यदि आपके घर में बहुत सारे महंगे घरेलू उपकरण हैं, तो व्यापक विद्युत सुरक्षा के आयोजन का ध्यान रखना बेहतर है। इस लेख में हम सर्ज सुरक्षा उपकरणों के बारे में बात करेंगे, उनकी आवश्यकता क्यों है, वे क्या हैं और उन्हें कैसे स्थापित किया जाता है।

पल्स ओवरवॉल्टेज की प्रकृति और प्रौद्योगिकी पर उनका प्रभाव

बहुत से लोग बचपन से ही तूफान आने के पहले संकेत पर घरेलू बिजली के उपकरणों को बंद करने की परेशानी से परिचित रहे हैं। आज, शहरी नेटवर्क के विद्युत उपकरण अधिक उन्नत हो गए हैं, यही वजह है कि कई लोग बुनियादी सुरक्षा उपकरणों की उपेक्षा करते हैं। इसी समय, समस्या पूरी तरह से गायब नहीं हुई है, घरेलू उपकरण, विशेष रूप से निजी घरों में, अभी भी खतरे में हैं।

पल्स ओवरवॉल्टेज (ओएस) की घटना की प्रकृति प्राकृतिक और मानव निर्मित हो सकती है। पहले मामले में, आईपी बिजली गिरने के कारण ओवरहेड बिजली लाइनों के कारण होता है, और प्रभाव के बिंदु और जोखिम वाले उपभोक्ताओं के बीच की दूरी कई किलोमीटर तक हो सकती है। मुख्य ग्राउंडिंग सर्किट से जुड़े रेडियो टावरों और बिजली की छड़ों पर हमला करना भी संभव है, ऐसी स्थिति में घरेलू नेटवर्क में एक प्रेरित ओवरवॉल्टेज दिखाई देता है।

1 - बिजली लाइनों पर दूर से बिजली गिरना; 2 - उपभोक्ता; 3 - ग्राउंड लूप; 4 - बिजली लाइनों पर बिजली का गिरना बंद करें; 5 - बिजली की छड़ पर सीधी बिजली गिरना

मानव निर्मित बिजली स्रोत अप्रत्याशित हैं; वे ट्रांसफार्मर और वितरण सबस्टेशनों पर स्विचिंग ओवरलोड के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं। शक्ति में असममित वृद्धि (केवल एक चरण में) के साथ, एक तेज वोल्टेज वृद्धि संभव है; इसकी भविष्यवाणी करना लगभग असंभव है।

पल्स वोल्टेज समय में बहुत कम (0.006 सेकंड से कम) होते हैं, वे नेटवर्क में व्यवस्थित रूप से दिखाई देते हैं और अक्सर पर्यवेक्षक द्वारा किसी का ध्यान नहीं जाता है। घरेलू उपकरणों को 1000 वोल्ट तक के ओवरवॉल्टेज का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ऐसा अक्सर होता है। उच्च वोल्टेज पर, बिजली आपूर्ति की विफलता की गारंटी है; घर की तारों में इन्सुलेशन टूटना भी संभव है, जिससे कई शॉर्ट सर्किट और आग लग सकती है।

एसपीडी कैसे काम करती है और यह कैसे काम करती है

एसपीडी, सुरक्षा वर्ग के आधार पर, वैरिस्टर पर आधारित एक अर्धचालक उपकरण हो सकता है, या एक संपर्क अवरोधक हो सकता है। सामान्य मोड में, एसपीडी बाईपास मोड में काम करता है, इसके अंदर करंट एक प्रवाहकीय शंट के माध्यम से प्रवाहित होता है। शंट एक सख्ती से विनियमित अंतराल के साथ एक वेरिस्टर या दो इलेक्ट्रोड के माध्यम से सुरक्षात्मक ग्राउंडिंग से जुड़ा हुआ है।

वोल्टेज वृद्धि के दौरान, यहां तक ​​​​कि बहुत कम समय में, करंट इन तत्वों से होकर गुजरता है और ग्राउंडिंग के साथ फैलता है या चरण-शून्य लूप (शॉर्ट सर्किट) में प्रतिरोध में तेज गिरावट से मुआवजा दिया जाता है। वोल्टेज स्थिर होने के बाद, अरेस्टर अपनी क्षमता खो देता है, और डिवाइस फिर से सामान्य मोड में काम करने लगता है।

इस प्रकार, एसपीडी थोड़ी देर के लिए सर्किट को बंद कर देता है ताकि अतिरिक्त वोल्टेज को थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सके। इस मामले में, महत्वपूर्ण धाराएँ डिवाइस से होकर गुजरती हैं - दसियों से सैकड़ों किलोएम्पीयर तक।

संरक्षण वर्गों के बीच क्या अंतर है

आईपी ​​के कारणों के आधार पर, बढ़ी हुई वोल्टेज तरंग की दो विशेषताएं प्रतिष्ठित हैं: 8/20 और 10/350 माइक्रोसेकंड। पहला अंक वह समय है जिसके दौरान पीआई अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंचता है, दूसरा वह समय है जब इसे नाममात्र मूल्यों तक गिरने में लगता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, दूसरे प्रकार का ओवरवॉल्टेज अधिक खतरनाक है।

क्लास I उपकरणों को 10/350 μs की विशेषता के साथ पावर सर्ज के खिलाफ सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो अक्सर उपभोक्ता से 1500 मीटर के करीब बिजली लाइनों में बिजली के निर्वहन के दौरान होता है। उपकरण अपने माध्यम से 25 से 100 kA तक की धारा को संक्षिप्त रूप से प्रवाहित करने में सक्षम हैं; लगभग सभी वर्ग I उपकरण अरेस्टर पर आधारित हैं।

क्लास II एसपीडी 8/20 μs की विशेषता के साथ आईपी मुआवजे पर केंद्रित हैं, उनमें चरम वर्तमान मान 10 से 40 केए तक हैं।

सुरक्षा वर्ग III को 8/20 μs की आईपी विशेषता के साथ 10 kA से कम वर्तमान मान वाले ओवरवॉल्टेज की भरपाई के लिए डिज़ाइन किया गया है। सुरक्षा वर्ग II और III उपकरण अर्धचालक तत्वों पर आधारित हैं।

ऐसा लग सकता है कि केवल कक्षा I उपकरणों को सबसे शक्तिशाली के रूप में स्थापित करना ही पर्याप्त है, लेकिन ऐसा नहीं है। समस्या यह है कि थ्रूपुट करंट की निचली सीमा जितनी अधिक होगी, एसपीडी उतना ही कम संवेदनशील होगा। दूसरे शब्दों में: छोटे और अपेक्षाकृत कम आईपी मूल्यों पर, एक शक्तिशाली एसपीडी काम नहीं कर सकता है, और एक अधिक संवेदनशील एसपीडी ऐसे परिमाण की धाराओं का सामना नहीं कर पाएगा।

सुरक्षा वर्ग III वाले उपकरणों को सबसे कम वोल्टेज - केवल कुछ हजार वोल्ट - को खत्म करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे घरेलू उपकरणों के लिए बिजली आपूर्ति में निर्माताओं द्वारा स्थापित सुरक्षा उपकरणों की विशेषताओं में पूरी तरह से समान हैं। बैकअप इंस्टॉलेशन के मामले में, वे सबसे पहले लोड लेते हैं और उन उपकरणों में एसपीडी के संचालन को रोकते हैं जिनकी सेवा जीवन 20-30 चक्र तक सीमित है।

क्या एसपीडी, जोखिम मूल्यांकन की आवश्यकता है?

बिजली आपूर्ति के खिलाफ सुरक्षा के आयोजन के लिए आवश्यकताओं की एक पूरी सूची आईईसी 61643-21 में निर्धारित की गई है; अनिवार्य स्थापना आईईसी 62305-2 मानक का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है, जिसके अनुसार बिजली गिरने के जोखिम की डिग्री का एक विशिष्ट मूल्यांकन और इसके कारण होने वाले परिणाम स्थापित हो गए हैं।

सामान्य तौर पर, ओवरहेड बिजली लाइनों से बिजली की आपूर्ति करते समय, क्लास I सर्ज प्रोटेक्टर स्थापित करना लगभग हमेशा बेहतर होता है, जब तक कि बिजली आपूर्ति मोड पर तूफान के प्रभाव को कम करने के लिए उपायों का एक सेट नहीं लिया गया हो: समर्थन की पुनः ग्राउंडिंग, PEN कंडक्टर और धातु लोड-असर तत्व, एक अलग ग्राउंडिंग लूप के साथ एक बिजली की छड़ की स्थापना, संभावित समकारी प्रणाली की स्थापना।

जोखिम का आकलन करने का एक आसान तरीका असुरक्षित घरेलू उपकरणों और सुरक्षा उपकरणों की लागत की तुलना करना है। यहां तक ​​कि बहुमंजिला इमारतों में भी, जहां 8/20 की विशेषता के साथ ओवरवॉल्टेज का मान बहुत कम होता है, इन्सुलेशन टूटने या उपकरणों की विफलता का जोखिम काफी अधिक होता है।

मुख्य स्विचबोर्ड में उपकरणों की स्थापना

अधिकांश सर्ज रक्षक मॉड्यूलर होते हैं और इन्हें 35 मिमी डीआईएन रेल पर स्थापित किया जा सकता है। एकमात्र आवश्यकता यह है कि एसपीडी स्थापित करने के लिए ढाल में सुरक्षात्मक कंडक्टर के साथ अनिवार्य कनेक्शन के साथ एक धातु आवरण होना चाहिए।

एसपीडी चुनते समय, मुख्य प्रदर्शन विशेषताओं के अलावा, आपको बाईपास मोड में रेटेड ऑपरेटिंग करंट को भी ध्यान में रखना चाहिए; यह आपके विद्युत नेटवर्क में लोड के अनुरूप होना चाहिए। एक अन्य पैरामीटर अधिकतम सीमित वोल्टेज है; यह दैनिक उतार-चढ़ाव के भीतर उच्चतम मूल्य से कम नहीं होना चाहिए।

एसपीडी दो-पोल और चार-पोल सर्किट ब्रेकर के माध्यम से क्रमशः एकल-चरण या तीन-चरण आपूर्ति नेटवर्क से श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। स्पार्क गैप इलेक्ट्रोड के सोल्डरिंग या वेरिस्टर के टूटने की स्थिति में इसकी स्थापना आवश्यक है, जो स्थायी शॉर्ट सर्किट का कारण बनती है। चरण और सुरक्षात्मक कंडक्टर एसपीडी के ऊपरी टर्मिनलों से जुड़े होते हैं, और तटस्थ कंडक्टर निचले टर्मिनलों से जुड़े होते हैं।

एसपीडी कनेक्शन उदाहरण: 1 - इनपुट; 2 - स्वचालित स्विच; 3 - एसपीडी; 4 - ग्राउंडिंग बस; 5 - ग्राउंड लूप; 6 - बिजली मीटर; 7 - अंतर स्वचालित; 8 - उपभोक्ता मशीनों के लिए

विभिन्न सुरक्षा वर्गों के साथ कई सुरक्षात्मक उपकरणों को स्थापित करते समय, एसपीडी के साथ श्रृंखला में जुड़े विशेष चोक का उपयोग करके उनके समन्वय की आवश्यकता होती है। सुरक्षात्मक उपकरणों को कक्षा के आरोही क्रम में सर्किट में बनाया जाता है। अनुमोदन के बिना, अधिक संवेदनशील एसपीडी मुख्य भार उठाएंगे और पहले ही विफल हो जाएंगे।

यदि उपकरणों के बीच केबल लाइन की लंबाई 10 मीटर से अधिक हो तो चोक की स्थापना से बचा जा सकता है। इस कारण से, क्लास I एसपीडी को मीटर से पहले ही अग्रभाग पर लगाया जाता है, जिससे मीटरिंग यूनिट को ओवरवॉल्टेज से बचाया जाता है, और दूसरे और तीसरे वर्ग को क्रमशः एएसयू और फ़्लोर/ग्रुप स्विचबोर्ड पर स्थापित किया जाता है।