सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइस: हे काय आहे आणि ते कसे काम करते?
विद्युत प्रवाहातील अचानक वाढ उपकरणांना नकळतपणे नुकसान पोहोचवते, त्यांचे आयुष्यमान कमी करते आणि अनियोजितपणे कामकाज थांबवते. महत्त्वाच्या प्रणालींमध्ये बिघाड दिसू लागेपर्यंत या धोक्याला कमी लेखले जाते, असे मला अनेकदा दिसते.
ए सर्ज संरक्षण उपकरण विद्युत आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे क्षणिक अतिदाब घटनांपासून संरक्षण करण्यासाठी याची रचना केली आहे, जेणेकरून नुकसान होण्यापूर्वी अतिरिक्त ऊर्जा सुरक्षितपणे जमिनीकडे वळवली जाईल.
खालील विभागांमध्ये, मी विविध प्रकारचे सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइस कसे काम करतात, त्यांचा वापर कुठे केला जातो आणि अभियंत्यांनी औद्योगिक प्रणालींसाठी योग्य उपाय कसा निवडावा, हे सविस्तरपणे सांगेन.
टाईप १ आणि टाईप २ सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइसेस कसे काम करतात?
वेगवेगळ्या सर्ज घटनांसाठी वेगवेगळ्या संरक्षण धोरणांची आवश्यकता असते. टाईप १ आणि टाईप २ सर्ज संरक्षक उपकरणे विद्युत प्रणालीतील अनेक ठिकाणी सर्ज रोखून एकत्रितपणे काम करतात, ज्यामुळे विनाशकारी ऊर्जा संवेदनशील भारांपर्यंत पोहोचण्यापासून रोखली जाते. सर्ज संरक्षण उपकरण व्होल्टेज पातळीवर लक्ष ठेवून कार्य करते आणि जेव्हा क्षणिक अतिव्होल्टेज एका परिभाषित मर्यादेपेक्षा जास्त होते, तेव्हा ते त्वरित प्रतिसाद देते. हे सर्ज सामान्यतः वीज कोसळणे, युटिलिटी स्विचिंग ऑपरेशन्स किंवा मोठ्या इंडक्टिव्ह भारांमुळे होतात. टाईप १ आणि टाईप २ उपकरणांमधील मुख्य फरक यात आहे की... जिथे आणि कसे ते उफाळा रोखतात.
ए प्रकार १ सर्ज संरक्षक उपकरण हे मुख्य वितरण बोर्डाच्या आधी, सर्व्हिस एन्ट्रन्सवर स्थापित केले जाते. याची रचना वीज किंवा युटिलिटी नेटवर्कमधून निर्माण होणाऱ्या उच्च-ऊर्जा सर्जेस हाताळण्यासाठी केली आहे. ही उपकरणे अपस्ट्रीम संरक्षणावर अवलंबून न राहता, विजेच्या प्रवाहाचा काही भाग थेट जमिनीत सुरक्षितपणे विसर्जित करू शकतात.
याउलट, अ प्रकार २ सर्ज संरक्षण उपकरण हे डाउनस्ट्रीममध्ये, सामान्यतः वितरण पॅनेलमध्ये स्थापित केले जाते. हे टाइप १ लेयरमधून जाणाऱ्या किंवा उपकरणांच्या स्विचिंगमुळे अंतर्गतरीत्या निर्माण होणाऱ्या अवशिष्ट सर्जेसची तीव्रता कमी करते. एकत्रितपणे, ही स्तरित संरक्षण पद्धत डाउनस्ट्रीम इलेक्ट्रॉनिक्सवरील ताण लक्षणीयरीत्या कमी करते.
प्रत्यक्ष औद्योगिक वातावरणात, केवळ एकाच संरक्षण स्तरावर अवलंबून राहणे क्वचितच पुरेसे ठरते. समन्वित टाईप १ आणि टाईप २ संरक्षणामुळे सर्ज ऊर्जा टप्प्याटप्प्याने कमी होते आणि व्होल्टेजची पातळी उपकरणांच्या सहनशीलतेच्या मर्यादेत राखली जाते.
टाइप १ सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस उच्च-ऊर्जा सर्जेस कसे हाताळते
टाईप १ उपकरणे अत्यंत तीव्र सर्ज प्रवाह सहन करण्यासाठी आणि अपस्ट्रीम सर्किट संरक्षणाशिवाय कार्य करण्यासाठी तयार केलेली असतात.
-
मुख्य सेवा प्रवेशद्वारांवर स्थापित केले आहे
-
विजेच्या प्रवाहाच्या विसर्जनासाठी डिझाइन केलेले
-
बहुतेकदा 10/350 μs वेव्हफॉर्म मानकांनुसार तपासले जाते
-
वीज पडण्याची शक्यता असलेल्या प्रदेशांतील सुविधांसाठी आवश्यक
यामुळे सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस प्रकार १ उघड्या येणाऱ्या वीज वाहिन्या असलेल्या औद्योगिक संयंत्रे, डेटा सेंटर्स आणि पायाभूत सुविधा प्रकल्पांसाठी अत्यावश्यक उपाय.
टाइप २ सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइस अवशिष्ट ओव्हरव्होल्टेजला कसे मर्यादित करते
टाईप २ उपकरणे केवळ विद्युत प्रवाह हाताळण्याऐवजी व्होल्टेज मर्यादेवर लक्ष केंद्रित करतात.
-
उप-वितरण मंडळांमध्ये स्थापित
-
कमी ऊर्जेच्या क्षणिक बदलांना अधिक वेगाने प्रतिसाद द्या
-
पीएलसी, ड्राइव्ह आणि नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्सचे संरक्षण करा
-
संचयी इन्सुलेशन ताण कमी करा
योग्यरित्या निवडलेले सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस प्रकार २ संवेदनशील उपकरणांच्या दीर्घकालीन बिघाडाचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या कमी करते.
समन्वित संरक्षण का महत्त्वाचे आहे
केवळ प्रकार १ किंवा प्रकार २ वापरल्याने संरक्षणात त्रुटी निर्माण होतात.
-
टाईप २ शिवाय टाईप १ मुळे अवशिष्ट व्होल्टेजची तपासणी होत नाही.
-
टाईप १ शिवाय टाईप २ मुळे विनाशकारी अतिभाराचा धोका असतो.
-
समन्वित प्रणालींमुळे IEC अनुपालनात सुधारणा होते.
-
देखभालीचे अंतर वाढवले जाते
टाईप १ आणि टाईप २ सर्ज प्रोटेक्शन उपकरणे कोठे वापरली जातात?
चुकीच्या स्थानामुळे संरक्षणाची परिणामकारकता कमी होते. सर्ज ऊर्जेचा प्रवाह कार्यक्षमतेने नियंत्रित करण्यासाठी, विद्युत प्रणालीमध्ये टाइप १ आणि टाइप २ सर्ज संरक्षण उपकरणे विशिष्ट ठिकाणी लावणे आवश्यक आहे.
उपकरणाच्या निवडीइतकेच त्याचा वापरही महत्त्वाचा आहे. अनेकदा असे दिसून येते की, चांगल्या रेटिंगची सर्ज प्रोटेक्शन उपकरणे केवळ चुकीच्या ठिकाणी बसवल्यामुळे अपेक्षेपेक्षा कमी कार्यक्षम ठरतात. टाइप १ आणि टाइप २ उपकरणे विद्युत रचनेत वेगवेगळ्या भूमिका बजावतात.
टाइप १ उपकरणे अशा ठिकाणी वापरली जातात जिथे विद्युत प्रणाली बाह्य नेटवर्कशी जोडलेली असते. यामध्ये युटिलिटी-फेड सर्व्हिस एन्ट्रन्स, ओव्हरहेड लाईन कनेक्शन्स आणि बाह्य वीज संरक्षण प्रणाली असलेल्या सुविधांचा समावेश होतो. मोठे सर्ज करंट्स इन्स्टॉलेशनमध्ये अधिक खोलवर पसरण्यापूर्वी त्यांना थांबवणे, ही त्यांची भूमिका आहे.
टाईप २ उपकरणे संवेदनशील भारांच्या जवळ वापरली जातात. ती ऑटोमेशन सिस्टीम, मोटर ड्राईव्ह, इन्स्ट्रुमेंटेशन पॅनेल आणि आयटी उपकरणांना अंतर्गत निर्माण होणाऱ्या स्विचिंग सर्जेस आणि अवशिष्ट ओव्हरव्होल्टेजपासून संरक्षण देतात.
अनुरूप आणि विश्वसनीय संरक्षण शोधणाऱ्या औद्योगिक आस्थापनांसाठी, जोडणी करणे प्रकार १ सर्ज संरक्षक उपकरण सेवा प्रवेशद्वारावर डाउनस्ट्रीम टाइप 2 संरक्षणासह ही एक सर्वमान्य अभियांत्रिकी पद्धत आहे.
टाइप १ सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसचे ठराविक अनुप्रयोग
-
मुख्य कमी-व्होल्टेज स्विचबोर्ड
-
बाह्य वीज संरक्षण प्रणाली असलेल्या सुविधा
-
ओव्हरहेड पॉवर लाईन्स वापरणारे औद्योगिक प्रकल्प
-
नूतनीकरणक्षम ऊर्जा संयंत्रे
या ठिकाणी सर्वाधिक विद्युत प्रवाहाचा धोका असतो.
टाइप २ सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसचे ठराविक अनुप्रयोग
-
नियंत्रण पॅनेल आणि एमसीसी
-
ऑटोमेशन आणि पीएलसी कॅबिनेट
-
संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे असलेल्या व्यावसायिक इमारती
-
औद्योगिक उप-वितरण मंडळे
येथे, एक प्रकार २ सर्ज संरक्षक उपकरण कालांतराने इलेक्ट्रॉनिक घटकांचे नुकसान करणाऱ्या व्होल्टेज स्पाइक्सना मर्यादित करण्यावर लक्ष केंद्रित करते.
अनुप्रयोग तुलना सारणी
| अर्जाचे स्थान | शिफारस केलेला SPD प्रकार | प्राथमिक धोका |
|---|---|---|
| सेवा प्रवेशद्वार | प्रकार १ | विजेचा प्रवाह |
| मुख्य वितरण मंडळ | प्रकार १ + प्रकार २ | अवशिष्ट सर्ज ऊर्जा |
| नियंत्रण कॅबिनेट | प्रकार २ | क्षणिक स्विचिंग |
| संवेदनशील उपकरणे | प्रकार २ | अतिदाब ताण |
योग्य सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसचा प्रकार कसा निवडावा?
चुकीच्या प्रकारच्या सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसची निवड केल्याने खोटी सुरक्षितता मिळते. योग्य निवड ही सिस्टीमची रचना, सर्जचा धोका आणि उपकरणांची संवेदनशीलता यांवर अवलंबून असते.
सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसची निवड केवळ करंट रेटिंगच्या आधारावर कधीही करू नये. मी सिस्टम-स्तरीय मूल्यांकनाने सुरुवात करण्याची शिफारस करतो. येणाऱ्या पॉवरची वैशिष्ट्ये, ग्राउंडिंगची गुणवत्ता आणि संरक्षित लोडचे महत्त्व ओळखा.
विजेच्या संपर्कात येणाऱ्या किंवा ओव्हरहेड लाईन्सद्वारे पुरवठा होणाऱ्या सुविधांना एक मजबूत आवश्यकता असते. सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस प्रकार १ सर्व्हिस एन्ट्रन्सवर. या उपकरणांनी IEC 61643 मानकांचे पालन करणे आणि उच्च डिस्चार्ज प्रवाह कोणत्याही बिघाडाशिवाय हाताळणे आवश्यक आहे.
अंतर्गत संरक्षणासाठी, एक समन्वित प्रकार २ सर्ज संरक्षण उपकरण नाममात्र व्होल्टेज, संरक्षण पातळी (Up) आणि प्रतिसाद वेळ यांच्या आधारावर निवड केली पाहिजे. कमी Up मूल्ये सामान्यतः संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्ससाठी अधिक चांगले संरक्षण देतात.
समन्वय अंतर, केबलिंगची लांबी आणि अर्थिंग प्रतिरोध हे देखील तितकेच महत्त्वाचे आहेत. डिव्हाइसच्या रेटिंगची पर्वा न करता, खराब ग्राउंडिंगमुळे SPD ची परिणामकारकता लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते.
प्रमुख तांत्रिक निवड निकष
-
नाममात्र प्रणाली व्होल्टेज (Uc)
-
डिस्चार्ज करंट रेटिंग (In / Imax)
-
व्होल्टेज संरक्षण पातळी (वर)
-
स्थापना वातावरण
-
आयईसी मानकांचे पालन
सामान्य निवडीच्या चुका
-
अपस्ट्रीम संरक्षणाशिवाय टाइप २ उपकरणे वापरणे
-
अप मूल्यांकडे दुर्लक्ष करून वर्तमान रेटिंग्जचा आकार वाढवणे
-
ग्राउंडिंग सिस्टमच्या गुणवत्तेकडे दुर्लक्ष करणे
-
संरक्षित भारांपासून खूप दूर SPD स्थापित करणे
शिफारसित निवड तर्कशास्त्र
-
बाह्य सर्ज एक्सपोजर → प्रकार १ आवश्यक
-
संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक्स → प्रकार २ आवश्यक
-
औद्योगिक प्रणाली → समन्वित संरक्षण
-
महत्त्वपूर्ण अपटाइम → रिडंडंट SPD लेयर्स
निष्कर्ष
योग्यरित्या निवडलेले सर्ज संरक्षण उपकरण औद्योगिक प्रणाल्यांचे संरक्षण करण्यासाठी आणि दीर्घकालीन कार्यान्वयन विश्वसनीयता सुनिश्चित करण्यासाठी, प्रकार १ आणि प्रकार २ संरक्षणाचे संयोजन करणारी रणनीती आवश्यक आहे.
वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
टाईप १ आणि टाईप २ सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइसमधील मुख्य फरक काय आहे?
टाईप १ उपकरणे सर्व्हिस एन्ट्रन्सवरील उच्च-ऊर्जा लाइटनिंग सर्जेस हाताळतात, तर टाईप २ उपकरणे वितरण प्रणालीमधील अवशिष्ट ओव्हरव्होल्टेज मर्यादित करतात.
टाइप २ सर्ज प्रोटेक्शन डिव्हाइस टाइप १ डिव्हाइसची जागा घेऊ शकते का?
नाही. टाईप २ उपकरणे थेट विजेचा प्रवाह सहन करण्यासाठी डिझाइन केलेली नाहीत आणि त्यांना टाईप १ संरक्षणासोबत जोडणे आवश्यक आहे.
टाईप १ सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस कोठे स्थापित केले पाहिजे?
ते मुख्य सर्व्हिस एन्ट्रन्सवर, प्रायमरी डिस्ट्रिब्युशन बोर्डच्या आधीच्या बाजूस बसवले पाहिजे.
औद्योगिक प्रणालीमध्ये किती सर्ज प्रोटेक्शन उपकरणांची आवश्यकता असते?
बहुतेक औद्योगिक प्रणालींना किमान दोन स्तरांची आवश्यकता असते: प्रवेशद्वारावर प्रकार १ आणि संवेदनशील उपकरणांजवळ प्रकार २.