ओवरज प्रोटेक्टिव डिवाइस (एसपीडी) एक उपकरण है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरण को पावर ओवरज या अस्थायी वोल्टेज से बचाने के लिए किया जाता है।वे सुरक्षा की जरूरत है कि भार बिजली सर्किट के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं और भी सभी स्तरों पर बिजली की आपूर्ति नेटवर्क में इस्तेमाल किया जा सकता हैइस लेख में अधिभार सुरक्षा उपकरणों के कार्य सिद्धांत और विद्युत प्रणालियों में उनकी महत्वपूर्ण भूमिका पर गहराई से चर्चा की जाएगी।

उछाल क्या है?

वोल्टेज जो कि माइक्रोसेकंड के क्रम में अवधि के साथ kilovolts के दसियों तक पहुँच सकते हैं पर सर्ज क्षणिक हैं। उनकी छोटी अवधि के बावजूद,उच्च ऊर्जा सामग्री लाइन से जुड़े उपकरणों के लिए गंभीर समस्याएं पैदा कर सकती है जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों का समय से पहले उम्र बढ़ने, उपकरण की विफलता या सेवा में व्यवधान और वित्तीय हानि।

उछाल की उत्पत्ति

बिजली के सबसे महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में जाना जाता है झटके एक मिलियन से एक अरब वोल्ट और 10,000 से 200,000 एम्पियर के बीच दर्ज किए गए हैं।बिजली केवल एक सुविधा में सभी क्षणिक घटनाओं का एक हिस्सा बनाता हैचूंकि अस्थायी विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्युत विद्य

बिजलीः बिजली का सबसे विनाशकारी स्रोत। आईईसी 61643-12 मानक के आधार पर, बिजली से ऊर्जा 200 केए तक पहुंच सकती है। हालांकि संदर्भ के लिए,अनुमानों के अनुसार 65% 20kA से कम और 85% 35kA से कम हैं।.

प्रेरणः स्रोतों में बादल से बादल तक बिजली या पास के बिजली के प्रभाव शामिल हैं जहां वर्तमान प्रवाह आपूर्ति लाइनों या अन्य धातु कंडक्टरों पर ओवर वोल्टेज का कारण बनता है।

वास्तव में यह जानने का कोई तरीका नहीं है कि कब, कहाँ, आकार, या एक लहर की अवधि / तरंग रूप।इसलिए मानकों के भीतर कुछ धारणाएं बनाई गई हैं और विभिन्न उछाल घटनाओं का अनुकरण करने के लिए 2 मुख्य तरंगों का चयन किया गया है:

- संचालक

प्रवाह या 10/350μs बिजली के प्रत्यक्ष प्रभाव से ऊर्जा का अनुकरण करता है।

- प्रेरण
प्रेरण या 8/20μs अप्रत्यक्ष बिजली के प्रभाव से ऊर्जा का अनुकरण करता है।

आंतरिक स्रोत:

- वे उपयोगिता ग्रिड स्विचिंग, मोटर्स या अन्य प्रेरक भारों के डिस्कनेक्शन से आते हैं। इन स्रोतों से ऊर्जा का विश्लेषण 8/20 तरंग रूप के साथ भी किया जाता है।

- अस्थायी ओवर वोल्टेज केवल विद्युत वितरण लाइनों में नहीं होती है, बल्कि धातु कंडक्टरों से बनी किसी भी लाइन में भी आम होती है, जैसे टेलीफोनी, संचार, माप और डेटा।

ओवरस्पीड प्रोटेक्शन डिवाइस की भूमिका

अधिभार सुरक्षा उपकरण अधिभार धाराओं को बदलकर या सीमित करके अस्थायी वोल्टेज को नियंत्रित करते हैं, जो उनसे जुड़े संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, जैसे कंप्यूटर, टेलीविजन,वाशिंग मशीनें, और सुरक्षा सर्किट (जैसे आग का पता लगाने के सिस्टम और आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था) । इन उपकरणों में संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक सर्किट होते हैं जो क्षणिक अधिभार से क्षति के लिए प्रवण होते हैं; इस प्रकार,विद्युत स्थापना प्रणालियों की सुरक्षा में अधिभार सुरक्षा उपकरण महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं.

उचित एसपीडी के बिना, क्षणिक घटनाएं इलेक्ट्रॉनिक उपकरण को नुकसान पहुंचा सकती हैं और महंगे डाउनटाइम का कारण बन सकती हैं।विद्युत उपकरणों की सुरक्षा में अधिभार सुरक्षा उपकरणों के महत्व को अतिरंजित नहीं किया जा सकता है.

एसपीडी कैसे काम करता है?

एसपीडी का कम से कम एक गैर-रैखिक घटक है, जो विभिन्न परिस्थितियों में, उच्च और निम्न प्रतिबाधा स्थिति के बीच संक्रमण करता है।एसपीडी उच्च प्रतिबाधा स्थिति में हैं और सिस्टम को प्रभावित नहीं करते हैंजब सर्किट पर एक अस्थायी वोल्टेज होता है, तो एसपीडी संवहन (या कम प्रतिबाधा) की स्थिति में चला जाता है और अस्थायी ऊर्जा और वर्तमान को अपने स्रोत या जमीन पर वापस ले जाता है।यह एक सुरक्षित स्तर के लिए वाल्टेज आयाम को सीमित या clamps. पारगमन को मोड़ने के बाद, एसपीडी स्वचालित रूप से अपनी उच्च प्रतिबाधा स्थिति में वापस सेट हो जाता है.

अधिभार रक्षक का कार्य सिद्धांत निम्नानुसार है:

- सामान्य संचालन

अधिभार की अनुपस्थिति में, अधिभार सुरक्षा उपकरण का उस प्रणाली पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है जिसमें यह स्थापित है। यह एक खुले सर्किट के रूप में कार्य करता है,

सक्रिय कंडक्टरों और जमीन के बीच अलगाव।

- बाढ़ के दौरान
जब एक वोल्टेज बढ़ोतरी होती है, बढ़ोतरी सुरक्षा डिवाइस नैनो सेकंड में अपने प्रतिबाधा को कम करेगा और बढ़ोतरी वर्तमान को विचलित करेगा।

इस बिंदु पर, एसपीडी एक बंद सर्किट की तरह व्यवहार करता है, ओवरवोल्टेज को शॉर्ट-सर्किट करता है और इसे विद्युत रूप से जुड़े उपकरणों के लिए स्वीकार्य मानों तक सीमित करता है।

डाउनस्ट्रीम उपकरण।

- सर्जरी के बाद
एक बार पल्स बढ़त बंद हो जाता है, बढ़त सुरक्षा डिवाइस अपने मूल प्रतिबाधा बहाल करेगा और खुले सर्किट की स्थिति में लौटने, जारी रखने के लिए

विद्युत प्रणाली में वोल्टेज की स्थिति की निगरानी करें।

3P या 4P? N-PE पोल की आवश्यकता कब होती है?

अधिभार सुरक्षा उपकरण (एसपीडी) विद्युत उपकरण से समानांतर में ऐसी स्थिति में स्थापित होते हैं कि किसी भी अत्यधिक वोल्टेज घटना के दौरान,एसपीडी पृथ्वी के लिए एक कम प्रतिबाधा पथ के रूप में कार्य करेगायह उच्च वोल्टेज ऊर्जा को उसके वोल्टेज प्रतिरोध रेटिंग से अधिक होने से पहले डाउनस्ट्रीम उपकरण से दूर कर देता है जिससे क्षति से बचा जा सकता है।

एसपीडी के संबंध में एक सामान्य प्रश्न तीन ध्रुवीय और चार ध्रुवीय उपकरणों के अनुप्रयोग के बीच अंतर है।तटस्थ कंडक्टर सीधे पृथ्वी से जुड़ा हुआ है (MEN लिंक)यदि एसपीडी को इस एमईएन लिंक से 10 मीटर के दायरे में स्थापित किया जाना है, तो केवल 3 पोल डिवाइस की आवश्यकता होती है।अतिरिक्त एन-पीई ध्रुव 4 ध्रुव उपकरणों द्वारा प्रदान की इस स्थिति में अनावश्यक बना दिया जाता है के रूप में वहाँ पहले से ही MEN लिंक के माध्यम से तटस्थ के माध्यम से पृथ्वी के लिए एक रास्ता है.

हालांकि, यदि एक एसपीडी को एक एमईएन लिंक से 10 मीटर से अधिक दूर स्थापित किया जाता है, तो एक 4 पोल एसपीडी की आवश्यकता होती है।एक वृद्धि ऊर्जा अब MEN लिंक के बाद नेटवर्क में प्रवेश करने और डाउनस्ट्रीम उपकरण को नुकसान पहुंचाने की क्षमता है.

सुरक्षा उपकरणों का वर्गीकरण

सुरक्षा यंत्रों को डिस्चार्ज क्षमता के अनुसार प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है।

प्रकार 1:
■ 10/350 μs तरंग रूप (श्रेणी I परीक्षण) के साथ परीक्षण किया गया, जो प्रत्यक्ष बिजली के प्रहार से उत्पन्न धारा का अनुकरण करता है।
■ पृथ्वी पर बहुत उच्च धाराओं को निष्कासित करने की क्षमता, एक उच्च अप-वोल्टेज सुरक्षा स्तर प्रदान करना।

■ इसके साथ डाउनस्ट्रीम टाइप 2 प्रोटेक्टर भी होने चाहिए। इनपुट पावर सप्लाई पैनलों में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है जहां बिजली के झटके का खतरा है।

उच्च है, उदाहरण के लिए बाहरी सुरक्षा प्रणाली वाली इमारतों में।

प्रकार 2:
■ 8/20 μs तरंग रूप (क्लास II परीक्षण) के साथ परीक्षण किया गया, जो स्विचिंग या बिजली के हमले की स्थिति में उत्पन्न करंट का अनुकरण करता है।

वितरण लाइन या उसके आसपास।
■ पृथ्वी पर उच्च धाराओं को निष्कासित करने की क्षमता, एक मध्यम अप-वोल्टेज सुरक्षा स्तर प्रदान करना।

बिजली के झटके के लिए कम जोखिम वाले क्षेत्रों में टाइप 1 सुरक्षकों के नीचे या आने वाले बिजली आपूर्ति पैनलों में।

प्रकार 3:
■ एक संयुक्त 1.2/50 μs - 8/20 μs तरंग रूप (क्लास III परीक्षण) के साथ परीक्षण किया गया, जो वर्तमान और वोल्टेज का अनुकरण करता है जो उपकरण तक पहुंच सकता है

संरक्षित किया जाना है।
■ मध्यम धाराओं को पृथ्वी पर छोड़ने की क्षमता, जो एक कम अप-वोल्टेज सुरक्षा स्तर प्रदान करती है।

संवेदनशील उपकरण या प्रकार 2 उपकरण से 20 मीटर से अधिक नीचे स्थित उपकरण की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन की गई सुरक्षा।

आईईसी 61643 मानक पर आधारित एसपीडी विशेषताएं

सुरक्षात्मक पैरामीटरः

सुरक्षा का स्तरः पीक धारा के लागू होने के दौरान सुरक्षा उपकरण के टर्मिनलों के बीच अधिकतम अवशिष्ट वोल्टेज।

- नाममात्र धारा में: 8/20 μs तरंग रूप में पीक धारा में सुरक्षा उपकरण जीवन के अंत तक पहुंचने के बिना 20 बार का सामना कर सकता है

- इमैक्स अधिकतम डिस्चार्ज करंटः 8/20 μs तरंग रूप के साथ पीक करंट जिसे सुरक्षा उपकरण सहन कर सकता है।

- Uc अधिकतम निरंतर संचालन वोल्टेज: अधिकतम प्रभावी वोल्टेज जो सुरक्षा के टर्मिनलों पर स्थायी रूप से लागू किया जा सकता है

यंत्र।

- इम्पलस करंटः 10/350 μs तरंग रूप के साथ पीक करंट जिसे सुरक्षा उपकरण जीवन के अंत तक पहुंचने के बिना सहन कर सकता है।

सुरक्षा डिजाइन की शुरुआत कहाँ से करें?

स्थापना की उत्पत्ति के रूप में, मुख्य स्विचबोर्ड नेटवर्क पर एसओपीडी के डिजाइन की शुरुआत करने का स्थान है।

सुरक्षा डिजाइन कैसे शुरू करें?

जैसा कि पहले बताया गया है, एसपीडी सुरक्षा डिजाइन ट्रांसफार्मर द्वारा दिए गए दोष रेटिंग पर निर्भर नहीं करता है यह केवल बढ़त के सामने जोखिम के स्तर पर निर्भर करता है।क्या एसपीडी हम मुख्य स्विचबोर्ड में स्थापित करने के लिए है?

आईईसी 63205-1 मानक से ऊपर दी गई आरेख देखें जो उच्चतम विचार किए गए बिजली के फैलाव को दर्शाता हैः 200kA @ 10/350μs।

सबसे खराब परिदृश्य में, इस ऊर्जा का 50% पृथ्वी पर चलाया जाता है जिससे नेटवर्क के 3 चरण और तटस्थ में 100kA की क्षमता छोड़ दी जाती है।

यहां 25kA @ 10/350μs (Iimp) टाइप 1 SPD को उन मामलों के लिए अत्यधिक अनुशंसित किया जाता है जब बिजली इमारत के पृथ्वी कनेक्शन पर या उसके करीब आती है

In the “Normal Scenario” it is assumed any direct lightning strike to the network will be at such a distance from the installation that another 50% of the energy is dispersed to earth via other conductors before entering your point of connectionइस परिदृश्य में 12.5kA @ 10/350μs (Iimp) प्रकार 1 के साथ एक उपकरण की सिफारिश की जाती है। इसके अलावा, IEC 61643-12 मानक के आधार पर, 12.5 kA न्यूनतम kA रेटिंग है जब प्रकार 1 की आवश्यकता होती है।

यदि संयंत्र का जोखिम स्तर ऊपर वर्णित परिदृश्यों से कम है तो उपकरण और डाउनटाइम के जोखिम और लागत के साथ प्रकार 2 एसपीडी (आईएमएक्स) पर विचार किया जा सकता है।

क्या मुझे थर्ड स्टेज ओवरज सुरक्षा उपकरण लगाने की आवश्यकता है?

अंतिम भार पर लगाए जाने वाले अधिभार संरक्षण के तीसरे चरण पर विचार किया जा सकता है, यह निर्भर करता है कि यह किस भार पर है, यह कितना महत्वपूर्ण, महंगा, डाउनटाइम की लागत और संवेदनशील है।यदि उपकरण और/या डाउनटाइम की लागत अधिक है तो तीसरे चरण के प्रकार 3 (1.5/50μs) डिवाइस आपके उपकरण तक पहुंचने वाली किसी भी अंतिम उछाल ऊर्जा के जोखिम को और कम करेगा।

ऐसे अनुप्रयोगों के उदाहरण हैं जिनमें तीसरे चरण की वृद्धि सुरक्षा शामिल होनी चाहिए:

■ अस्पताल
■ डाटा सेंटर
■ हवाई अड्डे
■ बैंकिंग और बीमा
■ परिवहन