Ⅰ. શું છે આ ઉછાળો રક્ષણાત્મક ઉપકરણ (SPDs)?

 

સર્જ પ્રોટેક્ટિવ ડિવાઇસ (SPD) એ એક ઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ છે જેનો ઉપયોગ વીજળીના હડતાલ, પાવર ગ્રીડના વધઘટ અથવા સાધનોના સ્વિચિંગના પરિણામે વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સ જેવા ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજથી વિદ્યુત ઉપકરણોને સુરક્ષિત કરવા માટે થાય છે. તે ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરે છે, સાધનોના આયુષ્યને લંબાવે છે અને ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજને મર્યાદિત કરીને અને સર્જ કરંટને જમીન પર વાળીને વોલ્ટેજના વધઘટને કારણે થતા નુકસાનનું જોખમ ઘટાડે છે.

 

સર્જ પ્રોટેક્ટરનો ઉપયોગ પાવર સિસ્ટમ્સ, કોમ્યુનિકેશન નેટવર્ક્સ, ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે, અને તે વિદ્યુત સલામતી સુરક્ષાનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે.

 

૧.૧ સર્જ પ્રોટેક્ટરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત

 

સર્જ પ્રોટેક્ટરનું મુખ્ય કાર્ય ઓવરવોલ્ટેજ શોધવાનું અને દબાવવાનું છે. તેનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત મુખ્યત્વે નીચેની પદ્ધતિઓ પર આધાર રાખે છે.

 

૧.૧.૧ વોલ્ટેજ ક્લેમ્પિંગ

જ્યારે સર્કિટમાં વોલ્ટેજ સેટ થ્રેશોલ્ડ કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટરની અંદરના બિન-રેખીય ઘટકો (જેમ કે વેરિસ્ટર, ગેસ ડિસ્ચાર્જ ટ્યુબ અથવા ક્ષણિક ડાયોડ્સ) ઝડપથી સંચાલન કરે છે, જે ઓવરવોલ્ટેજને સલામત શ્રેણીમાં મર્યાદિત કરે છે.

 

૧.૧.૨ ઊર્જા ડિસ્ચાર્જ

સર્જ પ્રોટેક્ટર ગ્રાઉન્ડિંગ સિસ્ટમ દ્વારા ઓવરવોલ્ટેજ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઊર્જાને પૃથ્વીમાં ચેનલ કરે છે, જે તેને સુરક્ષિત સાધનોમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

 

૧.૧.૩ સ્વચાલિત પુનઃપ્રાપ્તિ

કેટલાક સર્જ પ્રોટેક્ટર્સ સર્જ ઘટના પછી આપમેળે સામાન્ય કામગીરીમાં પાછા આવી શકે છે, જ્યારે અન્યને મેન્યુઅલ રિપ્લેસમેન્ટ અથવા રીસેટ કરવાની જરૂર પડે છે.

 

૧.૨ કેવી રીતે થી સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદ કરો

યોગ્ય સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદ કરતી વખતે, નીચેના પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.

 

૧.૨.૧ વોલ્ટેજ સ્તર 

સર્જ પ્રોટેક્ટરનો રેટેડ વોલ્ટેજ 220V AC સિસ્ટમ અથવા 48V DC સિસ્ટમ જેવા સુરક્ષિત સિસ્ટમના વોલ્ટેજ સાથે મેળ ખાતો હોવો જોઈએ.

 

૧.૨.૨ વર્તમાન ક્ષમતા (ઇન/આઇમ્પ)

 

આ સૂચવે છે કે સર્જ પ્રોટેક્ટર મહત્તમ કેટલો સર્જ કરંટ ટકી શકે છે, જે સામાન્ય રીતે kA (હજાર એમ્પીયર) માં માપવામાં આવે છે, અને વારંવાર વીજળી પડતા વિસ્તારોમાં વધુ કરંટ ક્ષમતાવાળા SPD પસંદ કરવા જોઈએ.

 

૧.૨.૩ પ્રતિભાવ સમય

  

પ્રતિભાવ સમય જેટલો ઓછો, તેટલી સારી સુરક્ષા અસર. નેનોસેકન્ડ-સ્તરના પ્રતિભાવ સમયવાળા SPD ચોકસાઇ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે યોગ્ય છે.

 

૧.૨.૪ રક્ષણ મોડ

 

સિસ્ટમ આવશ્યકતાઓ અનુસાર સિંગલ-ફેઝ, થ્રી-ફેઝ અથવા કમ્બાઈન્ડ પ્રોટેક્શન મોડ (જેમ કે LN, L-PE, N-PE, વગેરે) પસંદ કરો.

 

૧.૨.૫ ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાન

  

IEC 61643 ધોરણ મુજબ, સર્જ પ્રોટેક્ટર્સને પ્રકાર 1 (મકાન પ્રવેશદ્વાર), પ્રકાર 2 (વિતરણ બોક્સ), અને પ્રકાર 3 (ઉપકરણનો અંત) તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.

 

૧.૨.૬ પ્રમાણપત્ર ધોરણો

 

સલામતી અને વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે એવા ઉત્પાદનો પસંદ કરો જે આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણો (જેમ કે UL 1449, IEC 61643) નું પાલન કરે.

 

૧.૩ કેવી રીતે થી સર્જ પ્રોટેક્ટર ઇન્સ્ટોલ કરો

 

સર્જ પ્રોટેક્ટર અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે યોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન એ ચાવી છે:

 

૧.૩.૧ ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાન:

 

- સીધા વીજળી પડવાથી અથવા વીજળીથી થતા નુકસાનથી બચાવવા માટે ટાઇપ 1 SPD મુખ્ય વિતરણ પેનલમાં અથવા ઇમારતની ઇનકમિંગ લાઇન પર ઇન્સ્ટોલ કરવું જોઈએ.

- સેકન્ડરી પ્રોટેક્શન પૂરું પાડવા માટે સેકન્ડરી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પેનલમાં ટાઇપ 2 SPD ઇન્સ્ટોલ કરેલ છે.

- પ્રકાર 3 SPD સર્વર અને સંચાર ઉપકરણો જેવા સંવેદનશીલ ઉપકરણોની નજીક સ્થાપિત થયેલ છે.

 

૧.૩.૨ વાયરિંગ પદ્ધતિ:

 

અવરોધ ઘટાડવા માટે જોડાણ માટે ટૂંકા અને જાડા વાયરનો ઉપયોગ કરો.

ખાતરી કરો કે ગ્રાઉન્ડિંગ પ્રતિકાર ધોરણ (સામાન્ય રીતે ≤ 10Ω) ને પૂર્ણ કરે છે.

 

૧.૩.૩ સમાંતર અને શ્રેણી જોડાણ:

 

- મોટાભાગના SPD સમાંતર રીતે સ્થાપિત થાય છે, જે સર્કિટના સામાન્ય સંચાલનમાં દખલ કરતું નથી.

- કેટલાક ખાસ SPD (જેમ કે ફિલ્ટરિંગ પ્રકાર) શ્રેણીમાં ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય છે.

 

૧.૩.૪ જાળવણી અને રિપ્લેસમેન્ટ:

 

- નિયમિતપણે SPD ની સ્થિતિ તપાસો. કેટલાક SPD માં આયુષ્ય સૂચક હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, લાલ વિન્ડો નિષ્ફળતા દર્શાવે છે).

- જો અનેક વખત ઉછાળા માર્યા પછી પણ દેખાવ અકબંધ રહે, તો પણ તેને બદલવું જોઈએ.

 

Ⅱ. ડીસી/એસી સર્જ પ્રોટેક્ટર

 

૨.૧ ડીસી ઉછાળો રક્ષક

 

૨.૧.૧ ડીસી સર્જ પ્રોટેક્ટરનો ખ્યાલ

 

ડીસી સર્જ પ્રોટેક્ટર (ડીસી એસપીડી) ખાસ કરીને ડીસી પાવર સિસ્ટમ્સ માટે રચાયેલ છે અને તેનો ઉપયોગ ડીસી-સંચાલિત ઉપકરણો જેમ કે સોલાર ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ, ઇલેક્ટ્રિક વાહન ચાર્જિંગ સ્ટેશનો, કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશનો અને ડેટા સેન્ટર્સને સર્જ ડેમેજથી બચાવવા માટે થાય છે. ડીસી વીજળીમાં સમયાંતરે ભિન્નતા હોતી નથી, તેથી ડીસી માટે સર્જ પ્રોટેક્શન ડિઝાઇનમાં સતત વોલ્ટેજ અને પોલેરિટી પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.

 

૨.૧.૨ કાર્યરત ડીસી સર્જ પ્રોટેક્ટરનો સિદ્ધાંત

 

• ધ્રુવીયતા-સંવેદનશીલ ડિઝાઇન: DC સિસ્ટમની વોલ્ટેજ ધ્રુવીયતા નિશ્ચિત છે. SPD એ ખાતરી કરવી જોઈએ કે તે ફક્ત ત્યારે જ યોગ્ય રીતે કાર્ય કરી શકે છે જ્યારે પોઝિટિવ અને નેગેટિવ ધ્રુવો યોગ્ય રીતે જોડાયેલા હોય.

• સતત વોલ્ટેજ ટકી રહેવાની ક્ષમતા: AC SPD થી વિપરીત, DC SPD ને ખામીયુક્ત થયા વિના લાંબા સમય સુધી સ્થિર વોલ્ટેજ ટકી રહેવાની જરૂર છે.

• ખાસ ચાપ-અગ્નિશામક ટેકનોલોજી: ડીસી વીજળીમાં કોઈ કુદરતી શૂન્ય-ક્રોસિંગ બિંદુ નથી, અને ચાપને ઓલવવાનું મુશ્કેલ છે. તેથી, ડીસી એસપીડીએ ખાસ ચાપ-અગ્નિશામક ઉપકરણ (જેમ કે ચુંબકીય બ્લોઆઉટ ચાપ-અગ્નિશામક) અપનાવવાની જરૂર છે.

 

૨.૧.૩ ડીસી સર્જ પ્રોટેક્ટરનું કાર્ય

 

- સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સ, ઇન્વર્ટર અને ઉર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓને વીજળીના કડાકા અને સ્વિચિંગ સર્જથી સુરક્ષિત કરો.

- ઇલેક્ટ્રિક વાહન ચાર્જિંગ સ્ટેશનોનું સ્થિર સંચાલન સુનિશ્ચિત કરો, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ આંચકાઓ બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમને નુકસાન પહોંચાડતા અટકાવો.

- કોમ્યુનિકેશન બેઝ સ્ટેશનો અને ડેટા સેન્ટરો માટે ડીસી પાવર સપ્લાયની સલામતીની ખાતરી આપો, જેનાથી સાધનોના ડાઉનટાઇમનું જોખમ ઘટે.

 

૨.૨ એસી ઉછાળો રક્ષક

 

૨.૨.૧ ખ્યાલ એસી સર્જ પ્રોટેક્ટરનું

 

AC સર્જ પ્રોટેક્ટર (AC SPD) નો ઉપયોગ AC પાવર સિસ્ટમ (જેમ કે ઘરો, ફેક્ટરીઓ, વાણિજ્યિક ઇમારતો, વગેરે) ને સર્જ નુકસાનથી બચાવવા માટે થાય છે. AC વીજળીના વોલ્ટેજમાં સમયાંતરે થતા ફેરફારોને કારણે, SPD ડિઝાઇનને ફ્રીક્વન્સી (50Hz/60Hz) અને તબક્કાના ફેરફારોને અનુરૂપ બનાવવાની જરૂર છે.

 

૨.૨.૨ કાર્યરત એસી સર્જ પ્રોટેક્ટરનો સિદ્ધાંત

 

• ફેઝ એડેપ્ટેશન: AC SPD બધા ફેઝ પર વોલ્ટેજને અસરકારક રીતે ક્લેમ્પ કરવા સક્ષમ હોવું જોઈએ.

• ઝડપી પ્રતિભાવ: AC ફ્રીક્વન્સી ઊંચી હોય છે, તેથી SPD પ્રતિભાવ સમય અત્યંત ટૂંકો (નેનોસેકન્ડ સ્તર) હોવો જોઈએ.

• ઓટોમેટિક રીસેટ: કેટલાક AC SPDs ઉર્જાની ઘટના પછી આપમેળે પુનઃપ્રાપ્ત થઈ શકે છે અને તેમને મેન્યુઅલ હસ્તક્ષેપની જરૂર નથી.

 

૨.૩ કેવી રીતે યોગ્ય રીતે ડીસી અથવા એસી સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદ કરો

 

• સિસ્ટમ પ્રકાર સ્પષ્ટ કરો: પહેલા નક્કી કરો કે તે DC સિસ્ટમ છે કે AC.

• વીજળી પડવાના જોખમનું મૂલ્યાંકન કરો: વારંવાર વીજળી પડતા વિસ્તારોમાં, ઉચ્ચ સુરક્ષા સ્તર પસંદ કરો (જેમ કે પ્રકાર 1 અને પ્રકાર 2 નું સંયોજન).

• સાધનોની જરૂરિયાતોને મેચ કરો: ચોકસાઇવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો માટે, ઝડપી પ્રતિભાવ સાથે SPD પસંદ કરો.

• વ્યાવસાયિકોની સલાહ લો: જટિલ સિસ્ટમો (જેમ કે હાઇબ્રિડ પાવર સપ્લાય) માટે, સુરક્ષા યોજના ડિઝાઇન કરવા માટે એન્જિનિયરની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

Ⅲ. નિષ્કર્ષ

પાવર સિસ્ટમ્સની સલામતી સુનિશ્ચિત કરવા માટે સર્જ પ્રોટેક્ટર્સ મહત્વપૂર્ણ સાધનો છે. ડીસી હોય કે એસી એપ્લિકેશનમાં, યોગ્ય એસપીડી પસંદ કરીને અને તેને યોગ્ય રીતે ઇન્સ્ટોલ કરવાથી સાધનોના નુકસાનનું જોખમ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે. નવી ઉર્જા, ઇલેક્ટ્રિક વાહનો અને સ્માર્ટ ગ્રીડના વિકાસ સાથે, ડાયરેક્ટ કરંટ સર્જ પ્રોટેક્ટર્સની માંગ વધી રહી છે, જ્યારે એસી સર્જ પ્રોટેક્ટર ઔદ્યોગિક અને ઘરગથ્થુ વીજળીનો પાયો રહે છે. વૈજ્ઞાનિક પસંદગી અને પ્રમાણિત ઇન્સ્ટોલેશન દ્વારા, સર્જ પ્રોટેક્ટર ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમ્સ માટે વિશ્વસનીય "સુરક્ષા રક્ષકો" બનશે.