सर्ज अरेस्टर के लिए जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर

जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर सममित गैर-रैखिक वर्तमान-वोल्टेज (सीवीसी) विशेषताओं वाले अर्धचालक उत्पाद हैं। इस तरह के varistor सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। सर्ज रक्षक (एसपीएन) में, विशेष रूप से बिजली के उपकरणों की बिजली और स्विचिंग सर्ज से सुरक्षा के लिए। इस उपकरण के मापदंडों और विशेषताओं के बारे में - नीचे प्रकाशित लेख में।

जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर (OZV) एक गैर-रेखीय वृद्धि बन्दी (एसपीडी) के डिजाइन का मुख्य कार्य तत्व है, इसलिए, विभिन्न प्रभावशाली कारकों के तहत वैरिस्टर की विद्युत विशेषताओं पर बढ़ी हुई स्थिरता आवश्यकताओं को लगाया जाता है।

इसलिए निरंतर ऑपरेटिंग वोल्टेज के संपर्क में आने पर वैरिस्टर को उम्र बढ़ने के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए, कुछ मौजूदा दालों के पारित होने के दौरान जारी ऊर्जा को नष्ट करने में सक्षम होना चाहिए, और ओवरवॉल्टेज की स्थिति में वोल्टेज को एक सुरक्षित मूल्य तक सीमित करना चाहिए।

ऑल-रशियन इलेक्ट्रोटेक्निकल इंस्टीट्यूट के प्रोटेक्शन डिवाइसेस डिपार्टमेंट में जिंक ऑक्साइड पर आधारित लिमिटर्स के लिए वैरिस्टर के विकास में अनुसंधान और विकास 1980 के दशक की शुरुआत में शुरू हुआ था।

मुख्य पैरामीटर

सर्ज लिमिटर नॉन-लीनियर - बिजली के उपकरणों के इन्सुलेशन को बिजली और स्विचिंग सर्जेस से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक विद्युत उपकरण।

इन उपकरणों का लाभ यह है कि इनमें कोई चिंगारी नहीं होती है। इस तरह के उपकरण किसी भी वोल्टेज वर्ग के विद्युत प्रतिष्ठानों में बिजली और स्विचिंग सर्ज दोनों को सीमित कर सकते हैं और बहुत विश्वसनीय हैं।

सर्ज अरेस्टर सीरीज से जुड़े सिंगल वैरिस्टर का एक कॉलम है, और इसके मुख्य पैरामीटर एक साथ अत्यधिक नॉनलाइनियर वैरिस्टर के पैरामीटर हैं।

जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर, जो सर्ज अरेस्टर्स के मुख्य तत्व हैं, की करंट-वोल्टेज विशेषता की स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं। इस तथ्य के कारण कि वैरिस्टर लगातार वोल्टेज के अधीन होते हैं, उनके पास थर्मल स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताएं भी होती हैं।

सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है अवशिष्ट तनाव, जिसे सीमक (वैरिस्टर) के अधिकतम वोल्टेज मान के रूप में परिभाषित किया जाता है, जब किसी दिए गए आयाम और आकार की धारा दालों से होकर गुजरती है।

स्पष्टता के लिए, यह सापेक्ष मूल्यों के साथ काम करने के लिए प्रथागत है, अर्थात किसी दिए गए वर्तमान पल्स पर अवशिष्ट वोल्टेज के सापेक्ष अवशिष्ट वोल्टेज पर विचार करना (उदाहरण के लिए, 500 ए, 8/20 μs की वर्तमान पल्स पर)।

एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर जो एक बन्दी की क्षति के बिना उछाल की स्विचिंग ऊर्जा को अवशोषित करने की क्षमता को दर्शाता है THROUGHPUTबार-बार (आमतौर पर 18-20 बार) वैरिस्टर की क्षमता एक निश्चित आयाम और अवधि (आमतौर पर 2000 μs) के वर्तमान दालों को बिना तोड़े और उनकी विशेषताओं को बदले बिना सहन करती है।

थ्रूपुट 2000 μs अवधि (थ्रूपुट करंट) के एक आयताकार वर्तमान पल्स के निर्माता द्वारा निर्दिष्ट अधिकतम मूल्य है। बन्दी को प्रदर्शन के नुकसान के बिना उनके आवेदन के स्वीकृत अनुक्रम के साथ 18 ऐसे प्रभावों का सामना करना होगा। सर्ज अरेस्टर्स को उनकी क्षमता के अनुसार वर्गों में बांटा गया है। विशिष्ट नाड़ी ऊर्जा प्रत्येक वर्ग से मेल खाती है।

अंत में, आधुनिक जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर की एक महत्वपूर्ण विशेषता है वैकल्पिक वोल्टेज के लंबे समय तक संपर्क में स्थिरता.

त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षणों के दौरान, वैरिस्टर्स को ऊंचे तापमान पर वैकल्पिक वोल्टेज के एक्सपोजर टाइम (टी) पर वैरिस्टर्स (पी) में बिजली के नुकसान की घटती निर्भरता होनी चाहिए। इस तरह के "नॉन-एजिंग" वेरिस्टर्स "एजिंग" वैरिस्टर्स का उपयोग करने वाले लिमिटर्स की तुलना में समान परिस्थितियों में लंबे समय तक सेवा जीवन की अनुमति देते हैं।

वेरिएस्टर का निर्माण

Varistors सामग्री के अर्धचालक गुणों के कारण एक गैर-रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती है जिससे वे बनाये जाते हैं। ये गुण वैरिस्टर के माइक्रोस्ट्रक्चर और इसकी सामग्री की रासायनिक संरचना की विशेषताओं से निर्धारित होते हैं।

वेरिस्टर की सामग्री बनाने वाले तत्वों के अनुपात में एक छोटा सा परिवर्तन, या नई अशुद्धियों की एक छोटी मात्रा के अतिरिक्त, इसकी वर्तमान-वोल्टेज विशेषता और अन्य विद्युत मापदंडों में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन हो सकता है।

वैरिस्टर निर्माण प्रक्रिया में परिवर्तन से वैरिस्टर की सूक्ष्म संरचना और विद्युत विशेषताएँ भी प्रभावित होती हैं। उच्च-गुणवत्ता वाले वेरिएंट प्राप्त करने के लिए, उनके उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया के सभी संकेतकों की स्थिरता अत्यंत महत्वपूर्ण है।

जिंक ऑक्साइड वैरिस्टर का निर्माण सिरेमिक तकनीक का उपयोग करके किया जाता है। हालांकि, इस तथ्य के कारण कई विशेषताएं हैं कि सेमीकंडक्टर सिरेमिक में विद्युत गुणों को माइक्रोस्ट्रक्चर (क्रिस्टलीय) के मुख्य घटक द्वारा निर्धारित नहीं किया जाता है, बल्कि इंटरक्रिस्टलाइन सीमाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसलिए, सिरेमिक तकनीक का उपयोग करके गैर-रैखिक अर्धचालक के उत्पादन में, दो मुख्य कार्य निर्धारित किए जाते हैं।

सबसे पहले, न्यूनतम सरंध्रता के साथ पके हुए सामग्री की घनी संरचना सुनिश्चित करना आवश्यक है। दूसरा, एक इंटरग्रेनुलर बैरियर लेयर बनाना आवश्यक है।

एक बाधा परत दो आसन्न क्रिस्टलीयों के बीच एक संपर्क है, जिनकी सतहों में डोपिंग और सोखना द्वारा निर्मित स्थानीयकृत इलेक्ट्रॉनिक राज्य होते हैं। इसलिए, varistor प्रौद्योगिकी को शुद्धता, स्रोत सामग्री के फैलाव और पाउडर मिश्रण व्यवस्था के लिए कई विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। कम से कम 99.0 - 99.8% की मूल पदार्थ सामग्री वाले पाउडर को शुरुआती सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

चार्ज (शुरुआती सामग्रियों का मिश्रण) में मुख्य रूप से विभिन्न धातु आक्साइड के साथ जिंक ऑक्साइड होता है। फैलाने वाली मिलों और गोलाकार ड्रमों में आसुत जल के साथ आवेशित सामग्रियों का समरूपीकरण और मिश्रण किया जाता है।

दी गई स्लिप सांद्रता पर, इसकी श्यानता को श्यानतामापी द्वारा नियंत्रित किया जाता है।इष्टतम ऑपरेटिंग मोड पर, स्प्रे ड्रायर में स्लरी सुखाने और दानेदार बनाना किया जाता है, जिसमें से 50 - 150 माइक्रोन की सीमा में प्रेस पाउडर के ग्रेन्युल प्राप्त होते हैं। इस स्तर पर, दाने के आकार, नमी की मात्रा और पाउडर के प्रवाह को नियंत्रित किया जाता है। हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करके वैरिस्टर को दबाया जाता है।

प्रेस को घनत्व, आयाम और समतल समानता के लिए कुछ आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। बाइंडर को हटाने के लिए दबाए गए टुकड़े प्रारंभिक फायरिंग से गुजरते हैं और अंतिम फायरिंग के दौरान संभावित अवरोध और एक मध्यवर्ती चरण बनते हैं।

फायरिंग चेंबर भट्टियों में की जाती है। अंतिम फायरिंग के बाद, भागों को पीस दिया जाता है, अंतिम सतह पर धातुकरण लागू किया जाता है, और साइड सतह पर एक विशेष कोटिंग लागू की जाती है।