T E L K O M N I K A ,   V o l . 9 ,   N o . 1 ,   A p r i l   2 0 1 1 ,   p p .   1 7 1 ~ 1 8 2   I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   a c c r e d i t e d   b y   D G H E   ( D I K T I ) ,   D e c r e e   N o :   5 1 / D i k t i / K e p / 2 0 1 0       1 7 1       R e c e i v e d   J a n u a r y   1 9 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   A p r i l   1 2 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   A p r i l   2 2 th ,   2 0 1 1   T h e   D a m a g e   o f   Z n O   A r r e s t e r   B l o c k   D u e   T o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s       T a r c i c i u s   H a r y o n o * 1 ,   K .   T u n g g u l   S i r a i t 2 ,   T u m i r a n 3 ,   H a m z a h   B e r a h i m 4   1 ,   3 , 4 El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y   D e p a r t m e n t ,   U n i v e r s i t a s   G a d j a h   M a d a   ( U G M )   G r a f i c a   S t ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e s i a ,   Ph o n e   + 6 2 8 1 1 2 5 0 6 1 1   2 Sc h o o l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   I n f o m a t i c s ,   B a n d u n g   I n s t i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   ( I T B)   e - m a i l   :   t h r h a r y o n o @ g m a i l . c o m * 1 ,   t u m i r a n @ t e . u g m . a c . i d 3 ,   h b e r a h i m @ m t i . u g m . a c . i d 4       A b s t r a k   Ar e s t e r   y a n g   d i p a s a n g   d i   s e b u a h   s i s t e m   t e n a g a   l i s t r i k ,   d i m a k s u d k a n   u n t u k   m e l i n d u n g i   p e r a l a t a n   l i s t r i k   d a r i   k e r u s a k a n   a k i b a t   s a m b a r a n   p e t i r .   A k a n   t e t a p i ,   k a l a u   y a n g   m e n e r p a   a r e s t e r   a d a l a h   g e l o m b a n g   i m p u l s   p e t i r   y a n g   y a n g   b e r g a n d a   d e n g a n   n i l a i   p u n c a k   a r u s   y a n g   t i n g g i ,   m a k a   a r e s t e r   d i k h a w a t i r k a n   a k a n   m e n g a l a m i   k e r u s a k a n   d a n   t i d a k   d a p a t   b e r o p e r a s i   l a g i   s e b a g a i m a n a   m e s t i n y a .   D a l a m   p e n e l i t i a n   i n i ,   t i g a   n i l a i   p u n c a k   a r u s   i m p u l s ,   y a i t u :   6 0 0 ,   1 3 0 0 ,   d a n   2 5 0 0 A ,   y a n g   m a s i n g - m a s i n g   d e n g a n   a r u s   i m p u l s   b e r g a n d a   s e b a n y a k   5   k a l i ,   d i u j i k a n   p a d a     b l o k   Z n O   d e n g a n   r a t i n g   a r u s   5 0 0 0 ( 1   p . u ) .   Bl o k   Z n O   i n i   m e r u p a k a n   1   d a r i   7   b u a h   b l o k   Z n O   y a n g   d i p u n y a i   o l e h   s e b u a h   s i s t e m   a r e s t e r   2 0   k V.   H a s i l n y a   m e n u n j u k k a n   b a h w a   d e n g a n   n i l a i   p u n c a k   a r u s   i m p u l s     6 0 0 ( 0 . 1 2 ) ,   1 3 0 0 ( 0 . 2 6 ) ,   d a n   2 5 0 0 ( 0 . 5 )   A( p . u . ) ,   s a m p e l   b l o k   Z n O   y a n g   d i u j i   m e n j a d i   r u s a k   s e b a n y a k     2 6 . 5 8 ,   5 0   d a n   1 0 0 %   b e r t u r u t - t u r u t   d a r i   c a c a h   s a m p e l   y a n g   d i k e n a i   o l e h   a r u s - a r u s   i m p u l s   t e r s e b u t .   T a m b a h a n   l a g i ,   t e g a n g a n   r e s i d u   b l o k   Z n O   y a n g   r u s a k   m e n j a d i   b e r n i l a i   k e c i l .   Pe n u r u n a n   t e g a n g a n   r e s i d u   l e b i h   d a r i   5 %   t e g a n g a n   r e s i d u   b l o k   Z n O   k e t i k a   m a s i h   b a r u   m e m p u n y a i   s i f a t   p e r m a n e n .   Bl o k   Z n O   s e m a c a m   i n i   k a l a u   m a s i h   t e t a p   d i p a s a n g   d i   s i s t e m   a r e s t e r   p a d a   s i s t e m   t e n a g a   l i s t r i k   a k a n   m u n g k i n   m e n y e b a b k a n   p e m u t u s   b e b a n   m e m b u k a   s e h i n g g a   p a s o k a n   t e n a g a   l i s t r i k   u n t u k   b a n y a k   k o n s u m e n   a k a n   t e r p u t u s .     K a t a   k u n c i :   a r u s   i m p u l s   b e r g a n d a ,   p e m b a n g k i t   i m p u l s   a r u s ,   s h u n t   a r u s ,   t e g a n g a n   r e s i d u       A b s t r a c t     l i g h t n i n g   a r r e s t e r   i n s t a l l e d   i n   a n   e l e c t r i c a l   p o w e r   s y s t e m   i s   d e s i g n e d   t o   p r o t e c t   s o m e   e l e c t r i c a l   e q u i p m e n t   a g a i n s t   d a m a g e   d u e   t o   l i g h t n i n g   i m p u l s e   s t r i k e .   H o w e v e r ,   i f     t h e r e   i s     a   m u l t i p l e   i m p u l s e     c u r r e n t   s t r i k i n g   a   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,   i t   m a y   d a m a g e     t h e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   i t s e l f   a n d   t h e n ,   a s   a   r e s u l t ,     i t   c a n n o t   p r o v i d e   l i g h t n i n g   p r o t e c t i o n   t o     t h e   e l e c t r i c a l   e q u i p m e n t   a n y m o r e .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h r e e   p e a k   v a l u e s   o f   l i g h t n i n g   i m p u l s e   c u r r e n t , w h i c h   w e r e     6 0 0 ,   1 3 0 0 ,   a n d   2 5 0 0 A,   e a c h   o f   w h i c h   h a d   5   r e p e t i t i v e   i m p u l s e   c u r r e n t ,   w a s     a p p l i e d   t o   a   5 0 0 0 ( 1 p . u . )   Z n O   b l o c k   o f   a   2 4 k n o m i n a l   v o l t a g e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   h a v i n g   s e v e n   Z n O   b l o c k   u n i t s .   T h e   r e s u l t s   o f   r e s e a r c h   s h o w e d   t h a t   b y   a p p l y i n g   i m p u l s e   c u r r e n t     o f   t h e   o r d e r   o f   6 0 0 ( 0 . 1 2 ) ,   1 3 0 0 ( 0 . 2 6 ) ,   d a n   2 5 0 0 ( 0 . 5 )   A( p . u . ) ,   m a k i n g   t h e   Z n O   b l o c k   d a m a g e   a s   m u c h   a s   2 6 . 5 8 ,   5 0 ,   a n d   1 0 0 %   c o n c e c u t i v e l y .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   d a m a g e   o f   t h e   Z n O   b l o c k   a p p e a r e d   a s   p e r m a n e n   l o w   v a l u e   o f   r e s i d u a l   v o l t a g e   a s   l o w   a s   m o r e   t h a n   5 %   o f   t h e   n e w   Z n O   b l o c k   r e s i d u a l   v o l t a g e .   I f   t h e   Z n O   b l o c k   i s   s t i l l   b e i n g   u s e d   i n   a   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   i n   e l e c t r i c a l   p o w e r   s y s t e m ,   i t   m a y   r e s u l t   i n   t h e   o p e n i n g   o f   a   c i r c u i t   b r e a k e r   a n d   p o s s i b l y   m a k i n g   e l e c t r i c a l   p o w e r   o u t a g e s   f r o m   a   n u m b e r   o f   e l e c t r i c a l   p o w e r   c u s t o m e r s .       K e y   w o r d s :   c u r r e n t   s h u n t ,   i m p u l s   c u r r e n t   g e n e r a t o r ,   m u l t i p l e   i m p u l s   c u r r e n t ,   r e s i d u a l   v o l t a g e         1 .     I n t r o d u c t i o n   T h e   u s e   o f   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   n o w - a - d a y s   h a s   b e e n   q u i c k l y   w o r l d w i d e l y   s p r e a d .   C o m p a r e d   t o   p r e v i o u s   k i n d   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,   w h i c h   u s e s   S i C   ( s i l i c o n   c a r b i d e ) ,   t h e   Z n O   a r r e s t e r   h a s   b e t t e r   c h a r a c t e r i s t i c s .   T h e   a d v a n t a g e s   o f   Z n O   a r r e s t e r   a g a i n s t   S i C   a r r e s t e r   a r e   i t   p r o v i d e s   g o o d   p r o t e c t i o n   c h a r a c t e r i s t i c s ,   h i g h   r e l i a b i l i t y ,   b e t t e r   p e r f o r m a n c e   f o r   l o w   i m p e d a n c e   n e t w o r k   ( i n   t h e   c a s e   o f   t h e   u s e   o f   c a b l e   a n d   c a p a c i t o r s ) ,   a n d   h i g h   e n e r g y   a b s o r p t i o n   c a p a b i l i t y   [ 1 ] .   O n e   d i s a d v a n t a g e   o f   t h e   u s e   o f   S i C   a r r e s t e r   i s   t h a t   i t   p r o d u c e s   f o l l o w   c u r r e n t s ,   w h l i c h   f l o w s   a f t e r   a   l i g h t n i n g   s i g n a l   b e i n g   d i s a p p e a r e d .   T h i s   c o n d i t i o n   i s   p o s s i b l e   t o   m a k e   a n   e l e c t r i c a l   p o w e r   t o w a r d   a n   o u t a g e   c o n d i t i o n .     I n   t r o p i c a l   a r e a   l i k e   i n   I n d o n e s i a ,   i t     f r e q u e n t l y   o c c u r s   m u l t i p l e   l i g h t n i n g   s t r i k e s   [ 2 ]   .   S i x t y   u p   t o   s e v e n t y   p e r c e n t   o u t   o f   a l l   l i g h t n i n g   s t r i k e s   t o   g r o u n d   t h a t   h a p p e n   i n   t h i s   w o r l d   c o n s i s t i n g   o f     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 7 1     1 8 2   1 7 2 m o r e   t h a n   o n e   s t r o k e ,   t y p i c a l l y   h a v i n g   3   u p   t o   4   s t r o k e s   [ 3 ]     w i t h   t h e   d i f f e r e n c e   t i m e   b e t w e e n   t w o   c o n c e c u t i v e   s t r o k e s   a r e   2 0   u p   t o   2 0 0   m i l i s e c o n d s .     A c c o r d i n g   t o   D a r v e n i z a [ 4 ] ,   l i g h t n i n g   a r r r e s t e r s   t h a t   a r e   u s e d   i n   e l e c t r i c a l   p o w e r   d i s t r i b u t i o n   p r o t e c t i o n   a g a i n s t   l i g h t n i n g   s t r i k e s   e x p e r i e n c e   l i g h t n i n g   s t r i k e   s t r e s s e s .   T h e r e f o r e ,   t h e   a r r e s t e r   p e r f o r m a n c e   i n   t h e   l i g h t n i n g   s t r i k e   c o n d i t i o n   i s   a   c r i t i c a l   i s s u e s .   T h e   f i n d i n g   o f   h i s   i n v e s t i g a t i o n   r e v e a l e d   t h a t   r e p e t i t i v e   o r   m u l t i p l e   l i g h t n i n g   s t r i k e s   r e s u l t e d   i n   m o r e   s e v e r e   d a m a g e   t o   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   a s   c o m p a r e d   t o   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   s t a n d a r   l i g h t n i n g   c u r r e n t   t e s t .   F u t h e r ,   D a r v e n i z a   f o u n d   t h a t   m u l t i p l e   p u l s e   c u r r e n t   a f f e c t e d   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a   l i g h t n i n g   a r r e s t e r .   B y   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f     6     c o n c e c u t i v e   5   k A   i m p u l s e   c u r r e n t s   w i t h   3 5   m S   d u r a t i o n   t i m e   b e t w e e n   a   c o n c e c u t i v e   i m p u l s e s ,   i t   w a s   f o u n d   t h a t   t h e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   e x p e r i e n c e d   a c c u m u l a t i v e   d a m a g e .     I E C   s t a n d a r d   [ 5 ]   g i v e s   t h e   g u i d a n c e   i n   t e s t i n g   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b y   a p p l y i n g   4   g r o u p   i m p u l s e   c u r r e n t s ,   e a c h   o f   w h i c h   c o n s i s t i n g   o f   5   i m p u l s e   c u r r e n t s   o f   8 / 2 0   µ s   w a v e s h a p e   w i t h   t i m e   d i f f e r e n c e   b e r w e e n   2   c o n c e c u t i v e   i m p u l s e s     b e i n g   1   m i n u t e   a n d   t i m e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   c o n c e c u t i v e   g r o u p   b e i n g   3 0   m i n u t e s .   M i y a k i   [ 6 ]   r e p o r t e d   t h a t   e v e n t h o u g h   a   Z n O   l i g h t n i n g   a r r r e s t e r     s h o w s   g o o d   p e r f o r m a n c e   i n   e l e c t r i c a l   e q u i p m e n t   p r o t e c t i o n   a g a i n s t   l i g h t n i n g ,   b y   c o n s i d e r i n g   t h a t   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   m a y   d e g r a d e   i n   i t s   o p e r a t i o n ,   a n   a i r   g a p   i s   p u t   i n   s e r i e s   t o   i t .   T h i s   i s   t o   p r e v e n t   f r o m   e l e c t r i c i t y   s u p p l y   f a i l u r e   w h e n e v e r   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   h a s   b e e n   d e g r a d e d .   T o   s t u d y   f u t h e r ,   M i y a k i   c a r r i e d   o u t   a n   i n v e s t i g a t i o n   b y   m a k i n g   t h e   c o m b i n a t i o n   o f   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   i m p u l s e   v o l t a g e   a n d   i m p u l s e   c u r r e n t .   I t   w a s   f o u n d   a n   i m p u l s e   c u r r e n t   t r e s h o l d ,   a b o v e   w h i c h   t h e   f a i l u r e   o f   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k   h a p p e n e d .   T h e   t r e s h o l d   o f   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   6 0   k A   f o r   5 0 0 0   A   r a t i n g   o f   Z n O   b l o c k .   T h e   f a i l u r e   m a i n l y   a p p e a r e d   a s   s t r i p e d - s h a p e d   d e s t r u c t i o n   i n   t h e   o u t e r   s u r f a c e   o f   a   Z n O   b l o c k .   F l a s h o v e r   h a p p e n e d   a t   t h a t   p a r t   o f   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k .   B o k - H e e   L e e   [ 7 ]   w r o t e   t h e   r e s e a r c h   i n   s t u d y i n g   t h e   e f f e c t   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   v o l t a g e s   o n   t h e   e l e c t r i c a l   a n d   p h y s i c a l   p r o p e r t i e s   o f   a   z i n c   o x i d e   ( Z n O )   v a r i s t o r .   T h e   m u l t i p l e   c o m b i n a t i o n   w a v e   g e n e r a t o r   i s   a b l e   t o   p r o d u c e     q u i n t u p l e   1 . 2 / 5 0   µ S   i m p u l s e   v o l t a g e s   o f   1 0 0   k V   a n d   q u i n t u p l e   8 / 2 0   µ S   i m p u l s e   c u r r e n t   o f   1 2   k A .   B y   a p p l y i n g   t h e s e   i m p u l s e   v o l t a g e s   a n d   c u r r e n t s ,   t h e   e l e c t r i c a l   a n d   p h y s i c a l   p r o p e r t i e s   o f   t h e   Z n O   v a r i s t o r   w e r e   e v a l u a t e d .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   i m p u l s e   c u r r e n t   g e n e r a t o r   w a s   c o n s t r u c t e d   h a v i n g   v e r y   l o w   i n d u c t a n c e   v a l u e   b y   m a k i n g   c o a x i a l   b a s e d   c o n s t r u c t i o n .   B y   h a v i n g   a   v e r y   l o w   i n d u c t a n c e   v a l u e ,   t h e   p o s s i b i l i t y   o f   h a v i n g   o s c i l l a t i o n   o n   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   s i g n a l   p r o d u c e d   i s   r e d u c e d .   T h e   n u m b e r   o f   i m p u l s e   c u r r e n t s   p r o d u c e d   i s   5   h a v i n g   3 5   m S     t i m e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   t w o   c o n c e c u t i v e   i m p u l s e s .   T h i s   i s   a c c o r d a n c e   w i t h   t h e   l i g h t n i n g   s t r i k e ,   e s p e c i a l l y   t i m e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   s t r o k e s ,   t h a t   h a p p e n   i n   I n d o n e s i a   a c c o r d i n g   t o   Z o r o   [ 2 ]   a n d   t h e   n u m b e r   o f   s t r o k e   i s   i n   a c c o r d a n c e   w i t h   I E C   s t a n d a r d   [ 5 ] .   T h e   d i f f e r e n c e   t o   a b o v e   r e s e a r c h e s [ 4 ,   6 ,   7 ]   w a s   t h a t   i n   t h i s   r e s e a r c h ,   i t   w a s   i n t e n d e d   t o   s t u d y   t h e   e f f e c t   o f   t h e   a p p l i c a t i o n   o f     p e a k   v a l u e s   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t ,   t h a t   i s   l o w e r     t h a n   t h e   c u r r e n t   r a t i n g   o f   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r .   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   p e a k   v a l u e s   o f   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   a p p l i e d   t o   Z n O   a r r e s t e r   b l o c k   w e r e   6 0 0   A ,   1 3 0 0   A ,   a n d   2 5 0 0   A   ,   w h i c h   w e r e   l o w e r   t h a n   5 0 0 0   A     Z n O   b l o c k   c u r r e n t   r a t i n g .   T h e n ,   t h e   Z n O   b l o c k   p e r f o r m a n c e s   c a r r i e d   o u t   w e r e   :   Z n O   a c c u m u l a t i n g   e n e r g y ,   t h e   p o s s i b i l i t y   o f   Z n O   d a m a g e   w h e n   t h e   p e a k   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   i n c r e a s e d ,   t h e   Z n O   i m p e d a n c e   b e f o r e   a n d   a f t e r   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   t o   Z n O   b l o c k ,   t h e   Z n O   r e s i d u a l   v o l t a g e ,   a n d     p o s s i b l e   d i s a d v a n t a g e s   t o   e l e c t r i c i t y   s u p p l y   s e r v i c e   a n d   p o s s i b l e   d a m a g e   t o   t e l e c o m u n i c a t i o n ,   c o m p u t i n g ,   c o n t r o l ,   a n d   o t h e r   e l e c t r o n i c   e q u i p m e n t s .   T h e   Z n O   b l o c k s   w e r e     i n v e s t i g a t e d   f u t h e r   b y   t h e   u s e   o f   F T I R   ( F o u r i e r   T r a n s f o r m   I n f r a   R e d )   o r   i n f r a   r e d   s p e c t r o s c o p e   a n d   X   r a y   d i f f r a c t o m e t e r   t o   e x p l o r e   t h e   i n f o r m a t i o n   r e l a t e d   t o   t h e   d a m a g e   o f   Z n O   a r r e s t e r   b l o c k s .       2 .     R e s e a r c h   M e t h o d   2 . 1     O b j e c t   t o   b e   I n v e s t i g a t e d   A   2 0   k V   p o l e   m o u n t e d   t r a n s f o r m e r   i n   e l e c t r i c a l   p o w e r   d i s t r i b u t i o n   s y s t e m   i s   u s u a l l y   p r o t e c t e d   b y   a   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,   w h i c h   i s   a t t a c h e d   t o   t h e   t r a n s f o r m e r   t a n k ,   s e e   F i g u r e   1 .   G e n e r a l l y ,   a l l   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r s   c o n s i s t   o f   s e v e r a l   Z n O   b l o c k s   c o n n e c t e d   i n   s e r i e s .   T h e   m o r e   n u m b e r   o f   Z n O   b l o c k s   c o n n e c t e d   i n   s e r i e s   w i l l   b e   s u i t a b l e   f o r   h i g h e r   v o l t a g e   u s a g e .   W h i l e   t h e   l a r g e r   v a l u e   o f   t h e   Z n O   b l o c k   d i a m e t e r   h a s   s o m e   r e l a t i o n s h i p   w i t h   t h e   b i g g e r   v a l u e   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T h e   D a m a g e   o f   Z n O   A r r e s t e r   B l o c k   D u e   T o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s   ( T a r c i c i u s   H a r y o n o )   1 7 3   c u r r e n t   r a t i n g .   S o m e t i m e   t w o   o r   t h r e e   c o l u m n s   o f   Z n O   b l o c k s   a r e   c o n n e c t e d   i n   p a r a l e l   t o   i n c r e a s e   t h e   c u r r e n t   r a t i n g   o f   t h e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r .       I n   t h i s   s t u d y ,   f o u r   o u t   o f   s e v e n   Z n O   b l o c k s ,   b e l o n g e d   t o   a   2 0   k V   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,   a p p e a r e d   i n   F i g u r e   2 .   T h e   2 0   k V   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   u n d e r   i n v e s t i g a t i o n   h a s   a   n o m i n a l   v o l t a g e   o f   2 4   k V   a n d   c u r r e n t   r a t i n g   o f   5 0 0 0   A .   I n s i d e   t h e   2 0   k V   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   t u b e ,   t h e r e   a r e   7   Z n O   b l o c k s .   T h e r e f o r e ,   a   Z n O   b l o c k   h a s   a   n o m i n a l   v o l t a g e   v a l u e   o f   2 4   k V /   7   =   3 , 4 2 8   k V   =   3 4 2 8   v o l t   =   1   p . u .   T h e   a s s u m p t i o n   t a k e n   f o r   t h i s   s t u d y   i s   t h a t   i f   a   l i g h t n i n g   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w i n g   t h r o u g h   t h e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,   t h e r e   i s   a     n e a r l y   l i n e a r   v o l t a g e   d i s t r i b u t i o n   a l o n g   t h e   c o l u m n   o f   t h e   7   Z n O   b l o c k s   c o n n e c t e d   i n   s e r i e s   i n   s i d e   t h e   a r r e s t e r   t u b e .   I t   m e a n s   t h a t   t h e   v o l t a g e   v a l u e   a c r o s s   e v e r y   Z n O   b l o c k   i s   n e a r l y   t h e   s a m e .     T h i s   i s   s u p p o r t e d   b y   t h e   r e s e a r c h   d o n e   b y   K o j i m a   [ 1 2 ] .   T h e r e f o r e ,   t o   s t u d y   t h e   l i g h t n i n g     s t r i k e     e f f e c t   t o   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   c a n   b e   b a s e d   u p o n   t h e   s t u d y   o f   o n e   Z n O   b l o c k .   O n e   a d v a n t a g e   o b t a i n e d   i s   t h a t   t h e   r e s e a r c h   c a n   b e   c o n d u c t e d   u s i n g   r e d u c e d   s o u r c e   v o l t a g e   v a l u e .   W h e n   i t   i s   n e e d e d   t o   c a l c u l a t e   t h e   v o l t a g e   f o r   a   r e a l   l i g h t n i n g   a r r e s t e r ,     i t   i s   a   m a t t e r   o f     m u l t i p l y i n g   t h e   v o l t a g e   a c r o s s   o n e   Z n O   b l o c k   o b t a i n e d   b y   a   p r o p e r   f a c t o r .   W h e n   i t   i s   t h e   r e a l   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w i n g   t h r o u g h   t h e   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   t h a t   i s   w a n t e d   t o   b e   c a l c u l a t e d ,     i t   c a n   b e   d o n e   s i m i l a r l y   b y   a p p l y i n g   a n o t h e r     m u l t i p l i c a t i o n   f a c t o r   t o   t h e   t h e   v a l u e   o f   c u r r e n t   o b t a i n e d .         F i g u r e   1 .     L i g h t n i n g   a r r e s t e r   a t   2 0   k V   e l e c t r i c a l   p o w e r   d i s t r i b u t i o n   s y s t e m         F i g u r e   2     L i g h t n i n g   a r r e s t e r s   f o r   2 0   k V   e l e c t r i c a l   p o w e r   d i s t r i b u t i o n   s y s t e m       2 . 2   M u l t i p l e / R e p e t i t i v e   I m p u l s e   C u r r e n t   G e n e r a t o r .   A n   i m p u l s e   c u r r e n t   g e n e r a t o r   t h a t   i s   a b l e   t o   p r o d u c e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a v e s h a p e   o f   8 / 2 0   µ s   w a s   s u c c e s s f u l l y   m a d e ,   F i g u r e   3 .   I n   t h i s   f i g u r e   i t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e r e   i s   o n l y   o n e   h i g h   v o l t a g e   c a p a c i t o r ,   b u t   a c t u a l l y   t h e r e   a r e   5   h i g h   v o l t a g e   c a p a c i t o r s ,   e a c h   o f   w h i c h   h a s   t h e   c a p a c i t a n c e   v a l u e   o f   3 4   µ F   a n d   t h e   m a x i m u m   c h a r g i n g   v o l t a g e   a l l o w e d   i s   2 5   k V .   E a c h   c a p a c i t o r ,   a f t e r   t h e y   h a v e   b e e n   c h a r g e d   u s i n g   D C   c u r r e n t   c h a r g e ,   c a n   b e   i n d i v i d u a l l y   t r i g g e r e d   a t   d i f f e r e n t   t i m e s   p r o d u c i n g   a n   i m p u l s e   c u r r e n t   i n t e n d e d   t o   f l o w   t h r o u g h   a   Z n O   b l o c k s   o f   a   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   t o   b e   t e s t e d .   T h e   i m p u l s e   c u r r e n t   p e a k   v a l u e   c a n   b e   p r o d u c e d   u p   t o   1 5   k A .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   d i f f e r e n c e   i n   t i m e   b e t w e e n   c o n c e c u t i v e   i m p u l s e   c u r r e n t   c a n   b e   s e t   a t   t h e   v a l u e   o f   t i m e   u p   t o   1 0 0 0   m s   u s i n g   c o m p u t e r i s e d   i m p u l s e   c u r r e n t   t r i g g e r   c i r c u i t .   I n   t h i s   r e s e a r c h   t h e   t i m e   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   o n e   i m p u l s e   c u r r e n t   a n d   o t h e r     w a s   t o   b e   3 5   m s ,   s e e   F i g u r e   4 .   B y   a p p l y i n g   d i f f e r e n t   d i r e c t   v o l t a g e   o f     1 0   k V ,   1 1   k V ,   a n d   1 3   k V   c h a r g i n g   t h e   c a p a c i t o r s ,   i m p u l s e   c u r r e n t s   o f   6 0 0   A ,   1 3 0 0   A ,   a n d   2 5 0 0   A   c a n   b e   p r o d u c e d   c o n c e c u t i v e l y .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   t h e   p e a k   v a l u e s   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   o f   6 0 0   A ,   1 3 0 0   A ,   a n d   2 5 0 0   A   w e r e   u s e d   t o   c a r r y   o u t   t h e   i n v e s t i g a t i o n     V o l t a g e   d i v i d e r   1   c o n n e c t e d   t o   a   c o m p u s c o p e   ( a   c o m p u t e r   t h a t   c a n   b e   u s e d   a s   a n   o s c i l l o s c o p e )   i s   f o r   m e a s u r i n g   t h e   v o l t a g e   o f   t h e   c u r r e n t   s h u n t   a n d   t h e n   i t   i s   u s e d   f o r   d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   p e a k   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w i n g   t h r o u g h   Z n O   b l o c k   b y   d i v i d i n g   t h e   v o l t a g e   w i t h   c u r r e n t   s h u n t   r e s i s t a n c e   o f   0 . 0 2 9   o h m .   T h e   v o l t a g e   o f   t h e   Z n O   b l o c k   i s   c a l c u l a t e d   b y   m e a n s   o f   v o l t a g e   d a t a   o b t a i n e d   b y   v o l t a g e   d i v i d e r 2 ,   v o l t a g e   d i v i d e r 1 ,   a n d   v o l t a g e s   r e c o r d e d   b y   t h e   c o m p u s c o p e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 7 1     1 8 2   1 7 4     F i g u r e   3 .   I m p u l s e   c u r r e n t   g e n e r a t o r   c i r c u i t         F i g u r e   4 .   M u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   8 / 2 0   µ s   w a v e s h a p e         F i g u r e   5 .   F l o w c h a r t   o f   t h e   r e s e a r c h   c o n d u c t e d     C   R C   Z n O   C u r r e n t   s h u n t   V o l t a g e     D e v i d e r   1   2 2 0   v o l t   T r a n s f o r m a t o r   2 2 0 / 1 3 2 0 0   V o l t   G r o u n d i n g   B r a s s   r o d   B r a s   p l a t e   R   =   2 1 0   k o h m   D i o d e   s h i e l d   V o l t a - g e   d e v i d e r   2   c o m p u s c o p e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T h e   D a m a g e   o f   Z n O   A r r e s t e r   B l o c k   D u e   T o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s   ( T a r c i c i u s   H a r y o n o )   1 7 5   2 . 3     S t e p s   t o   C o n d u c t   R e s e a r c h   I n   o r d e r   t o   w e l l   c o n d u c t   t h e   r e s e a r c h ,   a   f l o w c h a r t   s h o w n   i n   F i g u r e   5   w a s   m a d e .   I t   c a n   b e   s e e n   t h a t   t h e   d e t e r m i n a t i o n   o f     5 0   H z   V - I   c h a r a c t e r i s t i c   o f   Z n O   b l o c k   i s   d o n e   b e f o r e   a n d   a f t e r     t h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   t o   t h e   Z n O   b l o c k s .   B y   c o m p a r i n g   b o t h   c h a r a c t e r i s t i c s ,   i t   c a n   b e   a n a l y s e d   i f   t h e r e   i s   s o m e   c h a n g e   i n   t h e   Z n O   b l o c k   m a t e r i a l .   F u t h e r ,   i n   o r d e r   t o   b e   a b l e   t o   d i f f e r e n t i a t e   b e t w e e n   t h e   c o n d i t i o n   b e f o r e   a n d   a f t e r   t h e   a p p l i c a t i o n   o f     t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   t o   t h e   Z n O   b l o c k s   a n d   t o   a d d   s o m e   i m p o r t a n t   i n f o r m a t i o n ,   t w o   k i n d s   o f   r e c o r d i n g   s y s t e m ,   i n   a d d i t i o n ,     w e r e   a p l l i e d   t o   Z n O   b l o c k s   :   b y   t h e   u s e   o f   F T I R   ( F o u r i e r   T r a n s f o r m   I n f r a   R e d )   o r   i n f r a   r e d   s p e c t r o s c o p e ,   a n d   X   r a y   d i f f r a c t o m e t e r .   A n a l i s i s   o f   d a t a   o b t a i n e d   w e r e   d o n e   b y   m e a n s   o f   c o m p u t e r   a p p l i c a t i o n   p r o g r a m s   s u c h   a s   S P S S ,   M a t l a b ,   a n d   E x c e l .     3 .     R e s u l t s     a n d   D i s c u s s i o n   3 . 1     T h e   Z n O   B l o c k     R e s p o n s e   t o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s   F i v e   c o n c e c u t i v e   i m p u l s e   c u r r e n t s   h a v i n g   t h e   p e a k   i m p u l s e   c u r r e n t   o f   2 5 0 0   A   w a s     i m p i n g e d   o n   Z n O   b l o c k s .   T h e   c o m p u s c o p e   s e e n   i n   F i g u r e   3   r e c o r d e d   t h e   v o l t a g e s   o f   c u r r e n t s h u n t ,   a n d   t h e   v o l t a g e s   o f   s e r i e s   c o n n e c t i o n   b e t w e e n   c u r r e n t   s h u n t   a n d   t h e   Z n O   b l o c k .   T h e n   t h e   r e c o r d e d   d a t a     w e r e   a n a l y s e d   u s i n g   M a t l a b   c o m p u t e r   p r o g r a m   t o   g i v e   t h e   i n f o r m a t i o n   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   6   f r o m   t h e   t o p   t o   b o t t o m   c u r v e s   a s   f o l l o w e d   :   t h e   f i r s t   c u r v e   i s   Z n O   r e s i d u a l   v o l t a g e ,   t h e   s e c o n d   c u r v e   i s   i m p u l s e   c u r r e n t ,   t h e   t h i r d   c u r v e   i s   M V A   Z n O ,   t h e   f o u r t h   c u r v e   i s   e n e r g y   d e n s i t y   o f   Z n O ,   a n d   t h e   f i f t h   c u r v e   i s   c u r r e n t s h u n t   e n e r g y .   W h e n   t h e   f i r s t   i m p u l s e   c u r r e n t   i n c r e a s e s ,   t h e   v o l t a g e   o f   Z n O     r a i s e s ,   b u t   i t   i s   l i m i t e d   t o   Z n O s   r e s i d u a l   v o l t a g e   v a l u e ,   w h i c h   i s   n e a r l y   c o n s t a n t   a t   t h e   r e s i d u a l   v o l t a g e   v a l u e   o f   7 0 5 2 , 9   v o l t .   T h i s   i s   t h e   p r o t e c t i v e   l e v e l   o f   t h e   Z n O   b l o c k   f o r   e q u i p m e n t .   A s   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   d e c r e a s e s   t o   z e r o   v a l u e ,   t h e   r e s i d u a l   v o l t a g e   o f   t h e   Z n O   i s   n o t   r e d u c e d   t o   z e r o   b u t   h a s   a   s m a l l   v a l u e .   A t   t h e   t i m e   w h e n   t h e   s e c o n d   i m p u l s e   c u r r e n t   u p   t o   t h e   f i f t h   i m p u l s e   c u r r e n t   s t r i k e s   t h e   Z n O   b l o c k ,     t h e   s i m i l a r   v a l u e s   o f   r e s i d u a l   v o l t a g e   a r e   r e c o r d e d   T h e   e n e r g y   a b s o r b e d   b y   Z n O   b l o c k ,   h o w e v e r ,   s e e   t h e   4 t h   c u r v e   i n   F i g u r e   6 ,   a c c u m u l a t e s   f r o m   t h e   1 s t   i m p u l s e   c u r r e n t   u p   t o   t h e   5 t h   i m p u l s e   c u r r e n t .   T h e   a s s u m p t i o n   u s e d   i n   t h i s   r e s e a r c h   i s   t h a t   t h e r e   w a s   n o   e n e r g y   l o s s   f r o m   t h e   Z n O   b l o c k   t o   t h e   a i r   s u r r o u n d i n g   i t   d u e   t o   t h e   s m a l l   d u r a t i o n   o f   t i m e   b e t w e e n   i m p u l s e ,   w h i c h   w a s   o n l y   3 5   m s .   T h i s   i s   s u p p o r t e d   b y   D a r v e n i z a [ 1 9 9 3 ]   s t a t e m e n t   t h a t   f o r   i m p u l s e   d u r a t i o n   o f   l e s s   t h a n   1   s e c o n d   h e a t   l o s s   c a n   b e   n e g l e c t e d .             F i g u r e   6   T h e   r e s p o n s e   o f   Z n O   s a m p l e   A 2 . 5 K 3 0 . 2 . 1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 7 1     1 8 2   1 7 6     F i g u r e   7   T h e   r e s p o n s e   o f   Z n O   s a m p l e   A 2 . 5 K 3 0 . 2 . 2       F u t h e r ,   i t   c a n   b e   n o t i c e d     t h a t   w h e n   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   i s   z e r o ,   t h e   e n e r g y   o f   t h e   Z n O   b l o c k   d o e s n o t   c h a n g e .   T h i s   i s   l o g i c a l   b e c a u s e   d u r i n g   t h a t   t i m e ,   t h e   e n e r g y   o f   t h e   Z n O   b l o c k :   E = 0 = v i d t   ,   i f   i   =   0   t h e r e   i s   n o   e n e r g y   v a l u e   a d d e d   t o   t h e   e n e r g y   o b t a i n e d   b e f o r e .     H o w e v e r ,   t h e   r e s i d u a l   v o l t a g e   i s   n o t   a p p e a r e d   a s   w i d e   w a v e s h a p e   a s   t h e   o n e   b e f o r e   w h e n   t h e   f o l l o w i n g   g r o u p   o f   i m p u l s e   c u r r e n t s   i m p i n g e d   o n   t h e   Z n O   b l o c k ,   F i g u r e   7 ,   i n s t e a d   t h e r e   a r e   s e e n   a s   v e r y   n a r r o w   i m p u l s e   v o l t a g e s   f o l l o w e d   b y   z e r o   v o l t a g e   v a l u e .   T h i s   i s   a n   i n d i c a t i o n   t h a t   t h e   Z n O   b l o c k   h a s   b e e n   d a m a g e d .     3 . 2   T h e   Z n O   B l o c k   D a m a g e   d u e   t o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t   I n   o r d e r   t o   k n o w   t h e   e f f e c t   o f   h a v i n g   h i g h e r   v a l u e s   o f   t h e   p e a k   o f   i m p u l s e   c u r r e n t s   t o   Z n O   b l o c k s ,   a n   i n v e s t i g a t i o n   w a s   c o n d u c t e d   d e a l i n g   w i t h   t h r e e   d i f f e r e n t   p e a k   v a l u e s   o f   i m p u l s e   c u r r e n t ,   t h a t   w e r e   6 0 0   A   ( 0 , 1 2   p . u ) ,   1 3 0 0   A   ( 0 , 2 6   p . u ) ,   a n d   2 5 0 0   A   ( 0 , 5   p . u ) .   T h e   b a s i s   p . u .   v a l u e   w a s   t a k e n   f r o m   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   c u r r e n t   r a t i n g ,   w h i c h   i s     5 0 0 0   A .     T h e n   1 p . u   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   =   5 0 0 0   A .   T h i s   r e s e a c h   w a s   d o n e   b y   u s i n g   t h e   s a m e   n u m b e r   o f   Z n O   b l o c k   u n i t s ,   w h i c h   w e r e   1 4   u n i t s ,   f o r   e a c h   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t .   T h e   n u m b e r   o f   Z n O   b l o c k   d a m a g e d   c a n   b e   s e e n   i n   T a b l e   1 .   T h e   h i g h e r   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   v a l u e s   a p p l i e d ,   t h e   m o r e   p e r c e n t a g e   o f   t h e   Z n O   b l o c k   d a m a g e .         T a b l e     1 .     D a m a g e   s a m p l e s   o f   Z n O   b l o c k   d u e   t o   i m p u l s e   c u r r e n t   a t   3 0 ° C   I m p u l s e   I m p u l s e   T h e   N u m b e r   o f   T h e   D a m a g e   c u r r e n t   c u r r e n t   Z n O   B l o c k s   O f   Z n O   B l o c k   A   p . u .     %   6 0 0   0 . 1 2   1 4   2 8 . 5 7   1 3 0 0   0 . 2 6   1 4   5 0   2 5 0 0   0 . 5   1 4   1 0 0   N o t e   :     t h e   r a t i n g   c u r r e n t   o f   t h e   Z n O   a r r e s t e r   =     5 0 0 0   A   =   1   p . u .       D a t a   i n   T a b l e   1   p r o v e s   t h a t   t h e   h i g h e r   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   a p p l i e d   t o   Z n O   b l o c k ,   r e s u l t e d   i n     t h e   h i g h e r   o f   i m p u l s e   e n e r g y   g i v e n   t o   Z n O   b l o c k   t h e n   r e s u l t e d   i n   t h e   h i g h e r   t e m p e r a t u r e   o f   i t .   T h e   h i g h e r   t e m p e r a t u r e   m a y   p r o d u c e   s o m e   c h a n g e   i n   i n t e r g r a n u l a r   m a t e r i a l   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T h e   D a m a g e   o f   Z n O   A r r e s t e r   B l o c k   D u e   T o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s   ( T a r c i c i u s   H a r y o n o )   1 7 7   t h e   Z n O   b l o c k .   W h e n   t h e   t e m p e r a t u r e   w a s   f u t h e r   r a i s e d   h i g h e r   t h a n   u p p e r   t h e r m a l   s t a b i l i t y   l i m i t   o f   t h e   Z n O   b l o c k ,     t h e   Z n O   b l o c k   d a m a g e   r e s u l t s   w e r e   o b t a i n e d .   I n   t h i s   c a s e   t h e   d a m a g e   o f   t h e   Z n O   b l o c k   w e r e   i n   t h e   f o r m   o f   l o w   i m p e d a n c e   o f   t h e   Z n O   b l o c k s .     3 . 3   T h e   E f f e c t   o f   t h e   A p p l i c a t i o n   o f   M u l t i p l e   o f   I m p u l s e   C u r r e n t   t o   5 0   H z   Z n O   b l o c k   I m p e d a n c e   B e f o r e   a n d   a f t e r   a   Z n O   b l o c k   b e i n g   s t r o k e n   b y   m u l t i p l e     i m p u l s e   c u r r e n t s ,   5 0   H z   a l t e r n a t i n g   c u r r e n t   w a s   f l o w n   t h r o u g h   i t   a t     3 0 0 0   v o l t   ( =   0 . 8 8   p . u ,   w i t h   1   p . u .   =   3 4 2 8   v o l t ,   t h e   r a t i n g   o f   a   Z n O   a r r e s t e r   h a v i n g   7   Z n O   b l o c k s   =   2 4   k V .   T h e n   t h e   n o m i n a l   v o l t a g e   o f   o n e   Z n O   b l o c k   =   2 4   k V / 7   =   3 4 2 8   v o l t   =   1   p . u . ) .   B o t h   v a l u e   o f   c u r r e n t s   c a n   t h e n   b e   c o m p a r e d   i n   o r d e r   t o   p r o v i d e   s o m e   i n f o r m a t i o n   r e l a t e d   t o   t h e   r e s u l t s .   F o r   6 0 0   A   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t ,   t h e   Z n O   b l o c k   d i d   n o t   e x p e r i e n c e   a n y   d a m a g e ,   s e e   F i g u r e   8 .   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w i n g   t h r o u g h   t h e   Z n O   b l o c k   w a s   t o o   s m a l l   t o   m a k e   s o m e   c h a n g e   i n   i t s   i n t e r g r a n u l a r   m a t e r i a l   l o c a t i n g   i n   t h e   a r e a   b e t w e e n   t h e   Z n O   b l o c k   c r y s t a l s .     W h e n   t h e   p e a k   v a l u e   o f     t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   i n c r e a s e d   t o   2 5 0 0   A   a n d   i t   s t r o k e   t h e   Z n O   b l o c k ,     t h e   Z n O   b l o c k   b e c a m e   d a m a g e .   T h i s   i s   s e e n   a s   t h e   d i f e r e n c e   i n   i t s   5 0   H z   i m p e d a n c e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   Z n O   b l o c k ,   s e e   F i g u r e   8   a n d   T a b l e   2 .   W h e n   a   Z n O   b l o c k   h a d   b e e n   d a m a g e d   b y   a   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t ,   i n   t h e   f r e q u e n c y   o f   5 0   H z ,   t h e r e   w a s   a n   i n c r e a s e   i n   l e a k a g e   c u r r e n t   b y   a b o u t   1 0 0 0   t i m e s   f r o m   0 . 1 2   m A   i n c r e a s i n g   t o   1 0 0   m A   o r   i n   t e r m   o f   i m p e d a n c e ,   t h e   Z n O   i m p e d a n c e   s h a p l y   d e c r e a s e d ,   f r o m   1 6   M o h m s   t o   0 . 0 0 2   M o h m s .   T h e   c h a n g e   i n   t h e   v a l u e   o f   c u r r e n t   f l o w i n g   t h r o u g h   t h e   Z n O   b l o c k   i s   d u e   t o   t h e   c h a n g e   i n   t h e   p h y s i c a l   p r o p e r t i e s   r e s u l t i n g   i n   i t s   e l e c t r i c a l   p r o p e r t i e s   o f   i n t e r g r a n u l a r   m a t e r i a l s   l o c a t e d   b e t w e e n   Z n O   c r y s t a l s .   T h i s   i s   s u p p o r t e d   b y   F u j i w a r a [ 1 1 ]   m e n t i o n i n g   t h a t   t h e   i n t e r g r a n u l a r   r e g i o n   i s   t h e   p a r t   w h e r e   t h e   s t r o n g   n o n l i n e a r   V - I   c h a r a c t e r i s t i c   o r i g i n a t e s .   T h e r e f o r e ,   t h e   e l e c t r i c   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   e l e m e n t   i s   v e r y   s e n s i t i v e   t o   t h e   a d d i t i v e s ,   t h e i r   c o m p o s i t i o n   a n d   s i n t e r i n g   p r o c e s s .   I n   a d i t i o n ,   i t   i s   m e n t i o n e d   t h a t   t h e   Z n O   g r a i n     h a s   o n l y   l o w   v a l u e   o f   r e s i s t a n c e .   B e f o r e   t h e   Z n O   b l o c k   i s   d a m a g e ,   t h e   i n t e r g r a n u l a r   m a t e r i a l   p r o v i d e s   n o n   l i n e a r   i m p e d a n c e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   Z n O   b l o c k .   I t   m e a n s   t h a t   a t   l o w   v a l u e   o f   v o l t a g e ,   t h e   Z n O   i m p e d a n c e   i s   h i g h   w h i l e   a t   h i g h   v o l t a g e   v a l u e ,     t h e   Z n O   i m p e d a n c e   i s   l o w .   A f t e r   t h e   Z n O   b l o c k   d a m a g e ,   t h e   n o n   l i n e a r   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   Z n O   b l o c k   i s   n o t   a b l e   t o   r e t u r n   b a c k   t o   i t s   o r i g i n a l   v a l u e   a n y m o r e .   I n   t h i s   c o n d i t i o n ,     t h e   i m p e d a n c e   i s   g r e a t l y   d e c r e a s e d ,   s e e   F i g u r e   9 .   T h e   t r e e   c u r v e s   a t   l o w e r   p a r t   o f   t h i s   f i g u r e   r e p r e s e n t e d   t h e   c h a r a c t e r i s t i c   o f   t h e   d a m a g e d   Z n O   b l o c k s .   T h e r e f o r e ,   t h e   d a m a g e d   Z n O   b l o c k s   c a n n o t   b e   u s e d   a s   e l e c t r i c a l   e q u i p m e n t   l i g h t n i n g   p r o t e c t i o n   m e a n s   a n y m o r e .           F i g u r e   8     T h e   i m p e d a n c e   o f   Z n O   b l o c k   b e f o r e   a n d   a f t e r   t h e   I m p l e m e n t a t i o n   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   s t r i k e       T a b e l   2     T h e   5 0   H z   a n d     3 0 0 0   V o l t   c u r r e n t   a n d   i m p e d a n c e   o f   n e w     a n d   d a m a g e d   Z n O   b l o c k   N e w   Z n O   b l o c k   D a m a g e   Z n O   b l o c k   C u r r e n t   ( m A )   I m p e d a n c e   ( M o h m )   C u r r e n t   ( m A )   I m p e d a n c e   ( M o h m )   0 . 1 2 - 0 . 1 8   1 5 - 1 9   1 0 0 - 1 5 0 0   0 . 0 0 2 - 0 . 0 2 0     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 7 1     1 8 2   1 7 8                             F i g u r e   9   T h e   c h a n g e   i n   Z n O   i m p e d a n c e   d u e   t o   Z n O   b l o c k   d a m a g e       3 . 4     R e s i d u a l   V o l t a g e   o f   Z n O   W h e n   e a c h   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t     h a v i n g   v a r i o u s   p e a k   v a l u e s   o f   6 0 0   A   =   0 . 1 2   p . u ,   1 3 0 0   A   =   0 . 2 6   p . u . ,   a n d   2 5 0 0   A   =   0 . 5   p . u . ,   w a s   i n d i v i d u a l l y   f l o w n   t h r o u g h   a   Z n O   b l o c k ,   t h e   v o l t a g e   a c r o s s   t h e   Z n O   b l o c k ,   w h i c h   w a s   c a l l e d   Z n O   r e s i d u a l   v o l t a g e ,   c a n   b e   m e a s u r e d .   W h e n   t h e   Z n O   b l o c k   w a s   s t i l l   g o o d ,   t h e   r e s i d u a l   v o l t a g e   r e c o r d e d   w a s   l o w e r   t h a n   B I L   o f   e q u i p m e n t   i n s u l a t i o n .   T h e   d a t a   o b t a i n e d   f r o m   i n v e s t i g a t i o n ,   w h i c h   w a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 0 ,   r e v e a l e d   t h a t   g o o d   Z n O   b l o c k   p r o v i d e d   g o o d   r e s i d u a l   v o l t a g e ,   w h i c h   w a s   a b o u t   1 . 8   p . u .   H o w e v e r ,   d a t a   i n s i d e   t h e   s q u a r e   l i n e   s h o w e d   t h a t   t h e   h i g h e r   t h e   m a x i m u m   v a l u e   o f   Z n O   i m p u l s e   c u r r e n t s   r e s u l t e d   i n     m o r e   d e c r e a s e   i n   t h e   v a l u e   o f   Z n O   r e s i d u a l   v o l t a g e s .   M a t h e m a t i c a l   r e g r e s s i o n   f o r m u l a s   w a s   m a d e   u s i n g   t h e   o r d e r   o f   5   w i t h   c o e f i c i e n t   o f   d e t e r m i n a t i o n   o f   R 2   =   0 . 2 8 6 9 .   T h i s   s m a l l e r   v a l u e   o f   t h e   c o e f i c i e n t   o f   d e t e r m i n a t i o n   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   e x p e r i m e n t   d a t a   o b t a i n e d   w e r e   s o   w i d e l y   s c a t t e r e d .   E v e n t h o u g h   t h e   d a t a     o b t a i n e d   a r e   w i d e l y   s c a t t e r e d ,   a t   l e a s t ,   i t   s h o w s   t h e   t r e n d   o f   t h e   Z n O   b l o c k   r e s i d u a l   v o l t a g e   i n   c o n j u n c t i o n   t o   t h e   m a x i m u m   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   v a l u e s .         F i g u r e   1 0   D a m a g e   Z n O   c a u s i n g   t h e   d e c r e a s e   i n   Z n O   r e s i d u a l   v o l t a g e     V o l t a g e   1   p . u .     =     3 4 2 8   v o l t ,       M a x i m u m   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   1   p . u .     =     5 0 0 0   A       W h e n   a n o t h e r   i m p u l s e   c u r r e n t   i m p i n g e d   o n   a   d a m a g e d   Z n O   b l o c k ,   t h e   r e s i d u a l   v o l t a g e   w a s   d e c r e a s e d   t o w a r d     a   v a l u e   o f   0 = V r e s   v o l t .     3 . 5   D i f f e r e n t   K i n d s   o f   Z n O   D a m a g e   d u e   t o   t h e   A p p l i c a t i o n   o f   M u l t i p l e   I m p u l s e     C u r r e n t s   T h e   a p p l i c a t i o n   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t s     t o   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k s     m a y   r e s u l t   i n   t h r e e   d i f f e r e n t   Z n O   b l o c k   c o n d i t i o n s .   T h e   f i r s t   c o n d i t i o n   i s   t h a t   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k s   i s   s t i l l   g o o d .   T h e   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t     i s   t o o   s m a l l   t o   m a k e   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M N I K A     I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0       T h e   D a m a g e   o f   Z n O   A r r e s t e r   B l o c k   D u e   T o   M u l t i p l e   I m p u l s e   C u r r e n t s   ( T a r c i c i u s   H a r y o n o )   1 7 9   b l o c k s   d a m a g e d . T h e   s e c o n d   c o n d i t i o n   i s   t h a t   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   w a s   d a m a g e d   d u e   t o   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k   b e i n g   o p e n   c i r c u i t .   T h e   t h i r d   c o n d i t i o n   i s   t h a t   t h e   d a m a g e d   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k     i s   i n   t h e   f o r m   o f   s h o r t   c i r c u i t   [ 1 0 ]     W h e n   a   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k     w a s   s t r o k e n     b y   a   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   h a v i n g   a   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   o f   1 3 0 0   A   u n d e r   r o o m   t e m p e r a t u r e   o f   3 0 ° C ,   t h e   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k   w a s   b r o k e n   i n t o   p i e c e s ,   s e e   u p p e r   l e f t   p a r t   o f   F i g u r e   1 1   ( a ) ,   a t   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   f o u r t h   i m p u l s e   c u r r e n t .   T h i s   c o n d i t i o n   i s   v e r y   r a r e   t o   h a p p e n .   P l e a s e   c o m p a r e   t h e   b r o k e n   o n e   w i t h   t h e   g o o d   o n e   o n   l o w e r   r i g h t   p a r t   o f   F i g   1 1   ( a ) .   M u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t s   a p p l i e d   t o   Z n O   l i g h t n i n g   a r r e s t e r   b l o c k s   t h a t   r e s u l t e d   i n   i t s   f a i l u r e s   o f t e n l y   f o u n d   i n   t h e   f o r m   o f   Z n O   b l o c k   c r a c k s ,   s e e   F i g u r e   1 1   ( b ) .     T h i s   w a s   c a u s e d   b y     t h e   f a c t   t h a t   t h e   i m p u l s e   e n e r g y   g i v e n   t o   t h e   Z n O   b l o c k   p r o d u c e d   u n h o m o g e n   t h e r m a l   s t r e s s   t o   t h e   Z n O   a r r e s t e r   b l o c k s .   T h i s   t h e r m a l   s t r e s s e s   w a s   c a u s e d   b y   n o n   u n i f o r m   t e m p e r a t u r e   d i s t r i b u t i o n   [ 8 ]   i n   t h e   Z n O   b l o c k .   I f   t h e   t h e r m a l   s t r e s s e s   i s   h i g h e r   t h a n   f a i l u r e   s t r e s s   o f   t h e   m a t e r i a l ,   i t   c a n   l e a d   t o   c r a c k i n g .   T h a t   w a s   w h y ,   w h e n   t h e   n e x t   i m p u l s e   s t r i k e s   t h e   Z n O   b l o c k ,   t h e   f l a s h o v e r   h a p p e n e d   t h r o u g h   t h e   c r a c k e d   p a r t   p a t h   ( t h e   o p e n   p a r t   h a v i n g   a i r   c o n t e n t ) .   A s   t h e   r e s u l t ,   t h e r e   w a s   n o   a d d i t i o n   e n e r g y   a b s o r b e d   b y   Z n O   b l o c k   a n d   t h e   d i f f e r e n c e   i n   t e m p e r a t u r e   m e a s u r e d   b e f o r e   a n d   a f t e r   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   v e r y   s m a l l ,   w h i c h   w a s   l e s s   t h a n   1 , 1 ° C   w h i l e   i t   w a s   i n   t h e   r a n g e   o f     2 1 , 2 ° C   u p   t o   3 1 , 9 ° C   f o r     g o o d   Z n O   b l o c k   a t   1 3 0 0   A   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t ,   s e e   T a b l e   3 .                                                           F i g u r e   1 1 .   Z n O   b l o c k   d a m a g e s :                                                                   ( a )   Z n O   b l o c k   b r o k e n   i n t o   p i e c e s   a n d   n e w   Z n O   b l o c k                                                                   ( b )   Z n O   b l o c k   c r a k e d   p a r t s   ( s h o r t   c i r c u i t )       I t   i s   c l e a r   f r o m   T a b l e   3   t h a t   t h e   b o l d e d   s a m p l e   c o d e s   g i v e   t h e   i n f o r m a t i o n   t h a t   t h e   Z n O   s a m p l e s   h a v e   b e e n   d a m a g e d ,   w h i l e   u n b o l d e d   o n e s   i n f o m   t h a t   t h e   Z n O   s a m p l e   a r e   s t i l l   g o o d .   T h e   l a r g e s t   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w e d   t h r o u g h   t h e   g o o d   Z n O   b l o c k   w a s   o n l y   1 6 1 5 . 4   A   b e l o n g e d   t o   s a m p l e   h a v i n g   t h e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 2 . 1 ,   w h i l e   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w e d   t h r o u g h   t h e   Z n O   b l o c k s   m a k i n g   t h e   Z n O   b l o c k   d a m a g e d   d u e   t o   t h e   c u r r e n t   v a l u e     o f   2   u p   t o   5   t i m e s   a s   m u c h .   T h e   g o o d   Z n O   b l o c k   e n e r g y   d e n s i t i e s   h a v e   a   r a n g e   o f   2 0 2 . 7   u p   t o   3 5 2   j o u l e / c m 3 ,   s e e   d a t a   i n   T a b l e   3   i n   c o l u m n   4   a t   u n b o l d e d   d a t a ,     w h i l e   t h e   e n e r g y   d e n s i t i e s   o f   d a m a g e d   Z n O   b l o c k s   m a k i n g   l o w   t e m p e r a t u r e   r i s e ,   w h i c h   a r e   h a v i n g   t h e   r a n g e   o f   0 . 2   ( b e l o n g e d   t o   s a m p l e   w i t h   s a m p l e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 3 )   u p   t o   1 , 1   (   b e l o n g e d   t o   s a m p l e   w i t h   s a m p l e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 6 )   J o u l e / c m 3     T h e   m a x i m u m   e n e r g y   d e n s i t y   a l l o w e d   t o   b e   g i v e n   t o   a   Z n O   b l o c k   i s   d e t e c t e d   b y   t h e   d a t a   o f   s a m p l e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 1 ,   s e e   T a b l e   3 .   F o r   t h i s   s a m p l e ,   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   n e a r l y   t h r e e   t i m e s   o f   1 3 0 0   A   ( t h e   p e a k   v a l u e   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   a p p l i e d ) ,   t h e   e n e r g y   d e n s i t y   w a s   s t i l l   h i g h   a n d   t h e   d i f f e r e n t   i n   t h e   Z n O   b l o c k   t e m p e r a t u r e   a f t e r   a n d   b e f o r e   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   s t i l l   h i g h   t o o ,   w h i c h   w a s   3 4 . 3 ° C .   T h i s   i s   t h e   i n d i c a t i o n   t h a t   i m p u l s e   c u r r e n t   s t i l l   f l o w e d   t h r o u g h   Z n O   m a t e r i a l   m a k i n g   i t s   e n e r g y   d e n s i t y   b e i n g   h i g h ,   w h i c h   w a s   3 1 5 . 2   J o u l e / c m 3   a n d   t e m p e r a t u r e   r a i s e   w a s   a l s o   h i g h ,   w h i c h   w a s   3 4 . 3 ° C .   H o w e v e r ,   a f t e r   t h e   Z n O   b l o c k   f a i l u r e   o c c u r e d ,   a n d   t h e   f o l l o w i n g   g r o u p   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   f l o w e d   t h r o u g h   i t ,   i t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                      I S S N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L K O M N I K A     V o l .   9 ,   N o .   1 ,     A p r i l   2 0 1 1   :     1 7 1     1 8 2   1 8 0 r e s u l t e d   i n   t h e   l o w   e n e r g y   d e n s i t y   o f   Z n O   b l o c k ,     w h i c h   w a s   3 6 . 4   J o u l e / c m 3   a n d   l o w   r a i s e   i n   Z n O   t e m p e r a t u r e ,     w h i c h   w a s   0 . 7 ° C .   T h i s   c o n d i t i o n   c a n   b e   e x p l a i n e d   a s   f o l l o w s .   B e c a u s e   t h e   Z n O   b l o c k   h a d   b e e n   c r a c k e d   b y   t h e   p r e v i o u s   a p p l i c a t i o n   g r o u p   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   ( s a m p l e   c o d e   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 1 ) ,   s o   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   n e x t   m u l t i p l e   c u r r e n t   p r o d u c e d   t h e   f l o w   o f   i m p u l s e   c u r r e n t   b e i n g   n o t   t h r o u g h   t h e   Z n O   m a t e r i a l ,   b u t   t h r o u g h   t h e   c r a c k e d   p a r t   o n e ,   i t   m e a n s   t h r o u g h   t h e   a i r   w i t h i n   t h e   c r a c k .   T h e r e f o r e   t h e   e n e r g y   d e n s i t y   o f   t h e   Z n O   w a s   l o w   a n d   a l s o   t h e   Z n O   t e m p e r a t u r e   a f t e r   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   l o w   t o o .       T a b l e   3     E n e r g y   d e n s i t y   a n d   t e m p e r a t u r e   o f   g o o d   a n d   d a m a g e   Z n O   b l o c k s   w h e n   s t r o k e n   b y   1 3 0 0   A     m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t s   a t   3 0 ° C   r o o m   t e m p e r a t u r e   S a m p l e   I m p u l s e   c u r r e n t   I m p u l s e   c u r r e n t   E n e r g y   d e n s i t y   o f   T e m p e r a t u r e   ( ° C )   C o d e   N u m b e r   A   Z n O   b l o c k   o f   t h e   Z n O   b l o c k               J o u l e / c m 3   B e f o r e   A f t e r   -   B e f o r e   A 1 . 3 k 3 0 . 2 . 1   3   1 6 1 5 . 4   2 2 3 . 3   2 9 . 6   3 2 . 7   A 1 . 3 k 3 0 . 2 . 2   2   1 5 8 3 . 5   2 7 9 . 5   3 0 . 9   3 1 . 9   A 1 . 3 k 3 0 . 4 . 1   4   1 4 9 9 . 3   3 5 2   2 7 . 8   2 6 . 8   A 1 . 3 k 3 0 . 4 . 2   4   1 1 5 3 . 4   2 5 2 . 8   2 8 . 3   2 9 . 9   A 1 . 3 k 3 0 . 4 . 3   5   3 5 2 6 . 2   2 3 2 . 8 * )   2 9 . 2   2 5 . 2 * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 1   4   4 7 8 2 . 6   3 1 5 . 2 * )   2 5 . 8   3 4 . 3 * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 2   5   7 2 9 9   3 6 . 4 * * )   2 7 . 1   0 . 7 * * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 3   5   7 9 6 4   2 2 . 2 * * )   2 6 . 9   0 . 2 * * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 4   5   8 1 0 7 . 1   4 5 . 1 * * )   2 6 . 6   0 . 5 * * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 5   5   6 6 3 4 . 3   2 2 . 7 * * )   2 6 . 8   0 . 8 * * )   A 1 . 3 k 3 0 . 6 . 6   5   8 1 7 4 . 5   3 5 . 2 * * )   2 6 . 6   1 . 1 * * )   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 1   4   1 2 2 9 . 1   2 2 3 . 7   2 5 . 8   2 5 . 5   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 2   4   1 3 3 8 . 6   2 5 5 . 4   2 7 . 6   2 4 . 8   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 3   4   1 4 1 1 . 8   2 1 8 . 1   2 8 . 6   2 1 . 4   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 4   4   1 3 6 3 . 8   2 2 4 . 3   2 8 . 4   2 1 . 9   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 5   4   1 3 6 3 . 8   2 0 2 . 7   2 9 . 1   2 5 . 5   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 6   4   1 4 1 4 . 3   2 0 6 . 8   2 9 . 1   2 3 . 4   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 7   4   1 4 2 2 . 7   2 3 9 . 4   2 9 . 1   2 1 . 3   A 1 . 3 k 3 0 . 8 . 8   4   1 3 3 0 . 1   2 1 0 . 7   2 9 . 1   2 5 . 1   N o t e   :                     Be f o r e                           :   m e a n s   b e f o r e   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   t h e   m u l t i p l e   i l m p u l s e   c u r r e n t       Af t e r   -   B e f o r e     :   t e m p e r a t u r e   r i s e   o r     t h e   d i f f e r e n t   i n   t e m p e r a t u r e   v a l u e s   a f t e r   a n d   b e f o r e                                                           t h e   a p p l i c a t i o n   o f   m u l t i p l e   i m p u l s e   c u r r e n t       * )   t h e   c o n d i t i o n s   r e l a t e d   t o   t h e   Z n O   b l o c k   c r a k e d   s t a r t e d   t o   h a p p e n       * * )   t h e   c o n d i t i o n s   a f t e r   t h e   Z n O   b l o c k   c r a k e d   h a s   b e e n   c r e a t e d       D i f f e r e n t   c o n d i t i o n   w a s   e x p e r i e n c e d   b y   t h e   s a m p l e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 4 . 3 ,   s e e   T a b l e   3 .   T h i s   c o n d i t i o n   i n d i c a t e d   t h a t   t h e   s a m p l e   s t a r t e d   t o   b e   d a m a g e d .   T h e   i n d i c a t i o n   i s   t h a t   t h e   m a x i m u m   e n e r g y   d e n s i t y   a l l o w e d   t o   c r e a t e   t h e   d a m a g e   t o   Z n O   b l o c k   w a s   2 3 2 . 8   J o u l e / c m 3 T h e   t e m p e r a t u r e   r i s e   w a s   s t i l l   h i g h   2 5 . 2 ° C .   C e r t a i n l y ,   t h e   i m p u l s e   c u r r e n t   s t i l l   f l o w e d   t h r o u g h   t h e   Z n O   m a t e r i a l .   T h e   r e s u l t   w a s   t h a t   t h e   Z n O   c r a c k   c r e a t e d .   I f   t h e   n e x t   g r o u p   i m p u l s e   c u r r e n t   w a s   f l o w n ,   t h e n   m o s t   o f   i m p u l s e   c u r e n t   w o u l d   f l o w   t h r o u g h   t h e   c r a c k e d   p a r t ,   t h e   e n e r g y   d e n s i t y   o f   Z n O   b l o c k ,   a s   t h e   r e s u l t ,   w o u l d   b e   l o w ,   a n d   s o   t h e   Z n O   b l o c k   t e m p e r a t u r e   r i s e .   H o w e v e r   t h i s   c o n d i t i o n   n e v e r   h a p p e n e d   d u e   t o   n o   s a m p l e   c o d e   o f   A 1 . 3 k 3 0 . 4 . 4   i n   T a b l e   3 ,   i n   o t h e r   w o r d s ,   t h e   e x p e r i m e n t   w a s   n o t   t o   b e   c o n t i n u e d   f o r   t h e   n e x t   g r o u p   o f   m u l t i p l e   o f   i m p u l s   c u r r e n t .     3 . 6   I n f r a   R e d   S p e c t r o s c o p e   a n d   X   r a y   S p e c t r o s c o p e     I n f r a   r e d   s p e c t r o s c o p e   d i s p e r s   e l e c t r o m a g n e t i c   e n e r g y ,   i n   t h i s   c a s e   i n f r a   r e d   e n e r g y ,   a n d     a p p l i e d   t o   s o m e     m a t e r i a l .   S o m e   f r e q u e n c y     i s   a b s o r b e d   b y   t h e   m a t e r i a l .   T h e   d i f f e r e n c e   a t   t h e   f r e q u e n c y   v a l u e ,   a t   w h i c h   t h e   i n f r a   r e d   e n e r g y   i s   m o r e   a b s o r b e d   b y   t h e   m a t e r i a l   i n d i c a t i n g   d i f f e r e n t   c h e m i c a l   c o m p o u n d s   o f   t h e   m a t e r i a l   i n v e s t i g a t e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.