सर्ज प्रोटेक्टर निवडीचे प्रमुख मुद्दे आणि संबंधित समस्यांचे विश्लेषण

सर्ज प्रोटेक्टर हा उच्च-कार्यक्षमतेचा सर्किट प्रोटेक्टर आहे, जेव्हा तो क्षणिक उच्च व्होल्टेज, उच्च ऊर्जा पल्स, मूळ उच्च प्रतिबाधापासून कमी प्रतिबाधापर्यंत जलद (१०-९ सेकंद) आणि पूर्वनिर्धारित व्होल्टेजपर्यंत क्षणिक उच्च व्होल्टेज हस्तक्षेप पल्सचा सामना करतो, जेणेकरून उपकरणे आणि संवेदनशील उपकरणांचे नुकसान होण्यापासून प्रभावीपणे संरक्षण करता येईल, सर्किटचे काम हस्तक्षेपाशिवाय होते.

(१) लाट संरक्षणात्मक उपकरणे तीन स्तरांमध्ये विभागली आहेत
वीज ट्रान्समिशन लाईनवर थेट वीज आदळल्यावर पहिला स्तर थेट वीज प्रवाह किंवा प्रसारित होणारी प्रचंड ऊर्जा सोडू शकतो. पहिल्या स्तराचे संरक्षण तीन-फेज व्होल्टेज स्विचिंग पॉवर सप्लाय लाइटनिंग अरेस्टर असेल आणि त्याचा लाइटनिंग फ्लक्स 60kA पेक्षा कमी नसावा. सामान्यतः सामान्य वितरणासाठी वापरला जातो.
दुसऱ्या टप्प्याचा उद्देश पहिल्या टप्प्यातील लाइटनिंग अरेस्टरद्वारे अवशिष्ट सर्ज व्होल्टेजचे मूल्य १५००-२०००v पर्यंत मर्यादित करणे आणि lpz1-lpz2 साठी समतुल्य कनेक्शन लागू करणे आहे. जेव्हा वितरण कॅबिनेटच्या लाइनमधून पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर आउटपुट दुसऱ्या स्तरावरील संरक्षण म्हणून वापरला जातो, तेव्हा व्होल्टेज मर्यादित करणारा पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर वापरला जाईल आणि त्याची लाइटनिंग करंट क्षमता २०KA पेक्षा कमी नसावी.

तिसऱ्या स्तराचा उद्देश उपकरणांचे संरक्षण करणे आणि अवशिष्ट लाट व्होल्टेजचे मूल्य १००० व्ही पेक्षा कमी करणे आहे. तिसऱ्या स्तराचे संरक्षण म्हणून, ते मालिका व्होल्टेज मर्यादित करणारे पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर असेल आणि त्याची लाइटनिंग करंट क्षमता १० केए पेक्षा कमी नसावी. सामान्यतः टर्मिनल पॉवर वितरण उपकरणांसाठी वापरले जाते.
वेगवेगळ्या वितरण प्रणालींनी संबंधित लाट संरक्षणात्मक उपकरणे निवडली पाहिजेत, जी TN (TN-S, NC, TN-CS), it आणि TT मध्ये विभागली जाऊ शकतात.

१) प्राथमिक संरक्षण
याचा उद्देश म्हणजे सर्ज व्होल्टेजला lpz0 क्षेत्रापासून lpz1 क्षेत्रापर्यंत थेट प्रवाहित होण्यापासून रोखणे आणि हजारो ते लाखो व्होल्टपर्यंतच्या सर्ज व्होल्टेजला 2500-3000v पर्यंत मर्यादित करणे.
जेव्हा घरगुती पॉवर ट्रान्सफॉर्मरच्या कमी-व्होल्टेज बाजूला बसवलेले पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर पहिल्या स्तराचे संरक्षण म्हणून वापरले जाते, तेव्हा ते तीन-फेज व्होल्टेज स्विचिंग पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर असावे आणि त्याचा लाइटनिंग फ्लक्स 60kA पेक्षा कमी नसावा. पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरचा हा स्तर वापरकर्त्याच्या पॉवर सप्लाय सिस्टमच्या प्रवेशद्वारावर येणाऱ्या लाइनच्या प्रत्येक टप्प्यात आणि पृथ्वी दरम्यान जोडलेला उच्च-क्षमतेचा पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर असावा. इलेक्ट्रिकल डिझाइनच्या ऑनलाइन अध्यापनाचे शिक्षक डीआय सामान्यतः आवश्यक असतात की या पातळीच्या पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरची कमाल प्रभाव क्षमता प्रति फेज 100kA पेक्षा जास्त असेल आणि आवश्यक मर्यादित व्होल्टेज 1500V पेक्षा कमी असेल, ज्याला क्लासी लेव्हल पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर म्हणतात. हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाइटनिंग अरेस्टर विजेच्या मोठ्या प्रवाहाचा सामना करण्यासाठी आणि उच्च-ऊर्जा लाट आकर्षित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत, जे मोठ्या प्रमाणात लाट करंट पृथ्वीकडे वळवू शकतात. ते फक्त मर्यादित व्होल्टेज (जेव्हा आवेग प्रवाह पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरमधून वाहतो, तेव्हा लाईनवरील जास्तीत जास्त व्होल्टेजला मर्यादित व्होल्टेज म्हणतात) मध्यम पातळीचे संरक्षण म्हणून प्रदान करतात, कारण क्लासी लेव्हल प्रोटेक्टर प्रामुख्याने मोठ्या लाटाच्या प्रवाहाचे शोषण करतो आणि ते केवळ वीज पुरवठा प्रणालीमधील संवेदनशील विद्युत उपकरणांचे पूर्णपणे संरक्षण करू शकत नाहीत.

पहिल्या स्तरावरील पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर 10 / 350us आणि 100kA लाइटनिंग वेव्ह रोखू शकतो, जो IEC द्वारे निर्दिष्ट केलेल्या सर्वोच्च संरक्षण मानकापर्यंत पोहोचतो.
तांत्रिक संदर्भ असा आहे: विजेचा प्रवाह १००kA (१० / ३५०us) पेक्षा जास्त किंवा त्यापेक्षा जास्त आहे; अवशिष्ट व्होल्टेज मूल्य २.५KV पेक्षा जास्त नसावे; प्रतिसाद वेळ १००ns पेक्षा कमी किंवा त्यापेक्षा जास्त आहे.
२) दुय्यम संरक्षण
पहिल्या लेव्हल लाइटनिंग अरेस्टरद्वारे अवशिष्ट सर्ज व्होल्टेजचे मूल्य १५००-२००० व्ही पर्यंत मर्यादित करणे आणि lpz1-lpz2 साठी इक्विपोटेन्शियल कनेक्शन लागू करणे हा यामागचा उद्देश आहे.
जेव्हा वितरण कॅबिनेटच्या लाईनमधून येणारा पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर आउटपुट दुसऱ्या स्तरावरील संरक्षण म्हणून वापरला जातो, तेव्हा महत्त्वाच्या किंवा संवेदनशील विद्युत उपकरणांना वीज पुरवठा करणाऱ्या शाखा वितरण ठिकाणी व्होल्टेज मर्यादित करणारा पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर स्थापित केला पाहिजे आणि त्याची लाइटनिंग करंट क्षमता 20KA पेक्षा कमी नसावी. इलेक्ट्रिकल डिझाइनचे ऑनलाइन शिक्षण देणाऱ्या श्री. डी, हे पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर वापरकर्त्याच्या पॉवर सप्लाय इनलेटवर सर्ज अरेस्टरमधून जाणारी अवशिष्ट सर्ज ऊर्जा अधिक चांगल्या प्रकारे शोषू शकतात आणि क्षणिक ओव्हरव्होल्टेजवर उत्कृष्ट प्रतिबंधात्मक प्रभाव पाडतात.

येथे वापरल्या जाणाऱ्या पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरची कमाल आवेग क्षमता प्रति फेज ४५kA पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे आणि आवश्यक मर्यादित व्होल्टेज १२००V पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे, ज्याला ClassII पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर म्हणतात. साधारणपणे, जर वापरकर्ता वीज पुरवठा प्रणाली दुसऱ्या स्तरावरील संरक्षण प्राप्त करते, तर ती विद्युत उपकरणांच्या ऑपरेशनच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकते.
वर्ग C संरक्षक हा वर्ग II पॉवर सप्लाय लाइटनिंग अरेस्टरसाठी फेज-I, फेज-I आणि फेज-I च्या पूर्ण मोड संरक्षणासाठी स्वीकारला जातो आणि मुख्य तांत्रिक पॅरामीटर्स आहेत: विजेची प्रवाह क्षमता 40ka (8 / 20us) पेक्षा जास्त किंवा समान आहे; अवशिष्ट व्होल्टेजचे शिखर मूल्य 1000V पेक्षा जास्त नसावे; प्रतिसाद वेळ 25ns पेक्षा जास्त नसावा.

३) तिसऱ्या पातळीचे संरक्षण
अवशिष्ट लाट व्होल्टेज १००० व्ही पेक्षा कमी करून उपकरणांचे संरक्षण करणे हा उद्देश आहे, जेणेकरून लाटाची ऊर्जा उपकरणांना नुकसान पोहोचवू शकेल.
जेव्हा इलेक्ट्रॉनिक माहिती उपकरणांच्या एसी पॉवर सप्लायच्या इनकमिंग एंडवर बसवलेले पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर तिसऱ्या स्तरावरील संरक्षण म्हणून वापरले जाते, तेव्हा ते सिरीज व्होल्टेज मर्यादित करणारे पॉवर लाइटनिंग अरेस्टर असावे आणि त्याची लाइटनिंग करंट क्षमता 10kA पेक्षा कमी नसावी.
शेवटी, विद्युत उपकरणांच्या अंतर्गत वीज पुरवठ्यामध्ये बिल्ट-इन पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरचा वापर करून लहान क्षणिक ओव्हरव्होल्टेज पूर्णपणे काढून टाकता येते. श्री. डी, इलेक्ट्रिकल डिझाइनचे ऑनलाइन शिक्षण, येथे वापरल्या जाणाऱ्या पॉवर लाइटनिंग अरेस्टरची कमाल प्रभाव क्षमता प्रति फेज २० केए किंवा त्यापेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे आणि आवश्यक मर्यादित व्होल्टेज १००० व्ही पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. काही विशेषतः महत्त्वाच्या किंवा संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी, थर्ड लेव्हल प्रोटेक्शन असणे आवश्यक आहे आणि ते सिस्टममध्ये निर्माण होणाऱ्या क्षणिक ओव्हरव्होल्टेजपासून विद्युत उपकरणांचे संरक्षण देखील करू शकते. मायक्रोवेव्ह कम्युनिकेशन उपकरणे, मोबाइल बेस स्टेशन कम्युनिकेशन उपकरणे आणि रडार उपकरणांसाठी वापरल्या जाणाऱ्या रेक्टिफायर पॉवर सप्लायसाठी, योग्य कार्यरत व्होल्टेज असलेले डीसी पॉवर सप्लाय लाइटनिंग अरेस्टर त्यांच्या कार्यरत व्होल्टेजच्या संरक्षणाच्या गरजांनुसार नॉन लेव्हल प्रोटेक्शन म्हणून निवडले पाहिजेत.

४) संरक्षित उपकरणांच्या सहनशील व्होल्टेज पातळीनुसार
जर दोन-स्तरीय वीज संरक्षण उपकरणाच्या सहनशील व्होल्टेज पातळीपेक्षा कमी व्होल्टेज मर्यादित करू शकत असेल, तर फक्त दोन-स्तरीय संरक्षण आवश्यक आहे. जर उपकरणाची सहनशील व्होल्टेज पातळी कमी असेल, तर चार किंवा अधिक पातळीचे संरक्षण आवश्यक असू शकते. चौथ्या स्तराच्या संरक्षणाची वीज प्रवाह क्षमता 5ka पेक्षा कमी नसावी.
(२) सर्ज प्रोटेक्टरसमोर फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर का सुसज्ज असावेत?
जेव्हा सर्ज प्रोटेक्टरमधून जाणारा इनरश करंट त्याच्या IMAX पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा सर्ज प्रोटेक्टर तुटतो आणि निकामी होतो, ज्यामुळे सर्किटमध्ये शॉर्ट-सर्किट फॉल्ट होतो. शॉर्ट-सर्किट फॉल्ट कापण्यासाठी, सर्किट ब्रेकर किंवा फ्यूज स्थापित करणे आवश्यक आहे. श्री. डी, इलेक्ट्रिकल डिझाइनचे ऑनलाइन शिक्षण, प्रत्येक विजेच्या झटक्याने सर्ज प्रोटेक्टरचे वय वाढेल. उदाहरणार्थ, जर करंट बराच काळ अस्तित्वात असेल, तर सर्ज प्रोटेक्टर जास्त गरम होईल आणि वय वाढण्यास गती देईल. यावेळी, सर्ज प्रोटेक्टर जास्तीत जास्त स्वीकार्य उष्णता गाठण्यापूर्वी सर्किट ब्रेकर किंवा फ्यूजच्या थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टमला सर्ज प्रोटेक्टर डिस्कनेक्ट करण्यासाठी कार्य करणे आवश्यक आहे.

फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकरसाठी सर्ज प्रोटेक्टरची आवश्यकता: जेव्हा २० मानक ८/२० मायक्रोसेकंद आणि १.२/५० मायक्रोसेकंद चाचणी पल्स रेटेड करंटच्या खाली लागू केले जातात, तेव्हा सर्किट ब्रेकर किंवा फ्यूज ट्रिप होणार नाही. जेव्हा सर्ज प्रोटेक्टर तुटलेला असतो आणि शॉर्ट सर्किट केला जातो, तेव्हा सर्किट ब्रेकर किंवा फ्यूज कार्य करेल. जर सर्ज प्रोटेक्टर स्विचिंग मॉड्यूल असेल, कारण त्याचा डॅमेज मोड ओपन सर्किट आहे, तर तो लघु सर्किट ब्रेकर आणि फ्यूजशिवाय संरक्षित केला जाऊ शकतो.
फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर दोन्ही सर्ज प्रोटेक्टरच्या उत्कृष्ट संरक्षणासाठी वापरले जाऊ शकतात. फ्यूजची वैशिष्ट्ये; फ्यूजमध्ये दीर्घकाळ विलंब आणि व्यस्त वेळ मर्यादा वैशिष्ट्यांसह तात्काळ प्रवाह अशी दोन संरक्षण कार्ये आहेत. इलेक्ट्रिकल डिझाइनचे ऑनलाइन शिक्षण देणारे श्री. डी, अनुक्रमे ओव्हरलोड आणि शॉर्ट-सर्किट संरक्षण म्हणून वापरले जातात, म्हणजेच, फॉल्ट फ्यूजिंगनंतर फ्यूज लिंक बदलणे आवश्यक आहे. सर्किट ब्रेकरची वैशिष्ट्ये: सर्किट ब्रेकरमध्ये तात्काळ करंट संरक्षण आणि ओव्हरलोड थर्मल संरक्षण असते. फॉल्ट डिस्कनेक्शननंतर, घटक न बदलता ते मॅन्युअली रीसेट केले जाऊ शकते.
येणाऱ्या लाईन्समधील फरक पहा: ४४०V सर्ज प्रोटेक्टर हा थ्री-फेज २८०V फाइव्ह वायर सिस्टीम किंवा थ्री-फेज ३८०V फोर वायर सिस्टीमसाठी निवडला जाईल. २२०V सर्ज प्रोटेक्टर हा सिंगल-फेज २२०V टू-वायर सिस्टीम किंवा सिंगल-फेज २२०V थ्री वायर सिस्टीमसाठी निवडला जाईल. याव्यतिरिक्त, लक्षात ठेवा: निवडलेल्या सर्ज प्रोटेक्टरचा प्रोटेक्शन लेव्हल हा निवासी इमारतीच्या येणाऱ्या लाईनवर थ्री-फेज २८०V साठी लेव्हल २ आहे; सिंगल-फेज २२०V साठी ग्रेड ३ आहे.
TN-CS सिस्टीम लाईन इमारतीच्या सामान्य वितरण बॉक्समध्ये प्रवेश केल्यानंतर, पेन लाईन N लाईन आणि PE लाईनमध्ये विभागली जाते. फेज लाईन I आणि पेन लाईनमध्ये सर्ज प्रोटेक्टर बसवणे आवश्यक आहे.
सर्ज प्रोटेक्टरच्या समोरील स्विच फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर निवडू शकतो. साधारणपणे, IMAX > 40ka साठी 40 ~ 63A आणि IMAX < 40ka साठी 20 ~ 32A निवडले पाहिजे.

(३) लाट प्रतिबंधक आणि वीज अरेस्टर एकच गोष्ट आहे का?
जरी सर्ज प्रोटेक्टर आणि लाइटनिंग अरेस्टर दोन्हीमध्ये ओव्हरव्होल्टेज, विशेषतः लाइटनिंग ओव्हरव्होल्टेज रोखण्याचे कार्य आहे, तरीही त्यांच्या वापरात बरेच फरक आहेत.
१) अरेस्टरमध्ये अनेक व्होल्टेज पातळी असतात, ०.३८kv कमी व्होल्टेज ते ५००kV UHV पर्यंत, तर सर्ज प्रोटेक्टिव्ह उपकरणांमध्ये सामान्यतः फक्त कमी व्होल्टेज उत्पादने असतात;

२) विजेच्या लाटेचे थेट आक्रमण रोखण्यासाठी लाइटनिंग अरेस्टर बहुतेकदा प्राथमिक प्रणालीवर बसवले जातात, तर सर्ज प्रोटेक्टर बहुतेकदा दुय्यम प्रणालीवर बसवले जातात, जे लाइटनिंग अरेस्टरने विजेच्या लाटेचे थेट आक्रमण काढून टाकल्यानंतर किंवा जेव्हा लाइटनिंग अरेस्टरने विजेच्या लाटेचे थेट आक्रमण काढून टाकले नाही तेव्हा एक पूरक उपाय आहे;

३) विद्युत उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी लाइटनिंग अरेस्टरचा वापर केला जातो आणि सर्ज प्रोटेक्टरचा वापर बहुतेकदा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे किंवा मीटरचे संरक्षण करण्यासाठी केला जातो;
४) अरेस्टर इलेक्ट्रिकल प्रायमरी सिस्टीमशी जोडलेला असल्याने, त्याची बाह्य इन्सुलेशन कार्यक्षमता पुरेशी असावी आणि आकार मोठा असावा. सर्ज प्रोटेक्टर कमी व्होल्टेजशी जोडलेला असल्याने, आकार खूप लहान असू शकतो.