१... काय आहे  उसळी संरक्षक उपकरण (एसपीडी)?

 

सर्ज प्रोटेक्टिव्ह डिव्हाइस (SPD) हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे, जे विद्युत उपकरणांना क्षणिक अतिदाबापासून (ट्रान्झिएंट ओव्हरव्होल्टेज) वाचवण्यासाठी वापरले जाते. हे उपकरण वीज पडणे, पॉवर ग्रिडमधील चढउतार किंवा उपकरणे चालू-बंद केल्यामुळे निर्माण होणाऱ्या व्होल्टेज स्पाइक्ससारख्या घटनांसाठी वापरले जाते. हे उपकरण क्षणिक अतिदाब मर्यादित करून आणि सर्ज करंटला जमिनीकडे वळवून विद्युत उपकरणांचे स्थिर कार्य सुनिश्चित करते, उपकरणांचे आयुष्य वाढवते आणि व्होल्टेजच्या चढउतारामुळे होणाऱ्या नुकसानीचा धोका कमी करते.

 

सर्ज प्रोटेक्टरचा वापर पॉवर सिस्टीम, कम्युनिकेशन नेटवर्क, औद्योगिक स्वचालन, घरगुती उपकरणे आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि ते विद्युत सुरक्षा संरक्षणाचा एक महत्त्वाचा भाग आहेत.

 

१.१ सर्ज प्रोटेक्टरचे कार्यतत्त्व

 

सर्ज प्रोटेक्टरचे मुख्य कार्य ओव्हरव्होल्टेज शोधणे आणि ते कमी करणे हे आहे. त्याचे कार्यतत्त्व प्रामुख्याने खालील यंत्रणांवर अवलंबून असते.

 

१.१.१ व्होल्टेज क्लॅम्पिंग

जेव्हा सर्किटमधील व्होल्टेज निर्धारित मर्यादेपेक्षा जास्त होते, तेव्हा सर्ज प्रोटेक्टरमधील नॉन-लिनियर घटक (जसे की व्हॅरिस्टर, गॅस डिस्चार्ज ट्यूब किंवा ट्रान्झिएंट डायोड) त्वरित प्रवाहित होतात, ज्यामुळे ओव्हरव्होल्टेज सुरक्षित मर्यादेत राहते.

 

१.१.२ ऊर्जा डिस्चार्ज

सर्ज प्रोटेक्टर ओव्हरव्होल्टेजमुळे निर्माण झालेली ऊर्जा ग्राउंडिंग सिस्टीमद्वारे पृथ्वीमध्ये पाठवतो, ज्यामुळे ती संरक्षित उपकरणांमध्ये प्रवेश करू शकत नाही.

 

१.१.३ स्वयंचलित पुनर्प्राप्ती

काही सर्ज प्रोटेक्टर विजेचा धक्का बसल्यानंतर आपोआप सामान्यपणे काम करू लागतात, तर काहींना हाताने बदलण्याची किंवा रीसेट करण्याची आवश्यकता असते.

 

१.२ कसे करण्यासाठी सर्ज प्रोटेक्टर निवडा

योग्य सर्ज प्रोटेक्टर निवडताना, खालील घटकांचा विचार करणे आवश्यक आहे.

 

१.२.१ व्होल्टेज पातळी 

सर्ज प्रोटेक्टरचे रेटेड व्होल्टेज हे संरक्षित प्रणालीच्या व्होल्टेजशी जुळले पाहिजे, जसे की २२०V AC प्रणाली किंवा ४८V DC प्रणाली.

 

१.२.२ चालू क्षमता (इन/इम्प)

 

हे सर्ज प्रोटेक्टर सहन करू शकणारा कमाल सर्ज करंट दर्शवते, जो सामान्यतः kA (हजार अँपिअर) मध्ये मोजला जातो, आणि ज्या भागात वारंवार वीज पडते, तेथे जास्त करंट क्षमता असलेले SPD निवडले पाहिजेत.

 

१.२.३ प्रतिसाद वेळ

  

प्रतिसाद वेळ जेवढा कमी, तेवढा संरक्षणाचा प्रभाव चांगला. नॅनोसेकंद-स्तरीय प्रतिसाद वेळ असलेले SPDs अचूक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी उपयुक्त आहेत.

 

१.२.४ संरक्षण मोड

 

सिस्टमच्या आवश्यकतेनुसार सिंगल-फेज, थ्री-फेज किंवा संयुक्त संरक्षण मोड (जसे की LN, L-PE, N-PE, इत्यादी) निवडा.

 

१.२.५ स्थापना स्थान

  

IEC 61643 मानकानुसार, सर्ज प्रोटेक्टरचे वर्गीकरण प्रकार 1 (इमारतीचे प्रवेशद्वार), प्रकार 2 (वितरण बॉक्स) आणि प्रकार 3 (उपकरणाचा शेवट) असे केले जाऊ शकते.

 

१.२.६ प्रमाणपत्र मानके

 

सुरक्षितता आणि विश्वासार्हता सुनिश्चित करण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय मानकांचे (जसे की UL 1449, IEC 61643) पालन करणारी उत्पादने निवडा.

 

१...३ कसे करण्यासाठी सर्ज प्रोटेक्टर स्थापित करा

 

सर्ज प्रोटेक्टर प्रभावीपणे कार्य करेल याची खात्री करण्यासाठी, त्याची योग्य स्थापना करणे महत्त्वाचे आहे.

 

१.३.१ स्थापना स्थान:

 

थेट वीजप्रहार किंवा प्रेरित विजेपासून संरक्षण करण्यासाठी मुख्य वितरण पॅनेलमध्ये किंवा इमारतीच्या येणाऱ्या लाईनवर टाईप 1 SPD स्थापित केले पाहिजे.

दुय्यम संरक्षण प्रदान करण्यासाठी दुय्यम वितरण पॅनेलमध्ये टाइप 2 SPD स्थापित केले जाते.

- टाईप 3 SPD हे सर्व्हर आणि कम्युनिकेशन डिव्हाइसेससारख्या संवेदनशील उपकरणांच्या जवळ स्थापित केले जाते.

 

१.३.२ वायरिंग पद्धत:

 

प्रतिबाधा कमी करण्यासाठी जोडणीकरिता लहान आणि जाड तारांचा वापर करा.

ग्राउंडिंग रेझिस्टन्स मानकानुसार असल्याची खात्री करा (सामान्यतः ≤ 10Ω).

 

१.३.३ समांतर आणि एकसर जोडणी:

 

बहुतेक SPD समांतर जोडणीत बसवले जातात, ज्यामुळे सर्किटच्या सामान्य कार्यात कोणताही अडथळा येत नाही.

- काही विशेष SPD (जसे की फिल्टरिंग प्रकार) सिरीजमध्ये स्थापित केले जाऊ शकतात.

 

१.३.४ देखभाल आणि बदली:

 

SPD ची स्थिती नियमितपणे तपासा. काही SPD मध्ये आयुर्मान सूचक असते (उदाहरणार्थ, लाल खिडकी बिघाड दर्शवते).

अनेकदा विजेचा धक्का बसल्यानंतरही त्याचे बाह्य स्वरूप शाबूत असले तरी, ते बदलले पाहिजे.

 

Ⅱ... डीसी/एसी सर्ज प्रोटेक्टर

 

२.१ डीसी सर्ज संरक्षक

 

२.१.१ डीसी सर्ज प्रोटेक्टरची संकल्पना

 

डीसी सर्ज प्रोटेक्टर (DC SPD) विशेषतः डीसी पॉवर सिस्टीमसाठी डिझाइन केलेला आहे आणि त्याचा उपयोग सौर फोटोव्होल्टेइक सिस्टीम, इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशन, कम्युनिकेशन बेस स्टेशन आणि डेटा सेंटर्स यांसारख्या डीसी-चालित उपकरणांना सर्जमुळे होणाऱ्या नुकसानापासून वाचवण्यासाठी केला जातो. डीसी विजेमध्ये नियतकालिक बदल होत नसल्यामुळे, डीसीसाठीच्या सर्ज प्रोटेक्शन डिझाइनमध्ये सततचे व्होल्टेज आणि पोलॅरिटी या घटकांचा विचार करणे आवश्यक असते.

 

२.१.२ काम करत आहे डीसी सर्ज प्रोटेक्टरचे तत्त्व

 

• ध्रुवीयता-संवेदनशील रचना: डीसी प्रणालीची व्होल्टेज ध्रुवीयता निश्चित असते. SPD ने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की, धन आणि ऋण ध्रुव योग्यरित्या जोडलेले असतील तरच ते व्यवस्थित कार्य करू शकेल.

• सतत व्होल्टेज सहन करण्याची क्षमता: AC SPD च्या विपरीत, DC SPD ला कोणताही बिघाड न होता दीर्घकाळ स्थिर व्होल्टेज सहन करणे आवश्यक असते.

• विशेष आर्क-शमन तंत्रज्ञान: डीसी विजेला नैसर्गिक झिरो-क्रॉसिंग पॉईंट नसतो आणि आर्क विझवणे कठीण असते. त्यामुळे, डीसी एसपीडीमध्ये एका विशेष आर्क-शमन उपकरणाचा (जसे की मॅग्नेटिक ब्लोआउट आर्क-शमन) वापर करणे आवश्यक असते.

 

२.१.३ डीसी सर्ज प्रोटेक्टरचे कार्य

 

सौर फोटोव्होल्टेइक पॅनेल, इन्व्हर्टर आणि ऊर्जा साठवण प्रणाली यांचे वीज पडण्यापासून आणि स्विचिंग सर्जेसपासून संरक्षण करा.

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशनचे कार्य स्थिर ठेवा, तसेच उच्च व्होल्टेजच्या धक्क्यांमुळे बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टमचे होणारे नुकसान टाळा.

कम्युनिकेशन बेस स्टेशन्स आणि डेटा सेंटर्ससाठी डीसी वीज पुरवठ्याच्या सुरक्षिततेची हमी देणे, ज्यामुळे उपकरणे बंद पडण्याचा धोका कमी होतो.

 

२.२ एसी सर्ज संरक्षक

 

२.२.१ संकल्पना एसी सर्ज प्रोटेक्टरचे

 

एसी सर्ज प्रोटेक्टर (एसी एसपीडी) चा उपयोग एसी पॉवर सिस्टीमला (जसे की घरे, कारखाने, व्यावसायिक इमारती इत्यादी) सर्जमुळे होणाऱ्या नुकसानापासून वाचवण्यासाठी केला जातो. एसी विजेच्या व्होल्टेजमध्ये वेळोवेळी होणाऱ्या बदलांमुळे, एसपीडीच्या डिझाइनला फ्रिक्वेन्सी (50Hz/60Hz) आणि फेजमधील बदलांशी जुळवून घेणे आवश्यक असते.

 

२.२.२ काम करत आहे एसी सर्ज प्रोटेक्टरचे तत्त्व

 

• फेज अ‍ॅडॅप्टेशन: एसी एसपीडीने सर्व फेजेसवरील व्होल्टेज प्रभावीपणे क्लॅम्प करण्यास सक्षम असले पाहिजे.

• जलद प्रतिसाद: AC वारंवारता जास्त असते, त्यामुळे SPD प्रतिसाद वेळ अत्यंत कमी (नॅनोसेकंद पातळी) असणे आवश्यक आहे.

• स्वयंचलित रीसेट: काही एसी एसपीडी (AC SPDs) सर्जच्या घटनेनंतर आपोआप पूर्ववत होऊ शकतात आणि त्यांना मॅन्युअल हस्तक्षेपाची आवश्यकता नसते.

 

२.३ कसे करावे योग्यरित्या डीसी किंवा एसी सर्ज प्रोटेक्टर निवडा

 

• प्रणालीचा प्रकार निश्चित करा: सर्वप्रथम ती डीसी प्रणाली आहे की एसी प्रणाली आहे हे ठरवा.

• सर्जच्या धोक्याचे मूल्यांकन करा: ज्या भागात वारंवार वीज पडते, तेथे उच्च संरक्षण पातळी निवडा (जसे की प्रकार 1 आणि प्रकार 2 यांचे संयोजन).

• उपकरणांच्या आवश्यकता जुळवा: अचूक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी, जलद प्रतिसाद देणारे SPD निवडा.

• तज्ञांचा सल्ला घ्या: जटिल प्रणालींसाठी (जसे की हायब्रीड पॉवर सप्लाय), एखाद्या अभियंत्याकडून संरक्षण योजना तयार करून घेण्याची शिफारस केली जाते.

Ⅲ... निष्कर्ष

वीज प्रणालीची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी सर्ज प्रोटेक्टर हे एक महत्त्वाचे उपकरण आहे. डीसी असो वा एसी, योग्य सर्ज प्रोटेक्टरची निवड करून आणि त्याची योग्य प्रकारे स्थापना केल्यास उपकरणांच्या नुकसानीचा धोका लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो. नवीन ऊर्जा, इलेक्ट्रिक वाहने आणि स्मार्ट ग्रिडच्या विकासामुळे डायरेक्ट करंट सर्ज प्रोटेक्टरची मागणी वाढत आहे, तर एसी सर्ज प्रोटेक्टर हे औद्योगिक आणि घरगुती विजेचा आधारस्तंभ आहेत. शास्त्रीय निवड आणि मानकीकृत स्थापनेद्वारे, सर्ज प्रोटेक्टर हे विद्युत प्रणालीसाठी विश्वसनीय 'सुरक्षा कवच' बनतील.