સર્જ પ્રોટેક્ટર પસંદગી અને સંબંધિત સમસ્યાઓના વિશ્લેષણના મુખ્ય મુદ્દાઓ

સર્જ પ્રોટેક્ટર એ ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા ધરાવતું સર્કિટ પ્રોટેક્ટર છે, જ્યારે તે ક્ષણિક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ, ઉચ્ચ ઉર્જા પલ્સ, મૂળ ઉચ્ચ અવબાધથી નીચા અવબાધ સુધી ઝડપી (10-9 સે), અને પૂર્વનિર્ધારિત વોલ્ટેજ સુધી ક્ષણિક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ હસ્તક્ષેપ પલ્સનો સામનો કરે છે, જેથી ઉપકરણો અને સંવેદનશીલ ઉપકરણોને નુકસાનથી અસરકારક રીતે સુરક્ષિત કરી શકાય, સર્કિટ કાર્ય દખલ વિના થાય.

(1) સર્જ પ્રોટેક્ટિવ ડિવાઇસને ત્રણ સ્તરોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે
પ્રથમ સ્તર વીજળીનો સીધો પ્રવાહ અથવા વીજળી ટ્રાન્સમિશન લાઇન પર સીધી અથડાતી વખતે પ્રસારિત થતી વિશાળ ઊર્જાને ડિસ્ચાર્જ કરી શકે છે. પ્રથમ સ્તરનું રક્ષણ ત્રણ-તબક્કાના વોલ્ટેજ સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય લાઈટનિંગ એરેસ્ટર હોવું જોઈએ, અને તેનો લાઈટનિંગ ફ્લક્સ 60kA કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ. સામાન્ય રીતે સામાન્ય વિતરણ માટે વપરાય છે.
બીજા તબક્કાનો હેતુ પ્રથમ તબક્કાના લાઈટનિંગ એરેસ્ટર દ્વારા શેષ સર્જ વોલ્ટેજના મૂલ્યને 1500-2000v સુધી મર્યાદિત કરવાનો છે, અને lpz1-lpz2 માટે ઇક્વિપોટેન્શિયલ કનેક્શન લાગુ કરવાનો છે. જ્યારે ડિસ્ટ્રિબ્યુશન કેબિનેટની લાઇનમાંથી પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર આઉટપુટનો ઉપયોગ બીજા સ્તરના રક્ષણ તરીકે કરવામાં આવે છે, ત્યારે વોલ્ટેજ મર્યાદિત કરતા પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે, અને તેની લાઈટનિંગ કરંટ ક્ષમતા 20KA કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ.

ત્રીજા સ્તરનો હેતુ સાધનોને આખરે સુરક્ષિત રાખવાનો અને શેષ સર્જ વોલ્ટેજનું મૂલ્ય 1000V કરતા ઓછું કરવાનો છે. ત્રીજા સ્તરના રક્ષણ તરીકે, તે શ્રેણી વોલ્ટેજ મર્યાદિત પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર હશે, અને તેની લાઈટનિંગ કરંટ ક્ષમતા 10kA કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ. સામાન્ય રીતે ટર્મિનલ પાવર વિતરણ સાધનો માટે વપરાય છે.
વિવિધ વિતરણ પ્રણાલીઓએ અનુરૂપ સર્જ રક્ષણાત્મક ઉપકરણો પસંદ કરવા જોઈએ, જેને TN (TN-S, NC, TN-CS), it અને TT માં વિભાજિત કરી શકાય છે.

૧) પ્રાથમિક સુરક્ષા
તેનો હેતુ સર્જ વોલ્ટેજને lpz0 વિસ્તારથી lpz1 વિસ્તારમાં સીધો પ્રવાહિત થતો અટકાવવાનો અને હજારો વોલ્ટથી લાખો વોલ્ટના સર્જ વોલ્ટેજને 2500-3000v સુધી મર્યાદિત કરવાનો છે.
જ્યારે ઘરગથ્થુ પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની લો-વોલ્ટેજ બાજુએ સ્થાપિત પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનો ઉપયોગ પ્રથમ સ્તરના રક્ષણ તરીકે કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ત્રણ-તબક્કા વોલ્ટેજ સ્વિચિંગ પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર હોવો જોઈએ, અને તેનો લાઈટનિંગ ફ્લક્સ 60kA કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ. પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનું આ સ્તર વપરાશકર્તાની પાવર સપ્લાય સિસ્ટમના પ્રવેશદ્વાર પર આવનારી લાઈનના દરેક તબક્કા અને પૃથ્વી વચ્ચે જોડાયેલ ઉચ્ચ-ક્ષમતા ધરાવતું પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર હોવું જોઈએ. ઇલેક્ટ્રિકલ ડિઝાઇનના ઓનલાઈન શિક્ષણના શિક્ષક ડી સામાન્ય રીતે જરૂરી છે કે આ સ્તરના પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરની મહત્તમ અસર ક્ષમતા પ્રતિ તબક્કા 100kA કરતા વધુ હોય અને જરૂરી મર્યાદિત વોલ્ટેજ 1500V કરતા ઓછો હોય, જેને ક્લાસી લેવલ પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર કહેવામાં આવે છે. આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક લાઈટનિંગ એરેસ્ટર વીજળીના મોટા પ્રવાહ અને પ્રેરિત વીજળીનો સામનો કરવા અને ઉચ્ચ-ઊર્જા ઉછાળાને આકર્ષવા માટે રચાયેલ છે, જે પૃથ્વી પર મોટા પ્રમાણમાં ઉછાળા પ્રવાહને વાળી શકે છે. તેઓ મધ્યમ સ્તરના રક્ષણ તરીકે ફક્ત મર્યાદિત વોલ્ટેજ (જ્યારે પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરમાંથી ઇમ્પલ્સ કરંટ વહે છે, ત્યારે લાઇન પરના મહત્તમ વોલ્ટેજને મર્યાદિત વોલ્ટેજ કહેવામાં આવે છે) પ્રદાન કરે છે, કારણ કે ક્લાસી લેવલ પ્રોટેક્ટર મુખ્યત્વે મોટા ઉછાળા પ્રવાહને શોષી લે છે, અને તેઓ એકલા પાવર સપ્લાય સિસ્ટમની અંદર સંવેદનશીલ વિદ્યુત ઉપકરણોને સંપૂર્ણપણે સુરક્ષિત કરી શકતા નથી.

પ્રથમ સ્તરનું પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર 10 / 350us અને 100kA વીજળીના તરંગોને અટકાવી શકે છે, જે IEC દ્વારા નિર્દિષ્ટ ઉચ્ચતમ સુરક્ષા ધોરણ સુધી પહોંચે છે.
ટેકનિકલ સંદર્ભ છે: વીજળીનો પ્રવાહ 100kA (10 / 350us) કરતા વધારે અથવા બરાબર છે; શેષ વોલ્ટેજ મૂલ્ય 2.5KV કરતા વધારે ન હોવું જોઈએ; પ્રતિભાવ સમય 100ns કરતા ઓછો અથવા બરાબર છે.
૨) ગૌણ સુરક્ષા
આનો હેતુ ફર્સ્ટ લેવલ લાઈટનિંગ એરેસ્ટર દ્વારા શેષ સર્જ વોલ્ટેજના મૂલ્યને 1500-2000v સુધી મર્યાદિત કરવાનો અને lpz1-lpz2 માટે ઇક્વિપોટેન્શિયલ કનેક્શન લાગુ કરવાનો છે.
જ્યારે ડિસ્ટ્રિબ્યુશન કેબિનેટની લાઇનમાંથી પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર આઉટપુટનો ઉપયોગ બીજા સ્તરના રક્ષણ તરીકે થાય છે, ત્યારે વોલ્ટેજ મર્યાદિત પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર મહત્વપૂર્ણ અથવા સંવેદનશીલ વિદ્યુત ઉપકરણોને પાવર સપ્લાય કરતી શાખા વિતરણ સ્થળે સ્થાપિત કરવામાં આવશે, અને તેની લાઈટનિંગ કરંટ ક્ષમતા 20KA કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ. શ્રી ડી, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિઝાઇનના ઓનલાઈન શિક્ષણ, આ પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર વપરાશકર્તાના પાવર સપ્લાય ઇનલેટ પર સર્જ એરેસ્ટરમાંથી પસાર થતી શેષ સર્જ ઊર્જાને વધુ સારી રીતે શોષી શકે છે, અને ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ પર ઉત્તમ અવરોધક અસર ધરાવે છે.

અહીં ઉપયોગમાં લેવાતા પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરની મહત્તમ ઇમ્પલ્સ ક્ષમતા પ્રતિ ફેઝ 45kA કરતાં વધુ હોવી જરૂરી છે, અને જરૂરી મર્યાદિત વોલ્ટેજ 1200V કરતાં ઓછો હોવો જોઈએ, જેને ક્લાસII પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, જો વપરાશકર્તા પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ બીજા સ્તરનું રક્ષણ પ્રાપ્ત કરે છે, તો તે ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના સંચાલનની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.
ફેઝ-I, ફેઝ-I અને ફેઝ-I ના સંપૂર્ણ મોડ પ્રોટેક્શન માટે ક્લાસ II પાવર સપ્લાય લાઈટનિંગ એરેસ્ટર માટે ક્લાસ C પ્રોટેક્ટર અપનાવવામાં આવે છે, અને મુખ્ય ટેકનિકલ પરિમાણો છે: લાઈટનિંગ કરંટ ક્ષમતા 40ka (8 / 20us) કરતા વધારે અથવા તેની બરાબર છે; શેષ વોલ્ટેજનું ટોચ મૂલ્ય 1000V કરતા વધારે ન હોવું જોઈએ; પ્રતિભાવ સમય 25ns કરતા વધારે ન હોવો જોઈએ.

૩) ત્રીજા સ્તરનું રક્ષણ
હેતુ આખરે શેષ સર્જ વોલ્ટેજને 1000V કરતા ઓછો કરીને સાધનોને સુરક્ષિત કરવાનો છે, જેથી સર્જ ઊર્જા સાધનોને નુકસાન પહોંચાડી શકે.
જ્યારે ઇલેક્ટ્રોનિક માહિતી ઉપકરણોના AC પાવર સપ્લાયના ઇનકમિંગ છેડે સ્થાપિત પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનો ઉપયોગ ત્રીજા સ્તરના રક્ષણ તરીકે થાય છે, ત્યારે તે શ્રેણી વોલ્ટેજ મર્યાદિત પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટર હોવું જોઈએ, અને તેની લાઈટનિંગ કરંટ ક્ષમતા 10kA કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ.
છેલ્લે, નાના ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોના આંતરિક પાવર સપ્લાયમાં બિલ્ટ-ઇન પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. શ્રી ડી, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિઝાઇનના ઓનલાઇન શિક્ષણ મુજબ, અહીં ઉપયોગમાં લેવાતા પાવર લાઈટનિંગ એરેસ્ટરની મહત્તમ અસર ક્ષમતા 20KA પ્રતિ ફેઝ અથવા તેનાથી ઓછી હોવી જરૂરી છે, અને જરૂરી મર્યાદિત વોલ્ટેજ 1000V કરતા ઓછો હોવો જોઈએ. કેટલાક ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ અથવા સંવેદનશીલ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે, ત્રીજા સ્તરનું રક્ષણ હોવું જરૂરી છે, અને તે સિસ્ટમની અંદર ઉત્પન્ન થતા ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજથી ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણોને પણ સુરક્ષિત કરી શકે છે. માઇક્રોવેવ કોમ્યુનિકેશન સાધનો, મોબાઇલ બેઝ સ્ટેશન કોમ્યુનિકેશન સાધનો અને રડાર સાધનો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા રેક્ટિફાયર પાવર સપ્લાય માટે, યોગ્ય વર્કિંગ વોલ્ટેજવાળા DC પાવર સપ્લાય લાઈટનિંગ એરેસ્ટરને તેમના વર્કિંગ વોલ્ટેજની સુરક્ષા જરૂરિયાતો અનુસાર નોન-લેવલ પ્રોટેક્શન તરીકે પસંદ કરવા જોઈએ.

૪) સુરક્ષિત સાધનોના પ્રતિકાર વોલ્ટેજ સ્તર અનુસાર
જો બે-સ્તરીય વીજળી સુરક્ષા ઉપકરણના પ્રતિકાર વોલ્ટેજ સ્તરથી નીચે વોલ્ટેજને મર્યાદિત કરી શકે છે, તો ફક્ત બે-સ્તરીય સુરક્ષા જરૂરી છે. જો ઉપકરણનું પ્રતિકાર વોલ્ટેજ સ્તર ઓછું હોય, તો ચાર કે તેથી વધુ સ્તરના રક્ષણની જરૂર પડી શકે છે. ચોથા સ્તરના રક્ષણની વીજળી પ્રવાહ ક્ષમતા 5ka કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ.
(૨) સર્જ પ્રોટેક્ટરની સામે ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર શા માટે સજ્જ હોવા જોઈએ?
જ્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટરમાંથી પસાર થતો ઇનરશ કરંટ તેના IMAX કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટર તૂટી જાય છે અને નિષ્ફળ જાય છે, જેના પરિણામે સર્કિટમાં શોર્ટ-સર્કિટ ફોલ્ટ થાય છે. શોર્ટ-સર્કિટ ફોલ્ટને કાપી નાખવા માટે, સર્કિટ બ્રેકર અથવા ફ્યુઝ ઇન્સ્ટોલ કરવું જરૂરી છે. શ્રી ડી, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિઝાઇનના ઓનલાઇન શિક્ષણ મુજબ, દરેક વીજળીના સ્ટ્રોક સર્જ પ્રોટેક્ટરના વૃદ્ધત્વનું કારણ બનશે. ઉદાહરણ તરીકે, જો કરંટ લાંબા સમય સુધી અસ્તિત્વમાં રહે છે, તો સર્જ પ્રોટેક્ટર વધુ ગરમ થશે અને વૃદ્ધત્વને વેગ આપશે. આ સમયે, સર્કિટ બ્રેકર અથવા ફ્યુઝની થર્મલ પ્રોટેક્શન સિસ્ટમને સર્જ પ્રોટેક્ટર મહત્તમ સ્વીકાર્ય ગરમી સુધી પહોંચે તે પહેલાં સર્જ પ્રોટેક્ટરને ડિસ્કનેક્ટ કરવા માટે કાર્ય કરવાની જરૂર છે.

ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર માટે સર્જ પ્રોટેક્ટરની આવશ્યકતાઓ: જ્યારે 20 સ્ટાન્ડર્ડ 8/20 માઇક્રોસેકન્ડ અને 1.2/50 માઇક્રોસેકન્ડ ટેસ્ટ પલ્સ રેટેડ કરંટ હેઠળ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સર્કિટ બ્રેકર અથવા ફ્યુઝ ટ્રીપ થશે નહીં. જ્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટર તૂટી જાય છે અને શોર્ટ સર્કિટ થાય છે, ત્યારે સર્કિટ બ્રેકર અથવા ફ્યુઝ કાર્ય કરશે. જો સર્જ પ્રોટેક્ટર સ્વિચિંગ મોડ્યુલ હોય, કારણ કે તેનો ડેમેજ મોડ ઓપન સર્કિટ હોય છે, તો તેને લઘુચિત્ર સર્કિટ બ્રેકર અને ફ્યુઝ વિના સુરક્ષિત કરી શકાય છે.
ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર બંનેનો ઉપયોગ સર્જ પ્રોટેક્ટરના શ્રેષ્ઠ રક્ષણ તરીકે થઈ શકે છે. ફ્યુઝની લાક્ષણિકતાઓ; ફ્યુઝમાં બે રક્ષણાત્મક કાર્યો છે: લાંબા સમયનો વિલંબ અને વ્યસ્ત સમય મર્યાદા લાક્ષણિકતાઓ સાથે તાત્કાલિક પ્રવાહ. શ્રી ડી, ઇલેક્ટ્રિકલ ડિઝાઇનનું ઓનલાઇન શિક્ષણ, અનુક્રમે ઓવરલોડ અને શોર્ટ-સર્કિટ રક્ષણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, એટલે કે, ફોલ્ટ ફ્યુઝિંગ પછી ફ્યુઝ લિંક બદલવી આવશ્યક છે. સર્કિટ બ્રેકરની સુવિધાઓ: સર્કિટ બ્રેકરમાં તાત્કાલિક પ્રવાહ રક્ષણ અને ઓવરલોડ થર્મલ રક્ષણ છે. ફોલ્ટ ડિસ્કનેક્શન પછી, તેને ઘટકો બદલ્યા વિના મેન્યુઅલી રીસેટ કરી શકાય છે.
આવનારી લાઇનો વચ્ચેનો તફાવત જુઓ: 440V સર્જ પ્રોટેક્ટર ત્રણ-તબક્કા 280v પાંચ વાયર સિસ્ટમ અથવા ત્રણ-તબક્કા 380V ચાર વાયર સિસ્ટમ માટે પસંદ કરવામાં આવશે. 220V સર્જ પ્રોટેક્ટર સિંગલ-તબક્કા 220V ટુ-વાયર સિસ્ટમ અથવા સિંગલ-તબક્કા 220V ત્રણ વાયર સિસ્ટમ માટે પસંદ કરવામાં આવશે. વધુમાં, નોંધ કરો: પસંદ કરેલા સર્જ પ્રોટેક્ટરનું રક્ષણ સ્તર રહેણાંક મકાનની આવનારી લાઇન પર ત્રણ-તબક્કા 280v માટે સ્તર 2 છે; સિંગલ-તબક્કા 220V માટે ગ્રેડ 3.
TN-CS સિસ્ટમ લાઇન બિલ્ડિંગના સામાન્ય વિતરણ બોક્સમાં પ્રવેશ્યા પછી, પેન લાઇનને N લાઇન અને PE લાઇનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ફેઝ લાઇન I અને પેન લાઇન વચ્ચે સર્જ પ્રોટેક્ટર ઇન્સ્ટોલ કરવું જ જરૂરી છે.
સર્જ પ્રોટેક્ટરની સામેનો સ્વિચ ફ્યુઝ અને સર્કિટ બ્રેકર પસંદ કરી શકે છે. સામાન્ય રીતે, IMAX > 40ka માટે 40 ~ 63A અને IMAX < 40ka માટે 20 ~ 32A પસંદ કરવો જોઈએ.

(૩) શું સર્જ પ્રોટેક્ટર અને લાઈટનિંગ એરેસ્ટર એક જ વસ્તુ છે?
જોકે સર્જ પ્રોટેક્ટર અને લાઈટનિંગ એરેસ્ટર બંને ઓવરવોલ્ટેજ, ખાસ કરીને લાઈટનિંગ ઓવરવોલ્ટેજને રોકવાનું કાર્ય ધરાવે છે, તેમ છતાં તેમના ઉપયોગમાં ઘણા તફાવત છે.
૧) એરેસ્ટર્સમાં બહુવિધ વોલ્ટેજ સ્તર હોય છે, જે ૦.૩૮kv લો વોલ્ટેજ થી ૫૦૦kV UHV સુધીના હોય છે, જ્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટિવ ડિવાઇસમાં સામાન્ય રીતે ફક્ત ઓછા વોલ્ટેજ ઉત્પાદનો હોય છે;

૨) વીજળીના તરંગોના સીધા આક્રમણને રોકવા માટે લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સ મોટે ભાગે પ્રાથમિક સિસ્ટમ પર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે સર્જ પ્રોટેક્ટર મોટે ભાગે ગૌણ સિસ્ટમ પર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જે લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સ વીજળીના તરંગોના સીધા આક્રમણને દૂર કરે છે અથવા જ્યારે લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સ વીજળીના તરંગોને દૂર કરતું નથી ત્યારે પૂરક માપ છે;

૩) લાઈટનિંગ એરેસ્ટરનો ઉપયોગ વિદ્યુત ઉપકરણોને સુરક્ષિત રાખવા માટે થાય છે, અને સર્જ પ્રોટેક્ટરનો ઉપયોગ મોટે ભાગે ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનો અથવા મીટરને સુરક્ષિત રાખવા માટે થાય છે;
૪) એરેસ્ટર ઇલેક્ટ્રિકલ પ્રાઇમરી સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલ હોવાથી, તેમાં પૂરતું બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન પ્રદર્શન અને મોટું દેખાવ કદ હોવું જોઈએ. કારણ કે સર્જ પ્રોટેક્ટર ઓછા વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ છે, તેનું કદ ખૂબ નાનું હોઈ શકે છે.