वाल्व प्रकार की बिजली का रोधक क्या है
वाल्व प्रकार का बिजली का रोधक क्या है?
परिभाषा
एक बिजली का रोधक जो एक या अधिक गैप से गुजरने वाले धारा-नियंत्रण तत्व के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है, उसे बिजली का रोधक कहा जाता है। इलेक्ट्रोडों के बीच का गैप, गैप पर वोल्टेज आवश्यक गैप फ्लैशओवर वोल्टेज से अधिक न होने पर, रोधक के माध्यम से धारा के प्रवाह को रोकता है। वाल्व-प्रकार का रोधक को गैप सर्ज डाइवर्टर या श्रृंखला गैप के साथ सिलिकॉन-कार्बाइड सर्ज डाइवर्टर भी कहा जाता है।
वाल्व-प्रकार के बिजली के रोधक का निर्माण
वाल्व-प्रकार का बिजली का रोधक एक बहु-स्पार्क-गैप असेंबली से निर्मित होता है जो एक गैर-रैखिक तत्व से बने रिसिस्टर के साथ श्रृंखला में जुड़ा होता है। प्रत्येक स्पार्क गैप दो तत्वों से बना होता है। गैपों के बीच असमान वोल्टेज वितरण को संबोधित करने के लिए, गैर-रैखिक रिसिस्टर प्रत्येक व्यक्तिगत गैप के समानांतर जोड़े जाते हैं। यह निर्माण विभिन्न विद्युत स्थितियों के तहत रोधक के सही कार्य को सुनिश्चित करता है, जिससे यह लाइटनिंग-प्रेरित ओवर-वोल्टेज से विद्युत उपकरणों की प्रभावी रूप से सुरक्षा कर पाता है।
रिसिस्टर तत्व सिलिकॉन कार्बाइड और अकार्बनिक बाइंडर्स के संयोजन से निर्मित होते हैं। पूरा असेंबली एक छिद्रित पोर्सेलेन आवरण में घेरा जाता है जो नाइट्रोजन गैस या SF6 गैस से भरा होता है। यह गैस-भरा वातावरण रोधक की विद्युत इन्सुलेशन और प्रदर्शन को बढ़ावा देता है।
वाल्व-प्रकार के बिजली के रोधक का कार्य
सामान्य कम-वोल्टेज स्थितियों में, समानांतर रिसिस्टर गैपों के माध्यम से स्पार्क-ओवर को रोकते हैं। इस परिणामस्वरूप, लगाए गए वोल्टेज में धीमे परिवर्तन विद्युत प्रणाली के लिए खतरा नहीं बनते। हालांकि, जब लाइटनिंग के हमले या विद्युत सर्ज के कारण रोधक के टर्मिनलों पर तेज वोल्टेज के परिवर्तन होते हैं, तो रोधक के हवा के गैप में स्पार्क-ओवर होता है। इसके परिणामस्वरूप उत्पन्न धारा गैर-रैखिक रिसिस्टर के माध्यम से भूमि को डिस्चार्ज की जाती है। महत्वपूर्ण रूप से, गैर-रैखिक रिसिस्टर इन उच्च-वोल्टेज, उच्च-धारा स्थितियों में बहुत कम प्रतिरोध प्रदर्शित करता है, जिससे अतिरिक्त धारा सुरक्षित विद्युत उपकरण से दूर शंट की जाती है और इससे संभावित क्षति से बचा जाता है।
सर्ज के पार होने के बाद, रोधक पर लगाए गए वोल्टेज कम हो जाता है। साथ ही, रोधक का प्रतिरोध निरंतर बढ़ता रहता है जब तक कि सामान्य संचालन वोल्टेज वापस नहीं आ जाता। सर्ज के विलुप्त होने के बाद, पिछले फ्लैश-ओवर द्वारा बनाए गए पथ में एक छोटी धारा निम्न-शक्ति आवृत्ति पर प्रवाहित होना शुरू होती है। इस विशेष धारा को पावर फॉलो करंट कहा जाता है।
पावर फॉलो करंट का परिमाण धीरे-धीरे कम होता जाता है, जिसे स्पार्क गैप द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है, जैसे-जैसे गैप अपनी डाइएलेक्ट्रिक सामर्थ्य को वापस प्राप्त करता है। पावर फॉलो करंट की विलुप्ति धारा वेवफॉर्म के पहले जीरो-क्रॉसिंग पर होती है। इस परिणामस्वरूप, विद्युत आपूर्ति अविच्छिन्न रहती है, और रोधक फिर से सामान्य संचालन के लिए तैयार हो जाता है। इस प्रक्रिया को लाइटनिंग रोधक का रीसीलिंग कहा जाता है।
वाल्व-प्रकार के बिजली के रोधक के संचालन के चरण
जब एक सर्ज ट्रांसफार्मर तक पहुंचता है, तो यह नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाए गए अनुसार बिजली के रोधक से संपर्क करता है। लगभग 0.25 μs में, वोल्टेज श्रृंखला गैप के ब्रेकडाउन मूल्य तक पहुंच जाता है, जिससे रोधक डिस्चार्ज करना शुरू कर देता है। यह डिस्चार्ज कार्य सर्ज से संबंधित अतिरिक्त धारा को विक्षेपित करता है, जिससे ट्रांसफार्मर और अन्य जुड़े विद्युत उपकरणों की उच्च-वोल्टेज पारितंत्र से संभावित क्षति से बचाया जाता है।
जैसे-जैसे सर्ज वोल्टेज बढ़ता है, गैर-रैखिक तत्व का प्रतिरोध कम होता जाता है। इस प्रतिरोध की कमी अतिरिक्त सर्ज ऊर्जा के निरंतर डिस्चार्ज को संभव बनाती है। इस परिणामस्वरूप, टर्मिनल उपकरणों तक पहुंचने वाला वोल्टेज सीमित हो जाता है, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में स्पष्ट रूप से दिखाया गया है। यह तंत्र उच्च-वोल्टेज सर्ज से टर्मिनल उपकरणों को बचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे वोल्टेज की मात्रा को प्रभावी रूप से नियंत्रित किया जा सकता है।
जैसे-जैसे वोल्टेज कम होता जाता है, भूमि की ओर प्रवाहित होने वाली धारा भी साथ-साथ कम होती जाती है, जबकि लाइटनिंग रोधक का प्रतिरोध बढ़ता जाता है। अंततः, लाइटनिंग रोधक एक चरण पर पहुंच जाता है जहाँ स्पार्क गैप धारा प्रवाह को अवरुद्ध कर देता है, और रोधक प्रभावी रूप से खुद को रीसील कर लेता है। यह प्रक्रिया सुनिश्चित करती है कि सर्ज घटना के समाप्त होने के बाद, रोधक अपने सामान्य, गैर-संचालन अवस्था में वापस आ जाता है, जिससे भावी सर्ज से विद्युत प्रणाली की सुरक्षा की जा सकती है।
रोधक टर्मिनल पर विकसित होने वाला अधिकतम वोल्टेज और टर्मिनल उपकरणों तक पहुंचने वाला वोल्टेज, रोधक का डिस्चार्ज मूल्य कहलाता है। यह मूल्य महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह निर्धारित करता है कि रोधक किस हद तक जुड़े उपकरणों को अतिरिक्त वोल्टेज सर्ज से सुरक्षित कर सकता है।
वाल्व-प्रकार के बिजली के रोधक के प्रकार
वाल्व-प्रकार के बिजली के रोधक को कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे स्टेशन प्रकार, लाइन प्रकार, घूर्णन मशीनों (वितरण प्रकार या द्वितीयक प्रकार) की सुरक्षा के लिए रोधक।
स्टेशन-प्रकार वाल्व लाइटनिंग रोधक
इस प्रकार का रोधक मुख्य रूप से 2.2 kV से 400 kV और उच्च वोल्टेज स्तरों तक की सर्किट में महत्वपूर्ण विद्युत उपकरणों की सुरक्षा के लिए प्रयोग किया जाता है। इसका विशिष्ट लक्षण उच्च ऊर्जा-विसर्जन क्षमता है। इससे यह बड़ी मात्रा में सर्ज ऊर्जा का संभाल सकता है, जिससे स्टेशन के आवश्यक विद्युत घटकों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।
लाइन-प्रकार लाइटनिंग रोधक
लाइन-प्रकार के रोधक सबस्टेशन उपकरणों की सुरक्षा के लिए प्रयोग किए जाते हैं। ये छोटे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र, हल्के वजन, और लागत में कम होते हैं, स्टेशन-प्रकार के रोधकों की तुलना में। हालांकि, ये अपने टर्मिनलों पर उच्च सर्ज वोल्टेज की अनुमति देते हैं और स्टेशन-प्रकार की तुलना में कम सर्ज-वहन क्षमता रखते हैं। इन अंतरों के बावजूद, इनका विशिष्ट डिजाइन और लागत-कुशलता के कारण वे सबस्टेशन उपकरणों की सुरक्षा के लिए अच्छी तरह से योग्य होते हैं।
वितरण रोधक
वितरण रोधक आमतौर पर खंभों पर लगाए जाते हैं और वितरण नेटवर्क में जेनरेटर और मोटरों की सुरक्षा के लिए प्रयोग किए जाते हैं। इनका खंभों पर लगाना उन्हें स्थापना और रखरखाव के लिए आसान बनाता है, साथ ही वितरण प्रणाली की विद्युत मशीनों की प्रभावी सुरक्षा भी करता है।
द्वितीयक रोधक
द्वितीयक रोधक कम-वोल्टेज उपकरणों की सुरक्षा के लिए डिजाइन किए गए होते हैं। इसी तरह, घूर्णन मशीनों की सुरक्षा के लिए रोधक विशेष रूप से जेनरेटर और मोटरों की सुरक्षा के लिए इंजीनियरिंग किए जाते हैं। ये रोधक कम-वोल्टेज और घूर्णन उपकरणों के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, वोल्टेज सर्ज से उनकी क्षति से बचाते हैं।
