محافظ برق سرج ارستر از جمله تجهیزات مهم در حفاظت از دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی در برابر نوسانات و افزایش ولتاژ ناگهانی هستند. این انواع محافظ ها باعث کاهش خطراتی مانند ضربه های الکتریکی، خرابی تجهیزات و از بین رفتن اطلاعات می‌شوند. در این مقاله به انواع سرج ارستر پرداخته می‌شود. سرج ارستر معمولی، به عنوان تجهیزات پایه‌ای در محافظت از دستگاه ها در مقابل افزایش ولتاژ ناگهانی عمل می‌کنند. آنها به عنوان “پریز‌های برق با محافظ” شناخته می‌شوند و دارای چند پریز برق معمولی و چند پریز مجهز به محافظ برق هستند.
سرج ارستر های مخصوص این نوع سرج ارستر ها برای مصارف خاص طراحی شده‌اند. به عنوان مثال، سرج ارستر های مخصوص به کامپیوترها و تجهیزات الکترونیکی حساس محافظت می‌کنند. آنها اغلب دارای پورت‌های USB و محافظ برق با کیفیت‌تری هستند تا از دستگاه‌ها در مقابل نوسانات برق محافظت کنند.
سرج یک نوسان ناگهانی و بسیار کوتاه مدت در ولتاژ برق است که معمولاً به دلیل عوامل خارجی مثل صاعقه، اتصالات نا پایدار، خرابی تجهیزات الکتریکی و… ایجاد می‌شود. این نوسان‌های ولتاژ می‌توانند به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی آسیب برسانند یا آنها را خراب کنند. سرج ها معمولاً ولتاژ های بسیار بالا را ایجاد می‌کنند که قادر به نفوذ به تجهیزات در دسترس نیستند. قیمت سرج ارستر ها براساس نوع شان متفاوت است.
محافظ برق سرج ارستر یک دستگاه الکترونیکی است که طراحی شده تا از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر سرج های الکتریکی محافظت کند.
این دستگاه ها با استفاده از قطعاتی مانند واریستور ها، ترانسیستور ها، کاپاسیتور ها و اجزای الکترونیکی دیگر، تغییرات ناگهانی ولتاژ را تشخیص می‌دهند. زمانی که ولتاژ بیش از حداکثر مجاز دستگاه افزایش می‌یابد، محافظ برق سرج ارستر به کار می‌افتد. در زمانی که ولتاژ بیش از حداکثر مجاز دستگاه افزایش می‌یابد، محافظ برق سرج ارستر فعال می‌شود و ولتاژ را به سطح قابل قبول تری کاهش می‌دهد. این عمل باعث محدود کردن ورود سرج الکتریکی به تجهیزات متصل شده و جلوگیری از آسیب آنها می‌شود.
محافظ برق سرج در محیط هایی که به علت عواملی مثل فشارات الکتریکی نا پایدار، نوسانات ولتاژ، صاعقه و سرج های الکتریکی احتمال وجود دارند، استفاده می‌شوند. در کل، محافظ برق سرج به عنوان یک محافظ ایمنی الکتریکی مهم در برابر خطرات و آسیب به تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی عمل می‌کند و در مواقعی که سرج های الکتریکی ایجاد می‌شوند، از تجهیزات شما محافظت می‌کند.
سرج ارستر AC یکی از انواع سرج استر است که برای محافظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ متناوب (AC) و ورودی های ناخواسته مانند افزایش ولتاژ ناشی از صاعقه، سوئیچینگ های قطع و وصل یا عیب های دیگر، استفاده می‌شوند.
ورودی های سرج ارستر معمولاً به شبکه برق متصل می‌شوند و در شرایطی که ولتاژ بالاتر از حداکثر مجاز یک تجهیز الکترونیکی می‌شود، سرج ارستر به طور خودکار عمل می‌کند. وظیفه اصلی سرج های ارستر این است که با ایجاد مسیری با مقاومت پایین برای ولتاژ های اضافی، این ولتاژ ها را به زمین منتقل کنند و از تجهیزات آسیب‌پذیر محافظت کنند.
انواع سرج ارستر معمولاً از مواد نیمه‌رسانا تشکیل شده‌اند که در شرایط عادی، مقاومت بسیار بالایی دارند. اما در صورتی که ولتاژ از حد مجاز بیشتر شود، مواد نیمه‌رسانا رفتار خنثی کننده‌ای از خود نشان می‌دهند و مسیری با مقاومت پایین برای جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. این مسیر جریانی که به سمت زمین هدایت می‌شود، اجازه می‌دهد تا ولتاژ اضافی از تجهیزات گذر کند و آنها را از آسیب ناشی از افزایش ولتاژ محافظت کند.
با توجه به اهمیت حفاظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ، استفاده از انواع سرج ارستر به عنوان یک مورد مهم در طراحی و اجرای سیستم های برق و الکترونیکی در نظر گرفته می‌شود.
به طور دقیق تر هر یک از مراحل عملکرد سرج ارستر در برابر ولتاژ متناوب (AC) را بررسی می‌کنیم:
به طور خلاصه، انواع سرج ارستر ها در برابر ولتاژ متناوب با ایجاد یک مسیر کوتاه برای تخلیه ولتاژ اضافی به زمین، تجهیزات و دستگاه‌ها را از آسیب جلوگیری می‌کنند و با بازیابی سریع به وضعیت عادی، به حفاظت دائمی در برابر نوسانات و افزایش ناگهانی ولتاژ کمک می‌کنند.
سرج ارستر های DC (مستقل از جهت جریان مستمر) یکی دیگر از “انواع سرج ارستر” است که به منظور حفاظت از تجهیزات و سیستم های الکتریکی در برابر افزایش ولتاژ ناشی از تخلیه های الکتریکی و نوسانات ولتاژ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات اغلب در سیستم های توزیع برق، ایستگاه های تقویت و توزیع، تجهیزات اتصال به شبکه برق، تاسیسات صنعتی و کاربرد های مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سرج ارستر های DC از مواد و ساختار هایی تشکیل شده‌اند که در برابر ولتاژ های ناشی از تخلیه های الکتریکی مانند رعد و برق، نوسانات ولتاژ و افزایش ناگهانی ولتاژ محافظت می‌کنند. این تخلیه های الکتریکی می‌توانند ولتاژ های بسیار بالا را در سیستم ایجاد کنند که ممکن است به تجهیزات حساس آسیب برسانند.
سرج ارستر های DC عمدتاً از موادی مانند اکسید روی یا اکسید روی و معدن زینک تشکیل شده‌اند. این مواد توانایی انجام تخلیه های الکتریکی را دارند و از طریق ایجاد یک مسیر کوتاه برای جریان الکتریکی ناشی از تخلیه، ولتاژ را به مراکز زمین برده و از تجهیزات متصل به آنها حفاظت می‌کنند.
در کارکرد ساده، وقتی ولتاژ سیستم به مقدار معینی بالاتر از حد تعیین شده افزایش یابد، سرج ارستر عملکرد خود را آغاز می‌کند و جریان تخلیه الکتریکی را از طریق خود عبور داده و ولتاژ سیستم را به مقدار ایمنی کاهش می‌دهد.
استفاده از سرج ارستر های DC به عنوان یک عنصر حفاظتی مهم می‌تواند از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری کند و کارایی و پایداری سیستم های برقی را بهبود بخشد.
عملکرد محافظ برق سرج ارستر DC (DC Surge Arrester) بر پایهٔ مکانیسم های مشابهی با محافظ سرج AC است، با این تفاوت که در اینجا ما با ولتاژ مستقیم (DC) سروکار داریم.
عملکرد اصلی محافظ سرج DC یکی از انواع سرج ارستر به این صورت است:
به طور کلی، هدف اصلی محافظ برق سرج ارستر DC، جلوگیری از ورود ولتاژ سرج ناگهانی به تجهیزات الکترونیکی و جلوگیری از آسیب به آنهاست. این محافظ‌ها در برابر افزایشات ناگهانی ولتاژ و حملات سرجی مانند برق گرفتگی، تخریب تجهیزات و از بین بردن داده‌ها محافظت می‌کنند.
در طی سال ها، تحقیقات و توسعه های گسترده‌ای در زمینه انواع سرج ارستر ها صورت گرفته است و بهبودات زیادی در زمینه طراحی، مواد و تکنولوژی ساخت آنها رخ داده است. این پیشرفت ها باعث افزایش دقت و عملکرد سرج ارستر ها در مقابل انواع تهدیدات الکتریکی شده است.
با افزایش رشد فناوری ها و نیاز به سیستم های الکترونیکی پیشرفته تر، اهمیت انواع سرج ارستر ها به طرز چشمگیری افزایش خواهد یافت. از اینرو، توسعه و بهبود مستمر در این حوزه ضروری است تا تجهیزات الکترونیکی ما در مقابل تهدیدات الکتریکی مختلف محافظت شده و کارایی بهتری داشته باشند. این امر نه تنها به افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کند، بلکه همچنین باعث کاهش هزینه های تعمیر و تعویض ناشی از خرابی های ناگهانی خواهد شد.
بنابراین، در نتیجه، بهره‌برداری بهینه از انواع سرج ارستر ها و بهره‌گیری از تکنولوژی های جدید برای بهبود کارایی و حفاظت از تجهیزات الکترونیکی در دنیای پیچیده و پویای امروزی امری ضروری است. این تحقیقات و پیشرفت ها از همکاری های بین‌المللی و تبادل دانش بین محققان و صنعتگران در این حوزه نیز نتیجه گرفته اند و امیدواریم که در آینده، بازدهی و عملکرد بهتر انواع سرج ارستر ها به ما این امکان را بدهد که از فواید این اجزاء برای توسعه پایدار و مطمئن تر فناوری های جدید بهره‌بریم.
