संक्षिप्त संरक्षण प्रणाली कैसे वोल्टेज स्पाइक्स और उत्थान से विद्युत उपकरणों की रक्षा करती हैं

कैसे ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम वोल्टेज स्पाइक्स और सर्ज से इलेक्ट्रिकल उपकरणों की रक्षा करते हैं

ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम (TPS) वोल्टेज स्पाइक्स और सर्ज से इलेक्ट्रिकल उपकरणों की रक्षा करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जो बिजली के चमकने, ग्रिड स्विचिंग ऑपरेशन, कैपेसिटर बैंक स्विचिंग, शॉर्ट सर्किट फ़ॉल्ट आदि जैसी घटनाओं से हो सकते हैं। ये ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज घटनाएँ उपकरणों को क्षति या प्रदर्शन की गिरावट का कारण बन सकती हैं। नीचे ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम द्वारा रक्षा प्रदान करने के विस्तृत मेकानिज़्म दिए गए हैं:

1. त्वरित प्रतिक्रिया

ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम की एक प्रमुख विशेषता वोल्टेज स्पाइक्स और सर्ज के प्रति त्वरित प्रतिक्रिया की क्षमता है। आमतौर पर, ये सिस्टम नैनोसेकंड से माइक्रोसेकंड तक की प्रतिक्रिया समय रखते हैं, जिससे वे ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज को लगभग तुरंत निरोधित कर सकते हैं।

• मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर्स (MOV): MOVs एक सामान्य ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन घटक हैं, जिनकी वोल्टेज-करंट विशेषताएँ अरेखीय होती हैं। जब वोल्टेज एक निश्चित सीमा से ऊपर जाता है, तो MOV का प्रतिरोध तेजी से गिर जाता है, जिससे ओवरवोल्टेज एक सुरक्षित स्तर पर नियंत्रित हो जाता है।

• गैस डिस्चार्ज ट्यूब्स (GDT): GDTs दो इलेक्ट्रोड्स के बीच एक आर्क बनाकर ओवरवोल्टेज ऊर्जा को दूर करते हैं। जब वोल्टेज एक निश्चित स्तर तक पहुँचता है, तो GDT के अंदर की गैस आयनित हो जाती है, जिससे विद्युत धारा के लिए एक चालक मार्ग बनता है और ऊर्जा दूर हो जाती है।

• ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन डायोड (TVS): TVS डायोड नैनोसेकंड के भीतर प्रतिक्रिया कर सकते हैं और ओवरवोल्टेज को एक निश्चित सुरक्षित वोल्टेज सीमा तक नियंत्रित कर सकते हैं।

2. ऊर्जा का अवशोषण और दूरीकरण

त्वरित प्रतिक्रिया के अलावा, ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम ओवरवोल्टेज घटनाओं से ऊर्जा को अवशोषित और दूर करने की जरूरत होती है। विभिन्न प्रकार के सुरक्षात्मक उपकरणों की ऊर्जा-संभालन क्षमता भिन्न होती है:

• MOV: MOVs बड़ी मात्रा में ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं, जिससे उन्हें उच्च ऊर्जा वाले सर्जों को संभालने के लिए उपयुक्त बनाता है। वे आमतौर पर बिजली के प्रवेश बिंदु पर स्थापित किए जाते हैं ताकि महत्वपूर्ण वोल्टेज स्पाइक्स को संभाला जा सके।

• GDT: GDTs उच्च वोल्टेज एप्लिकेशनों में प्राथमिक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जो उच्च वोल्टेज स्थितियों में कार्य करने में सक्षम हैं और बिजली के चमकने और अन्य उच्च ऊर्जा वाले ट्रांजिएंट घटनाओं के लिए उपयुक्त हैं।

• TVS डायोड: हालांकि TVS डायोडों की ऊर्जा अवशोषण क्षमता निम्न होती है, लेकिन उनका तेजी से प्रतिक्रिया करने का समय उन्हें संवेदनशील इलेक्ट्रोनिक उपकरणों की गहरी सुरक्षा के लिए आदर्श बनाता है।

3. बहु-स्तरीय सुरक्षा

समग्र सुरक्षा को सुनिश्चित करने के लिए, ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम अक्सर बहु-स्तरीय सुरक्षा रणनीतियों का उपयोग करते हैं। यह लेयर्ड दृष्टिकोण ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज के विभिन्न परिमाण और आवृत्तियों को प्रभावी रूप से संबोधित करता है:

• प्राथमिक सुरक्षा (कोर्स सुरक्षा): आमतौर पर बिजली के प्रवेश बिंदु पर स्थित, जहाँ MOVs और GDTs जैसे बड़े क्षमता वाले सुरक्षा उपकरणों का उपयोग किया जाता है ताकि बड़ी ऊर्जा वाले सर्जों को अवशोषित और दूर किया जा सके।

• द्वितीयक सुरक्षा (गहरी सुरक्षा): उपकरणों के अंदर या संवेदनशील इलेक्ट्रोनिक घटकों के पास स्थित, जहाँ निम्न ऊर्जा वाले सुरक्षा उपकरणों जैसे TVS डायोडों का उपयोग किया जाता है ताकि अधिक सटीक सुरक्षा प्रदान की जा सके।

• तृतीयक सुरक्षा (सिग्नल लाइन सुरक्षा): संचार लाइनों, डेटा प्रसारण लाइनों और अन्य संवेदनशील सिग्नल लाइनों के लिए, सिग्नल लाइन प्रोटेक्टर (SLP) जैसे विशेष सुरक्षा उपकरणों का उपयोग किया जाता है ताकि ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज सिग्नल लाइनों के माध्यम से उपकरणों में प्रवेश न कर सकें।

4. अलगाव और फ़िल्टरिंग

ओवरवोल्टेज ऊर्जा को अवशोषित और दूर करने के अलावा, ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम अलगाव और फ़िल्टरिंग तकनीकों का भी उपयोग करते हैं ताकि ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज के उपकरणों पर प्रभाव को और भी कम किया जा सके:

• अलगाव ट्रांसफार्मर: अलगाव ट्रांसफार्मर इनपुट और आउटपुट के बीच विद्युतीय अलगाव प्रदान करते हैं, जिससे ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज इनपुट तरफ से आउटपुट तरफ नहीं जा सकते।

• फ़िल्टर: फ़िल्टर उच्च आवृत्ति शोर और ट्रांजिएंट पल्स को हटाते हैं, जिससे ये उपकरणों में प्रवेश नहीं कर सकते। सामान्य फ़िल्टर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफ़ेरेंस (EMI) फ़िल्टर और रेडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफ़ेरेंस (RFI) फ़िल्टर शामिल हैं।

5. ग्राउंडिंग सिस्टम

एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया ग्राउंडिंग सिस्टम ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। प्रभावी ग्राउंडिंग ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज को तेजी से पृथ्वी की ओर दूर करने के लिए एक कम-आवर्तन रास्ता प्रदान करता है, जिससे उपकरणों की क्षति से बचा जा सकता है:

• ग्राउंड रिजिस्टेंस: ग्राउंड रिजिस्टेंस को जितना कम संभव हो, उतना कम किया जाना चाहिए ताकि ट्रांजिएंट ओवरवोल्टेज तेजी से दूर हो सकें।

• इक्विपोटेंशियल बंडिंग: सभी मेटल एन्क्लोजर्स और उपकरणों के ग्राउंडिंग टर्मिनल को एक साथ जोड़कर, इक्विपोटेंशियल बंडिंग वोल्टेज के अंतर से होने वाले आर्क और स्पार्क को रोकता है।

6. मॉनिटरिंग और अलार्मिंग

कुछ उन्नत ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम में मॉनिटरिंग और अलार्मिंग की क्षमताएँ भी शामिल होती हैं, जो प्रणाली की स्थिति की वास्तविक समय में मॉनिटरिंग और असामान्यताओं के पता चलने पर अलार्म ट्रिगर करने या उचित कार्रवाई करने की अनुमति देती हैं:

• स्थिति इंडिकेटर लाइट्स: ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन उपकरण की कार्यावधि, जैसे सामान्य, दोष, या विफलता, दिखाते हैं।

• रिमोट मॉनिटरिंग: नेटवर्क इंटरफ़ेस या संचार मॉड्यूल्स के माध्यम से, रिमोट मॉनिटरिंग और प्रबंधन संभव है, जिससे संभावित समस्याओं की समय पर पहचान और समाधान किया जा सकता है।

7. टिकाऊपन और विश्वसनीयता

ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम के डिज़ाइन में लंबे समय तक का टिकाऊपन और विश्वसनीयता को ध्यान में रखना आवश्यक है। इसमें उपयुक्त सामग्रियों का चयन, प्रभावी ताप विसरण संरचनाओं का डिज़ाइन, और कठोर परीक्षण और प्रमाणिकरण शामिल है:

• टिकाऊपन परीक्षण: वास्तविक कार्यात्मक वातावरण में विभिन्न तनाव परिस्थितियों, जैसे तापमान परिवर्तन, आर्द्रता, दोलन, आदि का सिमुलेशन करके, सुरक्षा उपकरणों की लंबे समय तक की स्थिरता की जांच की जाती है।

• विश्वसनीयता प्रमाणिकरण: कई ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन उत्पादों को अंतर्राष्ट्रीय मानक प्रमाणिकरण, जैसे IEC 61643 (निम्न-वोल्टेज सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस), UL 1449 (सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस), आदि से गुजरना चाहिए।

सारांश

ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम त्वरित प्रतिक्रिया, ऊर्जा अवशोषण और दूरीकरण, बहु-स्तरीय सुरक्षा, अलगाव और फ़िल्टरिंग, ग्राउंडिंग सिस्टम, मॉनिटरिंग और अलार्मिंग, और टिकाऊपन और विश्वसनीयता के माध्यम से वोल्टेज स्पाइक्स और सर्ज से इलेक्ट्रिकल उपकरणों की रक्षा करते हैं। ट्रांजिएंट प्रोटेक्शन सिस्टम का उचित डिज़ाइन और चयन इलेक्ट्रिकल उपकरणों की विश्वसनीयता और जीवनकाल को बहुत बढ़ा सकता है।