निम्न-वोल्टेज वितरण प्रणाली में फ्यूज के वैज्ञानिक आधारित चयन का समाधान

 I. पृष्ठभूमि और वर्तमान मुद्दे​
यह समाधान इलेक्ट्रिकल संरक्षण उपकरणों के डिजाइन, चयन और खरीद के लिए वैज्ञानिक आधार प्रदान करने का उद्देश्य रखता है, जिसमें फ्यूज और सर्किट ब्रेकर की तकनीकी विशेषताओं की वस्तुनिष्ठ तुलना की जाती है। यह फ्यूज के अनन्य लाभों और आधुनिक वितरण प्रणालियों में उनके अनुप्रयोग की स्थितियों पर प्रकाश डालता है, जिससे सुरक्षा, विश्वसनीयता और लागत-आभासी ऑप्टिमल कॉन्फ़िगरेशन सुनिश्चित होता है।

​II. फ्यूज के मुख्य लाभों का विश्लेषण (सर्किट ब्रेकर की तुलना में)​​
फ्यूज एक पुराने उत्पाद नहीं हैं; वे विशिष्ट अनुप्रयोगों में सर्किट ब्रेकर की तुलना में अलग-अलग लाभ प्रदान करते हैं:

1. ​उत्कृष्ट चयनशीलता: अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम फ्यूज के बीच पूर्ण चयनात्मक संरक्षण प्राप्त करना आसान है - यह केवल राष्ट्रीय/IEC मानकों द्वारा निर्दिष्ट 1.6:1 ओवरकरंट चयनात्मक अनुपात (यानी, अपस्ट्रीम फ्यूज लिंक की रेटेड करंट ≥ डाउनस्ट्रीम फ्यूज की रेटेड करंट का 1.6 गुना) को पूरा करने की आवश्यकता होती है। यह विशेषता फ्यूज को इंटरमीडिएट वितरण शाखाओं के संरक्षण के लिए अत्यंत लाभप्रद बनाती है, जिससे निश्चित दोष विभाजन और विद्युत विघटन की विस्तार की न्यूनतमीकरण होती है।
2. ​शक्तिशाली करंट-सीमित और ब्रेकिंग क्षमता: फ्यूज छोटे-सर्किट दोष के दौरान अत्यंत तेजी से कार्य करते हैं, जो छोटे-सर्किट करंट की चोटी और ऊर्जा को प्रभावी रूप से सीमित करते हैं। उनकी ब्रेकिंग क्षमता सामान्यतः उच्च होती है (कई बार 100 kA से अधिक), जो विभिन्न छोटे-सर्किट दोषों के विश्वसनीय विघटन और सर्किट और उपकरणों की सुरक्षा को सुनिश्चित करती है।
3. ​लागत-आभासी और संक्षिप्त: समतुल्य रेटेड करंट और ब्रेकिंग क्षमता के साथ, फ्यूज सर्किट ब्रेकर (विशेष रूप से चयनात्मक सर्किट ब्रेकर) की तुलना में बहुत अधिक आर्थिक होते हैं। उनका संक्षिप्त आकार वितरण कैबिनेटों के अंतरिक्ष व्यवस्था को भी अनुकूलित करता है।
4. ​उच्च विश्वसनीयता और निर्बाध संचालन: फ्यूज एक-बार-संरक्षण उपकरण के रूप में, उनकी संचालन तकनीक सरल और सीधी होती है, जिसमें जटिल यांत्रिक घटक नहीं होते। वे उच्च विश्वसनीयता प्रदान करते हैं और सर्किट ब्रेकर में यांत्रिक जाम या इलेक्ट्रोनिक घटकों की विफलताओं के जोखिम से बचाते हैं।

​III. फ्यूज के लिए आदर्श अनुप्रयोग स्थितियाँ और समाधान​
उनकी तकनीकी विशेषताओं के आधार पर, फ्यूज निम्नलिखित स्थितियों के लिए आदर्श समाधान हैं:

1. ​इंटरमीडिएट-लेवल ब्रांच संरक्षण:
• स्थिति: वितरण प्रणाली में मुख्य स्विच और अंतिम सर्किट के बीच स्थित वितरण शाखाएँ।
• समाधान: इन स्थितियों में फ्यूज का उपयोग करना उनकी पूर्ण चयनात्मकता का लाभ उठाता है, जो अपस्ट्रीम चयनात्मक सर्किट ब्रेकर या फ्यूज के साथ समन्वित होता है, जिससे स्थानीय दोष विभाजन और अनिच्छित ट्रिपिंग को रोका जाता है। यह अन्य भागों के लिए विद्युत निरंतरता को बनाए रखता है और फ्यूज के आर्थिक लाभों के कारण लागत में महत्वपूर्ण कमी लाता है।
2. ​छोटे से मध्यम-क्षमता वाले मुख्य फीडर्स या रेडियल लाइनों का संरक्षण:
• स्थिति: लो-वोल्टेज वितरण पैनल से निकलने वाली छोटी करंट क्षमता वाली (उदाहरण के लिए, 300 A से कम) रेडियल लाइन या मुख्य फीडर।
• समाधान: उच्च ब्रेकिंग क्षमता वाले gG-प्रकार के फ्यूज का उपयोग करके विश्वसनीय ओवरलोड और छोटे-सर्किट संरक्षण प्रदान किया जाता है। उनकी उच्च ब्रेकिंग क्षमता यह सुनिश्चित करती है कि ट्रांसफोर्मरों के निकट इनस्टॉल किए जाने पर भी दोष का सुरक्षित विघटन होता है।
3. ​मोटर सर्किट संरक्षण:
• स्थिति: पंखों और पंपों जैसे मोटरों को आपूर्ति करने वाले अंतिम सर्किट।
• समाधान: aM-प्रकार (मोटर संरक्षण) फ्यूज का उपयोग gG-प्रकार के फ्यूज की तुलना में अत्यधिक सिफारिश की जाती है। aM-प्रकार के फ्यूज विशेष रूप से मोटर शुरुआती करंट और छोटे-सर्किट करंट को संभालने के लिए डिजाइन किए गए हैं। उनकी रेटेड करंट को निम्न मूल्य पर चुना जा सकता है, जो छोटे-सर्किट दोषों के लिए संरक्षण विसंगतता को बहुत बढ़ाता है और थर्मल रिले के ओवरलोड संरक्षण विशेषताओं के साथ बेहतर समन्वय प्रदान करता है।
4. ​बैकअप संरक्षण:
• स्थिति: गैर-चयनात्मक सर्किट ब्रेकर या लोड स्विच के साथ उपयोग।
• समाधान: फ्यूज की उच्च ब्रेकिंग क्षमता का उपयोग करके विशिष्ट सर्किट ब्रेकरों (कैस्केडिंग तकनीक) की सीमित ब्रेकिंग क्षमता की भरपाई की जाती है या लोड स्विचों के लिए संरक्षण कार्यक्षमता प्रदान की जाती है, जिससे एक आर्थिक और व्यावहारिक संरक्षण संयोजन बनाया जाता है।

​IV. लागू करने की सिफारिश और विचार​

1. ​सही चयन:
• सामान्य लाइन संरक्षण के लिए gG-प्रकार के फ्यूज का उपयोग करें।
• मोटर संरक्षण के लिए केवल aM-प्रकार के फ्यूज का उपयोग करें।
• अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम उपकरणों के लिए चयनात्मक अनुपात (1.6:1) का गंभीरता से पालन करें ताकि चयनात्मक संरक्षण सुनिश्चित हो।
2. ​स्वाभाविक सीमाओं का समाधान:
• एकल-प्रकार फ्यूजिंग: महत्वपूर्ण तीन-प्रकार उपकरणों के लिए, स्ट्राइकर पिन और अलार्म माइक्रोस्विच युक्त फ्यूज बेस का उपयोग करें। ये उपकरण जब एक फेज फ्यूज फ्यूज हो जाता है, तो संकेत देते हैं, जो रिले को अपस्ट्रीम तीन-प्रकार विद्युत आपूर्ति को कट देने के लिए प्रेरित करता है और मोटरों के फेज-हानि संचालन से बचाता है।
• प्रतिस्थापन की असुविधा: फ्यूज को आसानी से पहुंच योग्य स्थानों पर इंस्टॉल करें और बैकअप फ्यूज लिंक तैयार रखें। दोष के बाद प्रतिस्थापन की आवश्यकता भी स्पष्ट दोष संकेत प्रदान करती है।
3. ​उत्पाद विकास:
• मानक अपडेट: राष्ट्रीय फ्यूज मानकों को तत्काल नवीनतम IEC मानकों के साथ अद्यतन करें, जिससे तकनीकी अपग्रेड होता है।
• उत्पाद विविधता: अधिक नए प्रकार के फ्यूज विकसित करें ताकि व्यापक चयन प्रदान किया जा सके।
• इंटीग्रेटेड समाधान: डिजाइनरों और उपयोगकर्ताओं के लिए फ्यूजों को शामिल करने वाले अधिक मानकीकृत वितरण कैबिनेट/बॉक्स समाधान प्रदान करें।

​V. निष्कर्ष​
फ्यूज अपनी अनन्य लाभों, जैसे उत्कृष्ट चयनशीलता, उच्च ब्रेकिंग क्षमता, लागत-आभासी और उच्च विश्वसनीयता के कारण आधुनिक लो-वोल्टेज वितरण प्रणालियों में महत्वपूर्ण स्थिति रखते हैं। वे सर्किट ब्रेकर को "प्रतिस्थापित" करने के लिए नहीं, बल्कि उनको "पूरक" करने के लिए हैं।

वैज्ञानिक समाधान यह है कि प्रणाली के शीर्ष और महत्वपूर्ण सर्किटों पर शक्तिशाली चयनात्मक सर्किट ब्रेकर का उपयोग करें और अनेक इंटरमीडिएट-लेवल शाखाओं और विशिष्ट अंतिम सर्किटों (उदाहरण के लिए, मोटर) के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले फ्यूजों का सक्रिय उपयोग करें। इस हाइब्रिड, वर्गीकृत कॉन्फ़िगरेशन के संरक्षण उपकरणों से एक ऑप्टिमल लो-वोल्टेज वितरण प्रणाली का निर्माण होता है, जो सुरक्षित और विश्वसनीय रहती है और आर्थिक रूप से भी कुशल होती है।

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