સર્જ ધરપકડ કરનારાઓ માટે ઝીંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર

ઝિંક ઑકસાઈડ વેરિસ્ટર એ સપ્રમાણ બિન-રેખીય વર્તમાન-વોલ્ટેજ (CVC) લાક્ષણિકતાઓ સાથે સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનો છે. આવા વેરિસ્ટર્સનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. ઇન સર્જ પ્રોટેક્ટર (SPN), ખાસ કરીને વીજળી અને સ્વિચિંગ સર્જેસથી વિદ્યુત ઉપકરણોના રક્ષણ માટે. આ સાધનોના પરિમાણો અને લાક્ષણિકતાઓ વિશે — નીચે પ્રકાશિત લેખમાં.

ઝિંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર (OZV) નોન-લીનિયર સર્જ એરેસ્ટર (SPD) ની રચનાનું મુખ્ય કાર્યકારી તત્વ છે, તેથી, વિવિધ પ્રભાવિત પરિબળો હેઠળ વેરિસ્ટરની વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ પર વધેલી સ્થિરતા આવશ્યકતાઓ લાદવામાં આવે છે.

તેથી જ્યારે સતત ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજના સંપર્કમાં આવે ત્યારે વેરિસ્ટર્સ વૃદ્ધત્વ માટે પ્રતિરોધક હોવા જોઈએ, ચોક્કસ વર્તમાન કઠોળના પસાર થવા દરમિયાન પ્રકાશિત ઊર્જાને દૂર કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ અને ઓવરવોલ્ટેજની સ્થિતિમાં વોલ્ટેજને સલામત મૂલ્ય સુધી મર્યાદિત કરે છે.

ઓલ-રશિયન ઇલેક્ટ્રોટેક્નિકલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના પ્રોટેક્શન ડિવાઇસીસ ડિપાર્ટમેન્ટમાં 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં જસત ઓક્સાઇડ પર આધારિત લિમિટર્સ માટે વેરિસ્ટર્સના વિકાસમાં સંશોધન અને વિકાસ શરૂ થયો.

મુખ્ય પરિમાણો

સર્જ લિમિટર બિન-રેખીય - વીજળી અને સ્વિચિંગ ઉછાળોથી વિદ્યુત ઉપકરણોના ઇન્સ્યુલેશનને સુરક્ષિત કરવા માટે રચાયેલ વિદ્યુત ઉપકરણ.

આ ઉપકરણોનો ફાયદો એ છે કે તેમાં કોઈ સ્પાર્ક નથી. આવા ઉપકરણો કોઈપણ વોલ્ટેજ વર્ગના વિદ્યુત સ્થાપનોમાં વીજળી અને સ્વિચિંગ ઉછાળો બંનેને મર્યાદિત કરી શકે છે અને તે ખૂબ જ વિશ્વસનીય છે.

સર્જ એરેસ્ટર એ શ્રેણી-જોડાયેલ સિંગલ વેરિસ્ટરનો સ્તંભ છે, અને તેના મુખ્ય પરિમાણો એક સાથે અત્યંત બિનરેખીય વેરિસ્ટર્સના પરિમાણો છે.

ઝિંક ઑકસાઈડ વેરિસ્ટર, જે સર્જન અરેસ્ટર્સનું મુખ્ય તત્વ છે, વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતાની સ્થિરતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ ધરાવે છે. હકીકત એ છે કે varistors સતત વોલ્ટેજ હેઠળ છે, તેઓ પણ થર્મલ સ્થિરતા માટે ઉચ્ચ જરૂરિયાતો ધરાવે છે.

સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો પૈકી એક છે અવશેષ તણાવ, જે આપેલ કંપનવિસ્તાર અને આકારના વર્તમાન કઠોળ તેમાંથી પસાર થાય ત્યારે લિમિટર (વેરિસ્ટર) ના મહત્તમ વોલ્ટેજ મૂલ્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

સ્પષ્ટતા માટે, સંબંધિત મૂલ્યો સાથે કામ કરવાનો રિવાજ છે, એટલે કે આપેલ વર્તમાન પલ્સ (ઉદાહરણ તરીકે, 500 A, 8/20 μs ના વર્તમાન પલ્સ પર) શેષ વોલ્ટેજને સંબંધિત શેષ વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લેવું.

અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ જે નુકસાન વિના સર્જેસની સ્વિચિંગ ઊર્જાને શોષી લેવાની એરેસ્ટરની ક્ષમતાને દર્શાવે છે તે છે થ્રુપુટતેમની લાક્ષણિકતાઓને તોડ્યા અને બદલ્યા વિના ચોક્કસ કંપનવિસ્તાર અને અવધિ (સામાન્ય રીતે 2000 μs) ના વર્તમાન કઠોળનો વારંવાર (સામાન્ય રીતે 18-20 વખત) સામનો કરવાની વેરિસ્ટર્સની ક્ષમતા.

થ્રુપુટ એ 2000 μs અવધિ (થ્રુપુટ વર્તમાન) ની લંબચોરસ વર્તમાન પલ્સનું નિર્દિષ્ટ મહત્તમ મૂલ્ય છે. ધરપકડ કરનારે પ્રભાવ ગુમાવ્યા વિના તેમની અરજીના સ્વીકૃત ક્રમ સાથે આવા 18 પ્રભાવોનો સામનો કરવો આવશ્યક છે. સર્જ ધરપકડ કરનારાઓને તેમની ક્ષમતા અનુસાર વર્ગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ચોક્કસ પલ્સ ઊર્જા દરેક વર્ગને અનુરૂપ છે.

છેલ્લે, આધુનિક ઝીંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર્સનું એક મહત્વપૂર્ણ લક્ષણ છે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજના લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં સ્થિરતા.

એક્સિલરેટેડ એજિંગ ટેસ્ટ દરમિયાન, વેરિસ્ટર્સમાં એલિવેટેડ તાપમાને વૈકલ્પિક વોલ્ટેજના એક્સપોઝર ટાઈમ (ટી) પર વેરિસ્ટર્સ (P) માં પાવર લોસની ઘટતી અવલંબન હોવી જોઈએ. આવા "નૉન-એજિંગ" વેરિસ્ટર્સ "વૃદ્ધત્વ" વેરિસ્ટરનો ઉપયોગ કરતા મર્યાદાઓની તુલનામાં સમાન પરિસ્થિતિઓમાં લાંબા સમય સુધી સેવા જીવનને મંજૂરી આપે છે.

વેરિસ્ટર્સનું ઉત્પાદન

વેરિસ્ટર્સ જે સામગ્રીમાંથી તેઓ બનેલા છે તેના અર્ધસંવાહક ગુણધર્મોને કારણે બિન-રેખીય વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. આ ગુણધર્મો વેરિસ્ટરના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરની લાક્ષણિકતાઓ અને તેની સામગ્રીની રાસાયણિક રચના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

વેરિસ્ટરની સામગ્રી બનાવતા તત્વોના ગુણોત્તરમાં થોડો ફેરફાર અથવા નવી અશુદ્ધિઓની થોડી માત્રા ઉમેરવાથી પણ તેની વર્તમાન-વોલ્ટેજ લાક્ષણિકતા અને અન્ય વિદ્યુત પરિમાણોમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થઈ શકે છે.

વેરિસ્ટરની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને ઇલેક્ટ્રિકલ લાક્ષણિકતાઓ પણ વેરિસ્ટર ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં થતા ફેરફારોથી પ્રભાવિત થાય છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા વેરિસ્ટર્સ મેળવવા માટે, તેમના ઉત્પાદનની તકનીકી પ્રક્રિયાના તમામ સૂચકાંકોની સ્થિરતા અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

સિરામિક ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઝિંક ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટરનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે. જો કે, અસંખ્ય લાક્ષણિકતાઓ એ હકીકતને કારણે છે કે સેમિકન્ડક્ટર સિરામિક્સમાં વિદ્યુત ગુણધર્મો માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરના મુખ્ય ઘટક (સ્ફટિકો) દ્વારા નહીં, પરંતુ આંતર-સ્ફટિકીય સીમાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેથી, સિરામિક તકનીકનો ઉપયોગ કરીને બિનરેખીય સેમિકન્ડક્ટર્સના ઉત્પાદનમાં, બે મુખ્ય કાર્યો સેટ કરવામાં આવ્યા છે.

પ્રથમ, ન્યૂનતમ છિદ્રાળુતા સાથે બેકડ સામગ્રીની ગાઢ રચનાની ખાતરી કરવી જરૂરી છે. બીજું, ઇન્ટરગ્રેન્યુલર અવરોધ સ્તર બનાવવું જરૂરી છે.

અવરોધ સ્તર એ બે સંલગ્ન સ્ફટિકો વચ્ચેનો સંપર્ક છે જેની સપાટીઓ ડોપિંગ અને શોષણ દ્વારા બનાવેલ સ્થાનિક ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિતિ ધરાવે છે. તેથી, વેરિસ્ટર ટેક્નોલૉજીએ શુદ્ધતા, સ્ત્રોત સામગ્રીના વિક્ષેપ અને પાવડર મિશ્રણ શાસન માટે સંખ્યાબંધ વિશિષ્ટ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે. ઓછામાં ઓછા 99.0 - 99.8% ના મૂળભૂત પદાર્થની સામગ્રી સાથેના પાવડરનો ઉપયોગ પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે થાય છે.

ચાર્જ (પ્રારંભિક સામગ્રીનું મિશ્રણ) માં વિવિધ ધાતુના ઓક્સાઇડના ઉમેરા સાથે મુખ્યત્વે ઝીંક ઓક્સાઇડનો સમાવેશ થાય છે. એકરૂપીકરણ અને નિસ્યંદિત પાણી સાથે ચાર્જ કરેલી સામગ્રીનું મિશ્રણ વિખેરી નાખતી મિલ અને ગોળાકાર ડ્રમ્સમાં હાથ ધરવામાં આવે છે.

આપેલ સ્લિપ સાંદ્રતા પર, તેની સ્નિગ્ધતા વિસ્કોમીટર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.સ્લરી સૂકવણી અને ગ્રાન્યુલેશન સ્પ્રે ડ્રાયરમાં, શ્રેષ્ઠ ઓપરેટિંગ મોડ પર કરવામાં આવે છે, જેમાંથી 50 - 150 માઇક્રોનની રેન્જમાં પ્રેસ પાવડરના ગ્રાન્યુલ્સ મેળવવામાં આવે છે. આ તબક્કે, ગ્રાન્યુલનું કદ, ભેજનું પ્રમાણ અને પાવડરની પ્રવાહક્ષમતા નિયંત્રિત થાય છે. વેરિસ્ટરને હાઇડ્રોલિક પ્રેસનો ઉપયોગ કરીને દબાવવામાં આવે છે.

પ્રેસને ઘનતા, પરિમાણો અને પ્લેન સમાંતરતા માટે ચોક્કસ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે. દબાયેલા ટુકડાઓ બાઈન્ડરને દૂર કરવા માટે પ્રારંભિક ફાયરિંગ અને અંતિમ ફાયરિંગમાંથી પસાર થાય છે જે દરમિયાન સંભવિત અવરોધો અને મધ્યવર્તી તબક્કો રચાય છે.

ફાયરિંગ ચેમ્બર ભઠ્ઠીઓમાં કરવામાં આવે છે. અંતિમ ગોળીબાર પછી, ભાગો જમીન પર હોય છે, અંતિમ સપાટી પર મેટલાઇઝેશન લાગુ કરવામાં આવે છે, અને બાજુની સપાટી પર વિશિષ્ટ કોટિંગ લાગુ કરવામાં આવે છે.