద గాలి కాకుండా, ఉపకరణం లేదా సిబ్బందిని లేదా రెండింటినీ అధిక తాత్కాలిక వోల్టేజీల నుండి రక్షించడానికి రూపొందించబడింది.

• LCR ఫిల్టర్లు

ఈ భాగాలు వాటి మధ్య మారుతూ ఉంటాయి:

• శక్తి సామర్ధ్యం
• లభ్యత
• విశ్వసనీయత
• ఖరీదు
• ప్రభావం

IEEE Std C62.72 నుండి: ఉప్పెన ప్రవాహాలను మళ్లించడం ద్వారా ఎలక్ట్రికల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నెట్‌వర్క్‌లో ఓవర్‌వోల్టేజీలను పరిమితం చేసే SPD సామర్థ్యం అనేది సర్జ్-ప్రొటెక్టివ్ కాంపోనెంట్స్, SPD యొక్క మెకానికల్ స్ట్రక్చర్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్షన్. SPD ల తయారీలో ఉపయోగించే కొన్ని సాధారణ ఉప్పెన-రక్షణ భాగాలు MOV లు, SASD లు మరియు గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ ట్యూబ్‌లు, MOV లు అత్యధిక వినియోగాన్ని కలిగి ఉంటాయి. MOV యొక్క ప్రస్తుత ఉప్పెన రేటింగ్ క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం మరియు దాని కూర్పుకు సంబంధించినది. సాధారణంగా, క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతం పెద్దది, పరికరం యొక్క ఉప్పెన కరెంట్ రేటింగ్ ఎక్కువ. MOV లు సాధారణంగా గుండ్రంగా లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార జ్యామితితో ఉంటాయి కానీ 7 mm (0.28 in) నుండి 80 mm (3.15 in) వరకు ఉండే ప్రామాణిక కొలతలు పుష్కలంగా వస్తాయి. ఈ ఉప్పెన రక్షిత భాగాల ఉప్పెన ప్రస్తుత రేటింగ్‌లు విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటాయి మరియు తయారీదారుపై ఆధారపడి ఉంటాయి. MOV లను సమాంతర శ్రేణిలో అనుసంధానించడం ద్వారా, శ్రేణి యొక్క ఉప్పెన ప్రస్తుత రేటింగ్ పొందడానికి వ్యక్తిగత MOV ల యొక్క ప్రస్తుత రేటింగ్‌లను జోడించడం ద్వారా సైద్ధాంతిక ఉప్పెన ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను లెక్కించవచ్చు.

ఏ భాగం, ఏ టోపోలాజీ మరియు నిర్దిష్ట సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క విస్తరణ సర్జ్ కరెంట్‌ను మళ్లించడానికి ఉత్తమ SPD ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది అనే దానిపై అనేక పరికల్పనలు ఉన్నాయి. ఈ వాదనలన్నింటినీ ప్రదర్శించడానికి మరియు రీడర్ ఈ విషయాలను అర్థంచేసుకోవడానికి బదులుగా, ప్రస్తుత పరీక్ష రేటింగ్, నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ లేదా ఉప్పొంగు ప్రస్తుత సామర్థ్యాల పనితీరు పనితీరు పరీక్ష డేటా చుట్టూ తిరుగుతూ ఉండటం ఉత్తమం. డిజైన్‌లో ఉపయోగించిన భాగాలు లేదా అమలు చేయబడిన నిర్దిష్ట యాంత్రిక నిర్మాణంతో సంబంధం లేకుండా, ముఖ్యమైనది ఏమిటంటే, ఎస్‌పిడికి ఉప్పెన కరెంట్ రేటింగ్ లేదా నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ అప్లికేషన్‌కు సరిపోతుంది మరియు బహుశా ముఖ్యంగా, ఎస్‌పిడి తాత్కాలికంగా పరిమితం చేస్తుంది. ఊహించదగిన ఉప్పెన వాతావరణాన్ని బట్టి రక్షించబడుతున్న పరికరాల నష్టాన్ని నిరోధించే స్థాయిలకు ఓవర్ వోల్టేజీలు.

ప్రాథమిక ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లు

చాలా SPD లు మూడు ప్రాథమిక ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లను కలిగి ఉన్నాయి:

• అందించనివారు
• మళ్లించడం

ప్రతి మోడ్‌లో, SPD ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది. అయితే అర్థం చేసుకోలేని విషయం ఏమిటంటే, ప్రతి మోడ్‌లో వేరే రకం కరెంట్ ఉండవచ్చు.

వేచి ఉన్న మోడ్

సాధారణ విద్యుత్ పరిస్థితులలో విద్యుత్ పంపిణీ వ్యవస్థలో "క్లీన్ పవర్" సరఫరా చేయబడినప్పుడు, SPD కనీస పనితీరును నిర్వహిస్తుంది. ఎదురుచూస్తున్న మోడ్‌లో, SPD అధిక వోల్టేజ్ సంభవించే వరకు వేచి ఉంది మరియు తక్కువ లేదా ఏసీ శక్తిని వినియోగించదు; ప్రధానంగా పర్యవేక్షణ సర్క్యూట్ల ద్వారా ఉపయోగించబడుతుంది.

డైవర్టింగ్ మోడ్

తాత్కాలిక ఓవర్ వోల్టేజ్ ఈవెంట్‌ని గుర్తించిన తర్వాత, SPD డైవర్టింగ్ మోడ్‌లోకి మారుతుంది. ఒక SPD యొక్క ఉద్దేశ్యం హానికరమైన ప్రేరణ ప్రవాహాన్ని క్లిష్టమైన లోడ్‌ల నుండి మళ్లించడం, అదే సమయంలో దాని ఫలిత వోల్టేజ్ పరిమాణాన్ని తక్కువ, ప్రమాదకరం కాని స్థాయికి తగ్గించడం.

ANSI/IEEE C62.41.1-2002 ద్వారా నిర్వచించబడినట్లుగా, ఒక సాధారణ కరెంట్ ట్రాన్సియెంట్ ఒక చక్రం (మైక్రోసెకన్లు) లో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది, ఇది 60Hz, సైనూసోయిడల్ సిగ్నల్ యొక్క నిరంతర ప్రవాహంతో పోల్చినప్పుడు ఒక భాగం.

ఉప్పెన కరెంట్ పరిమాణం దాని మూలం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మెరుపు దాడులు, అరుదైన సందర్భాలలో అనేక వందల ఆంప్స్ కంటే ఎక్కువ ప్రస్తుత పరిమాణాలను కలిగి ఉంటాయి. అయితే, ఒక సదుపాయం లోపల, అంతర్గతంగా సృష్టించబడిన క్షణిక సంఘటనలు తక్కువ కరెంట్ మాగ్నిట్యూడ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి (కొన్ని వేల లేదా వంద ఆంపియర్‌ల కంటే తక్కువ).

చాలా SPD లు పెద్ద ఉప్పెన ప్రవాహాలను నిర్వహించడానికి రూపొందించబడినందున, ఒక పనితీరు బెంచ్‌మార్క్ అనేది ఉత్పత్తి పరీక్షించిన నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ (ఇన్). తరచుగా తప్పు కరెంట్‌తో గందరగోళం చెందుతుంది, కానీ సంబంధం లేదు, ఈ పెద్ద కరెంట్ మాగ్నిట్యూడ్ అనేది ఉత్పత్తి పరీక్షించిన పదేపదే తట్టుకునే సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది.

IEEE Std నుండి. C62.72: నామినల్ డిస్చార్జ్ కరెంట్ రేటింగ్ SPD యొక్క నష్టం, అధోకరణం లేదా కొలిచిన పరిమితి వోల్టేజ్ పనితీరులో మార్పు లేకుండా ఎంచుకున్న విలువ యొక్క పునరావృత కరెంట్ సర్జ్‌లకు (15 మొత్తం ఉప్పెనలు) లోబడి ఉండే SPD సామర్థ్యాన్ని వ్యాయామం చేస్తుంది. నామినల్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ టెస్ట్‌లో మొత్తం SPD అన్ని సర్జ్ ప్రొటెక్టివ్ కాంపోనెంట్‌లు మరియు అంతర్గత లేదా బాహ్య SPD డిస్‌కనెక్టర్‌లతో సహా ఉంటుంది. పరీక్ష సమయంలో, ఏ భాగం లేదా డిస్కనెక్టర్ విఫలం కావడానికి, సర్క్యూట్ తెరవడానికి, దెబ్బతినడానికి లేదా అధోకరణం చెందడానికి అనుమతించబడదు. నిర్దిష్ట రేటింగ్ సాధించడానికి, SPD యొక్క కొలిచిన పరిమితి వోల్టేజ్ పనితీరు స్థాయిని ప్రీ-టెస్ట్ మరియు పోస్ట్-టెస్ట్ పోలిక మధ్య నిర్వహించాలి. ఈ పరీక్షల ఉద్దేశ్యం SPD యొక్క సామర్ధ్యం మరియు పనితీరును ప్రదర్శించడం, కొన్ని సందర్భాల్లో తీవ్రమైనవి అయితే సర్వీస్ సదుపాయాల వద్ద, ఒక సౌకర్యం లోపల లేదా ఇన్‌స్టాలేషన్ ప్రదేశంలో ఊహించవచ్చు.

ఉదాహరణకు, ప్రతి మోడ్‌కు 10,000 లేదా 20,000 ఆంప్స్ నామమాత్రపు డిశ్చార్జ్ సామర్థ్యం ఉన్న SPD అంటే, ప్రతి రక్షణ రీతుల్లోనూ ఉత్పత్తి కనీసం 10,000 లేదా 20,000 amp ల అస్థిరమైన కరెంట్ మాగ్నిట్యూడ్‌ని కనీసం 15 సార్లు సురక్షితంగా తట్టుకోగలదు.

జీవిత దృశ్యాలు ముగింపు

IEEE Std C62.72 నుండి: SPD ల యొక్క దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయతకు పెను ముప్పు పెరగకపోవచ్చు, కానీ PDS లో సంభవించే పునరావృత క్షణిక లేదా తాత్కాలిక ఓవర్‌వోల్టేజీలు (TOV లు లేదా "ఉబ్బులు"). ఒక MCOV తో SPD లు-నామమాత్రపు సిస్టమ్ వోల్టేజ్‌కి దగ్గరగా ఉండేవి అటువంటి ఓవర్‌వోల్టేజ్‌లకు ఎక్కువ అవకాశం ఉంది, ఇది అకాల SPD ఏజింగ్ లేదా అకాల జీవితానికి దారితీస్తుంది. SPD యొక్క MCOV ప్రతి నిర్దిష్ట మోడ్ రక్షణ కోసం నామమాత్ర సిస్టమ్ వోల్టేజ్‌లో కనీసం 115% ఉందో లేదో తెలుసుకోవడానికి తరచుగా ఉపయోగించే నియమం. ఇది PDS యొక్క సాధారణ వోల్టేజ్ వైవిధ్యాల ద్వారా SPD ని ప్రభావితం చేయకుండా అనుమతిస్తుంది.

ఏదేమైనా, స్థిరమైన ఓవర్‌వోల్టేజ్ ఈవెంట్‌లను పక్కన పెడితే, SPD లు వయస్సు పెరగవచ్చు లేదా దిగజారిపోవచ్చు లేదా కాలక్రమేణా వారి సర్వీసు ముగింపు స్థితికి చేరుకోవచ్చు, ఎందుకంటే సర్ప్ కరెంట్ కోసం SPD ల రేటింగ్‌లు, ఉప్పెన సంఘటనల సంభవించే రేటు, ఉప్పెన వ్యవధి , లేదా ఈ సంఘటనల కలయిక. కొంత వ్యవధిలో గణనీయమైన వ్యాప్తి యొక్క పునరావృత ఉప్పెన సంఘటనలు SPD భాగాలను వేడెక్కుతాయి మరియు ఉప్పొంగే రక్షణ భాగాలు వయస్సుకి కారణమవుతాయి. ఇంకా, పునరావృతమయ్యే ఉప్పెనలు SPD డిస్కనెక్టర్‌లకు కారణమవుతాయి, ఇవి ఉప్పెన రక్షణ భాగాలను వేడి చేయడం వలన థర్మల్లీ యాక్టివేట్ చేయబడతాయి. SPD యొక్క లక్షణాలు దాని సేవ ముగింపు స్థితికి చేరుకున్నప్పుడు మారవచ్చు-ఉదాహరణకు, కొలిచిన పరిమితి వోల్టేజీలు పెరుగుతాయి లేదా తగ్గుతాయి.

ఉప్పెనల కారణంగా క్షీణతను నివారించే ప్రయత్నంలో, చాలా మంది SPD తయారీదారులు SPD లను భౌతికంగా పెద్ద భాగాలను ఉపయోగించడం ద్వారా లేదా బహుళ భాగాలను సమాంతరంగా అనుసంధానించడం ద్వారా అధిక ఉప్పెన ప్రస్తుత సామర్థ్యాలతో SPD లను రూపొందిస్తారు. చాలా అరుదైన మరియు అసాధారణమైన సందర్భాల్లో తప్ప అసెంబ్లీగా SPD రేటింగ్‌లు మించిపోయే అవకాశాలను నివారించడానికి ఇది జరుగుతుంది. ఈ పద్ధతి యొక్క విజయానికి సుదీర్ఘ సేవా జీవితం మరియు ఇప్పటికే ఉన్న SPD ల చరిత్ర ఈ పద్ధతిలో రూపొందించబడింది.

SPD సమన్వయానికి సంబంధించి, ప్రస్తుత రేటింగ్‌లకు సంబంధించి, అకాల వృద్ధాప్యాన్ని నివారించడంలో సహాయపడటానికి PDS ఎక్కువగా ఉప్పొంగే సర్వీస్ పరికరాల వద్ద అధిక ఉప్పొంగే ప్రస్తుత రేటింగ్‌లతో SPD కలిగి ఉండటం తార్కికం; ఇంతలో, SPD లు సర్వీసు పరికరాల నుండి మరింత దిగువ రేఖల బాహ్య వనరులకు గురికాకుండా తక్కువ రేటింగ్‌లను కలిగి ఉండవచ్చు. మంచి ఉప్పెన రక్షణ వ్యవస్థ రూపకల్పన మరియు సమన్వయంతో, అకాల SPD వృద్ధాప్యాన్ని నివారించవచ్చు.

SPD వైఫల్యానికి ఇతర కారణాలు:

• సంస్థాపనా లోపాలు
• ఉత్పత్తి దాని వోల్టేజ్ రేటింగ్ కోసం తప్పుగా అన్వయించడం
• స్థిరమైన ఓవర్-వోల్టేజ్ సంఘటనలు

అణచివేత భాగం విఫలమైనప్పుడు, అది చాలా తరచుగా చిన్నదిగా చేస్తుంది, దీని వలన విఫలమైన భాగం ద్వారా కరెంట్ ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. ఈ విఫలమైన భాగం ద్వారా ప్రవహించడానికి అందుబాటులో ఉన్న కరెంట్ మొత్తం అందుబాటులో ఉన్న ఫాల్ట్ కరెంట్ యొక్క ఫంక్షన్ మరియు పవర్ సిస్టమ్ ద్వారా నడపబడుతుంది. ఫాల్ట్ కరెంట్‌ల గురించి మరింత సమాచారం కోసం SPD భద్రతకు సంబంధించిన సమాచారానికి వెళ్లండి.