SPD का मतलब है सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस।

यह एक ऐसा उपकरण है जो किसी संपत्ति के भीतर विद्युत स्थापना और जुड़े उपकरणों, यानी उपभोक्ता इकाई, सभी तारों और सॉकेट, लाइट आदि को विद्युत 'सर्ज' से बचाता है, जिसे क्षणिक ओवर वोल्टेज के रूप में जाना जाता है।

एक सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस (SPD), जिसे सर्ज प्रोटेक्टर भी कहा जाता है, एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, उपकरणों और संचार लाइनों के लिए सुरक्षा सुरक्षा प्रदान करता है। जब बाहरी हस्तक्षेप के कारण विद्युत सर्किट या संचार सर्किट में अचानक स्पाइक करंट या वोल्टेज उत्पन्न होता है, तो सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस बहुत कम समय में संचालन और शंट कर सकता है, ताकि सर्ज को सर्किट में अन्य उपकरणों को नुकसान पहुंचाने से रोका जा सके।

एक सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस (SPD) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बिजली संरक्षण में एक अपरिहार्य उपकरण है। एक सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस का कार्य उस तात्कालिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करना है जो उपकरण या सिस्टम द्वारा सहन किए जा सकने वाले वोल्टेज रेंज के भीतर बिजली लाइन और सिग्नल ट्रांसमिशन लाइन में प्रवेश करता है, संरक्षित उपकरण या सिस्टम को प्रभाव और क्षति से बचाता है। SPD AC 50/60HZ बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए उपयुक्त है।

सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस के प्रकार

IEC/EN 61643-11 के अनुसार विभिन्न प्रकार के SPD हैं, जिन्हें इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:

- टाइप 1 / क्लास I / क्लास B
- टाइप 1+2 / क्लास I+II / क्लास B+C
- टाइप 2 / क्लास II / क्लास C
- टाइप 2+3 / क्लास II+III / क्लास C+D
- टाइप 3 / क्लास III / क्लास D

मुख्य पैरामीटर

1. नाममात्र वोल्टेज Un: संरक्षित सिस्टम का रेटेड वोल्टेज मेल खाता है। यह पैरामीटर बताता है कि किस प्रकार के प्रोटेक्टर का चयन किया जाना चाहिए। यह AC या DC वोल्टेज के प्रभावी मान को चिह्नित करता है।

2. रेटेड वोल्टेज Uc: वोल्टेज का अधिकतम प्रभावी मान जिसे प्रोटेक्टर विशेषताओं में परिवर्तन और सुरक्षा तत्व के सक्रियण के बिना लंबे समय तक प्रोटेक्टर के निर्दिष्ट अंत पर लागू किया जा सकता है।

3. रेटेड डिस्चार्ज करंट In: अधिकतम आवेग करंट पीक मान जिसे प्रोटेक्टर 8/20μs के तरंगरूप के साथ एक मानक लाइटनिंग वेव को 10 बार प्रोटेक्टर पर लागू करने पर झेल सकता है।

4. अधिकतम डिस्चार्ज करंट Imax: जब 8/20μs के तरंगरूप के साथ एक मानक लाइटनिंग वेव को एक प्रभाव के लिए प्रोटेक्टर पर लागू किया जाता है, तो अधिकतम आवेग करंट पीक मान जिसे प्रोटेक्टर झेल सकता है।

5. वोल्टेज सुरक्षा स्तर Up: निम्नलिखित परीक्षणों में प्रोटेक्टर का अधिकतम मान: 1KV/μs ढलान का फ्लैशओवर वोल्टेज; रेटेड डिस्चार्ज करंट का अवशिष्ट वोल्टेज।

6. प्रतिक्रिया समय tA: यह मुख्य रूप से प्रोटेक्टर में विशेष सुरक्षा तत्व की क्रिया संवेदनशीलता और ब्रेकडाउन समय को दर्शाता है। एक निश्चित अवधि में परिवर्तन du/dt या di/dt के ढलान पर निर्भर करता है।

टाइप 1 SPD

टाइप 1 सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस का उद्देश्य सर्विस ट्रांसफॉर्मर के सेकेंडरी और सर्विस उपकरण ओवरकरंट डिवाइस की लाइन साइड के बीच, साथ ही लोड साइड, जिसमें वाट-घंटा मीटर सॉकेट एन्क्लोजर शामिल हैं, स्थापित करना है, और इसका उद्देश्य बिना किसी बाहरी ओवरकरंट सुरक्षात्मक डिवाइस के स्थापित किया जाना है।

टाइप 1 डिवाइस को टाइप 2 अनुप्रयोगों के लिए भी दोहरे रूप से रेट किया गया है, जो सर्विस प्रवेश द्वार पर स्थापना के लिए उपलब्ध उच्चतम रेटिंग प्रदान करता है।

टाइप 1 SPD 10/350 μs तरंगरूप के साथ लाइटनिंग करंट को डिस्चार्ज कर सकता है। इसे विद्युत स्थापना के मूल में प्राथमिक वितरण बोर्ड में स्थापित किया जाएगा।

एक टाइप 1 SPD अपने आप में आवश्यक सुरक्षा स्तर प्रदान नहीं करता है और इसका उपयोग समन्वित टाइप 2 उपकरणों के साथ किया जाना चाहिए। लाइटनिंग प्रोटेक्शन सिस्टम वाली स्थापना के लिए टाइप 1 SPD की आवश्यकता होगी।

टाइप 1 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस को एक औद्योगिक साइट पर सर्विस प्रवेश द्वार की रक्षा के लिए उपलब्ध सर्वोत्तम समाधान के रूप में विकसित किया गया है, खासकर उन लोगों के लिए जिनके पास मौजूदा लाइटनिंग प्रोटेक्शन सिस्टम या मेष पिंजरे के अनुप्रयोग हैं।

टाइप 1 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस एक उच्च लाइटनिंग घनत्व वाले क्षेत्र में विशेष रूप से उपयोगी है जहां भारी सर्ज करंट या यहां तक कि सीधी हड़ताल का जोखिम अधिक होता है (उदाहरण के लिए: लाइटनिंग रॉड से लैस इमारतें)।

टाइप 1 SPD को 10/350 μs लाइटनिंग करंट तरंगरूप द्वारा चित्रित किया जाता है और लोड सेंटर के मुख्य सर्किट ब्रेकर, जैसे मुख्य वितरण बोर्ड पर स्थापित किया जाता है।

टाइप 1+2 SPD

टाइप 1+2 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस लाइटनिंग सर्ज से उत्पन्न करंट को डिस्चार्ज करके और इसे उपकरण में फैलने से रोककर लाइटनिंग स्ट्राइक के खिलाफ सभी विद्युत प्रतिष्ठानों की रक्षा कर सकता है।

टाइप 1+2 SPD को 10/350 μs और 8/20 μs लाइटनिंग करंट तरंगरूप द्वारा चित्रित किया जाता है।

टाइप 1+2 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस LPS से लैस AC स्थापना के मूल में स्थापित है।

टाइप 1+2 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस प्रत्यावर्ती धारा शक्ति में स्पाइक्स से विद्युत उपकरणों की रक्षा के लिए मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर (MOV) और/या गैस डिस्चार्ज ट्यूब (GDT) सर्किट का उपयोग करते हैं।

टाइप 1+2 SPD को सिंगल-फेज, 3-फेज और 3-फेज+न्यूट्रल AC नेटवर्क और TN-C, TN-S, TN-C-S TT और IT बिजली आपूर्ति प्रणालियों के लिए मल्टी-पोल कॉन्फ़िगरेशन में कनेक्ट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

टाइप 2 SPD

टाइप 2 सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस का उद्देश्य सर्विस उपकरण ओवरकरंट डिवाइस के लोड साइड पर स्थापना के लिए है, जिसमें ब्रांच पैनल पर स्थित SPD शामिल हैं।

टाइप 2 SPD 8/20 μs करंट वेव को डिस्चार्ज कर सकता है, वे विद्युत प्रतिष्ठानों में क्षणिक ओवरवॉल्टेज के नुकसान को रोक सकते हैं और इससे जुड़े उपकरणों की रक्षा कर सकते हैं।

यह आमतौर पर मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर (MOV) तकनीक का उपयोग करता है। डिवाइस को आमतौर पर सब-डिस्ट्रीब्यूशन बोर्ड में और प्राथमिक वितरण बोर्ड में स्थापित किया जाएगा यदि टाइप 1 डिवाइस की कोई आवश्यकता नहीं है।

टाइप 2 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस को 8/20 μs लाइटनिंग करंट तरंगरूप द्वारा चित्रित किया जाता है।

टाइप 2 SPD को कम वोल्टेज सिस्टम के सर्विस प्रवेश द्वार पर या क्षणिक ओवरवॉल्टेज से बचाने के लिए संवेदनशील उपकरणों के करीब स्थापित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

टाइप 2 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस नाममात्र कार्यशील वोल्टेज (50/60Hz) Un = 120V 230V 400V ac अनुप्रयोगों और अधिकतम निरंतर ऑपरेटिंग वोल्टेज (50/60Hz) Uc = 150V 275V 320V 385V 440V ac अनुप्रयोगों के लिए है।

टाइप 2 SPD को आमतौर पर सब-डिस्ट्रीब्यूशन या मशीन कंट्रोल कैबिनेट में स्थापित किया जाता है, इनडोर उपयोग के लिए या आउटडोर उपयोग के लिए वाटरप्रूफ बॉक्स में फिक्स किया जाता है।

टाइप 2+3 SPD

टाइप 2+3 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस आमतौर पर संरक्षित उपकरण से ठीक पहले स्थापित किए जाते हैं।

टाइप 2+3 SPD को करंट वेव्स (8/20 μs) और वोल्टेज वेव्स (1.2/50 μs) के संयोजन द्वारा चित्रित किया जाता है।

तकनीकी पैरामीटर आमतौर पर नाममात्र डिस्चार्ज करंट (8/20 μs) In और ओपन-सर्किट वोल्टेज (1.2/50 μs) Uoc होते हैं

टाइप 3 SPD

इन SPD में कम डिस्चार्ज क्षमता होती है। इसलिए उन्हें केवल टाइप 2 SPD के पूरक के रूप में और संवेदनशील भार के आसपास स्थापित किया जाना चाहिए।

टाइप 3 SPD को वोल्टेज वेव्स (1.2/50 μs) और करंट वेव्स (8/20 μs) और लोड करंट IL के संयोजन द्वारा चित्रित किया जाता है।

टाइप 3 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस आमतौर पर संरक्षित उपकरण से ठीक पहले स्थापित किए जाते हैं।

टाइप 3 SPD को आमतौर पर संरक्षित भार के पास स्थापित किया जाता है, संवेदनशील उपकरणों को 24V 48V 60V 120V 230V के लिए सुरक्षित करने के लिए, टाइप 2 सर्ज अरेस्टर इंस्टॉलेशन हेड के समन्वय में।

अरेस्टर्स का परीक्षण किया गया और पाया गया कि AC टाइप 3 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस संवेदनशील उपकरणों के पास स्थापित किए जाने हैं, टाइप 2 सर्ज अरेस्टर इंस्टॉलेशन हेड के समन्वय में।

प्राथमिक घटक

1. स्पार्क गैप

यह आम तौर पर हवा के संपर्क में आने वाली दो धातु की छड़ों से बना होता है जो एक निश्चित अंतराल से अलग होती हैं। धातु की छड़ों में से एक को आवश्यक सुरक्षा उपकरण की बिजली चरण लाइन L1 या न्यूट्रल लाइन (N) से जोड़ा जाता है। दूसरी धातु की छड़ को ग्राउंडिंग लाइन (PE) चरण कनेक्शन से जोड़ा जाता है। जब तात्कालिक ओवरवॉल्टेज होता है, तो गैप टूट जाता है, और ओवरवॉल्टेज चार्ज का एक हिस्सा जमीन में प्रवेश करता है, जिससे संरक्षित उपकरण पर वोल्टेज में वृद्धि से बचा जाता है। स्पार्क गैप में दो धातु की छड़ों के बीच की दूरी को आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सकता है, और संरचना अपेक्षाकृत सरल है, लेकिन नुकसान यह है कि आर्क बुझाने का प्रदर्शन खराब है। बेहतर स्पार्क गैप एक कोणीय गैप है। इसका आर्क बुझाने का कार्य पूर्व की तुलना में बेहतर है। यह सर्किट की विद्युत शक्ति F और गर्म हवा के प्रवाह के बढ़ते प्रभाव पर आर्क को बुझाने के लिए निर्भर करता है।

2. गैस डिस्चार्ज ट्यूब (GDT)

एक गैस डिस्चार्ज ट्यूब (GDT) एक जोड़ी ठंडी नकारात्मक प्लेटों से बना होता है जो एक-दूसरे से अलग होती हैं और एक कांच की ट्यूब या सिरेमिक ट्यूब में संलग्न होती हैं जो एक निश्चित अक्रिय गैस (Ar) से भरी होती है। डिस्चार्ज ट्यूब की ट्रिगरिंग संभावना में सुधार करने के लिए, डिस्चार्ज ट्यूब में एक सहायक ट्रिगरिंग एजेंट होता है। इस गैस से भरी डिस्चार्ज ट्यूब में दो-ध्रुवीय प्रकार और तीन-ध्रुवीय प्रकार होता है।

3. मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर (MOV)

यह ZnO को मुख्य घटक के रूप में गैर-रैखिक प्रतिरोध के साथ एक मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर है। जब दोनों सिरों पर लागू वोल्टेज एक निश्चित मान तक पहुंच जाता है, तो प्रतिरोध वोल्टेज के प्रति बहुत संवेदनशील होता है। इसका कार्य सिद्धांत कई सेमीकंडक्टर P-Ns के श्रृंखला-समानांतर कनेक्शन के बराबर है।

4. क्षणिक वोल्टेज दमन (TVS) डायोड

एक TVS डायोड में वोल्टेज को क्लैंपिंग और सीमित करने का कार्य होता है। यह रिवर्स ब्रेकडाउन ज़ोन में काम करता है। अपने कम क्लैंपिंग वोल्टेज और तेज़ क्रिया प्रतिक्रिया के कारण, यह मल्टी-लेवल प्रोटेक्शन सर्किट में सुरक्षा घटकों के अंतिम कुछ स्तरों के रूप में उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।

5. चोक कॉइल

चोक कॉइल फेराइट को कोर के रूप में एक सामान्य मोड हस्तक्षेप दमन उपकरण है। यह एक ही आकार और समान संख्या में घुमावों के दो कॉइलों से बना है जो एक ही फेराइट टोरॉइडल कोर पर सममित रूप से घाव होते हैं, जो एक चार-टर्मिनल डिवाइस बनाता है। इसे सामान्य-मोड सिग्नल के बड़े इंडक्शन को दबाना होता है, जबकि अंतर मोड सिग्नल के लिए छोटे रिसाव इंडक्शन का लगभग कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। संतुलित लाइनों में चोक कॉइल्स का उपयोग लाइन पर अंतर मोड सिग्नल के सामान्य संचरण को प्रभावित किए बिना सामान्य-मोड हस्तक्षेप संकेतों (जैसे लाइटनिंग हस्तक्षेप) को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।

टाइप 1, टाइप 2 और टाइप 3 सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस के बीच क्या अंतर है?

SPD टाइप 1 प्रत्यक्ष लाइटनिंग स्ट्राइक के कारण होने वाले उच्च-स्तरीय सर्ज के खिलाफ प्राथमिक सुरक्षा प्रदान करता है। यह अक्सर एक इमारत की पूरी विद्युत प्रणाली की रक्षा के लिए मुख्य वितरण बोर्ड पर लगाया जाता है।

SPD टाइप 2 माध्यमिक-स्तर की सुरक्षा प्रदान करता है, विद्युत स्विचिंग या आस-पास के लाइटनिंग स्ट्राइक द्वारा उत्पन्न अधिकांश सामान्य सर्ज को प्रभावी ढंग से संरक्षित किया जा सकता है, जो सब-डिस्ट्रीब्यूशन पैनल या विद्युत पैनल पर स्थापित होते हैं।

SPD टाइप 3 को विशेष रूप से विशिष्ट टर्मिनल उपकरणों की रक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है, उन्हें टाइप 2 SPD के पूरक के रूप में संवेदनशील भार के करीब स्थापित किया जाना चाहिए।

कुल मिलाकर, उपयुक्त SPD प्रकार का चयन स्थापना के स्थान, अधिकतम डिस्चार्ज करंट, वोल्टेज सुरक्षा स्तर और अनुप्रयोग सहित कई कारकों पर निर्भर करेगा।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक प्रकार के वास्तविक अनुप्रयोग किसी दिए गए सुविधा या उपकरण की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर बदल सकते हैं जिसे संरक्षित करना है।