एक सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस, जिसे सर्ज प्रोटेक्टर या एसपीडी के रूप में भी जाना जाता है, को विद्युत सर्किट में होने वाले वोल्टेज में उछाल के खिलाफ विद्युत घटकों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

जब भी बाहरी हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप विद्युत सर्किट या संचार सर्किट में करंट या वोल्टेज में अचानक वृद्धि होती है, तो सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस बहुत ही कम समय में संचालन और शंट कर सकता है, जिससे सर्किट में अन्य उपकरणों को नुकसान पहुंचने से रोका जा सकता है। .

आउटेज को रोकने और सिस्टम की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस (एसपीडी) एक लागत प्रभावी तरीका है।

वे आम तौर पर वितरण पैनलों में स्थापित होते हैं और क्षणिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सुचारू और निर्बाध संचालन को सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक एसपीडी क्षणिक उछाल से अतिरिक्त वोल्टेज को संरक्षित उपकरण से दूर मोड़कर काम करता है।इसमें आमतौर पर मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर (एमओवी) या गैस डिस्चार्ज ट्यूब होते हैं जो अतिरिक्त वोल्टेज को अवशोषित करते हैं और इसे जमीन पर पुनर्निर्देशित करते हैं, जिससे जुड़े उपकरणों की सुरक्षा होती है।

बिजली की वृद्धि कई कारणों से हो सकती है, जिसमें बिजली गिरना, विद्युत ग्रिड स्विचिंग, दोषपूर्ण वायरिंग और उच्च शक्ति वाले विद्युत उपकरणों का संचालन शामिल है।वे किसी इमारत के अंदर होने वाली घटनाओं के कारण भी हो सकते हैं, जैसे मोटरों का चालू होना या बड़े उपकरणों का चालू/बंद होना।

एसपीडी स्थापित करने से कई लाभ मिल सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:

हानिकारक वोल्टेज वृद्धि से संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की सुरक्षा।

कंप्यूटर सिस्टम में डेटा हानि या भ्रष्टाचार की रोकथाम।

उपकरणों और उपकरणों को विद्युतीय गड़बड़ी से बचाकर उनके जीवनकाल का विस्तार करना।

बिजली वृद्धि के कारण होने वाली बिजली की आग के जोखिम को कम करना।

यह जानकर मन को शांति मिली कि आपके बहुमूल्य उपकरण सुरक्षित हैं।

एसपीडी का जीवनकाल उसकी गुणवत्ता, उसमें आने वाले उछाल की गंभीरता और रखरखाव प्रथाओं जैसे कारकों के आधार पर भिन्न हो सकता है।आम तौर पर, एसपीडी का जीवनकाल 5 से 10 साल तक होता है।हालाँकि, इष्टतम सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एसपीडी का नियमित रूप से निरीक्षण और परीक्षण करने और आवश्यकतानुसार उन्हें बदलने की सिफारिश की जाती है।

एसपीडी की आवश्यकता भौगोलिक स्थिति, स्थानीय नियमों और जुड़े इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की संवेदनशीलता जैसे कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है।अपनी विशिष्ट आवश्यकताओं का आकलन करने और यह निर्धारित करने के लिए कि आपके विद्युत प्रणाली के लिए एसपीडी आवश्यक है या नहीं, किसी योग्य इलेक्ट्रीशियन या इलेक्ट्रिकल इंजीनियर से परामर्श करने की सलाह दी जाती है।

एसपीडी के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले कुछ सामान्य सर्ज-सुरक्षात्मक घटक मेटल ऑक्साइड वेरिस्टर (एमओवी), हिमस्खलन ब्रेकडाउन डायोड (एबीडी - जिन्हें पहले सिलिकॉन हिमस्खलन डायोड या एसएडी के रूप में जाना जाता था), और गैस डिस्चार्ज ट्यूब (जीडीटी) हैं।एसी पावर सर्किट की सुरक्षा के लिए एमओवी सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है।एमओवी की सर्ज करंट रेटिंग क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र और इसकी संरचना से संबंधित है।सामान्य तौर पर, क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र जितना बड़ा होगा, डिवाइस की सर्ज करंट रेटिंग उतनी ही अधिक होगी।एमओवी आम तौर पर गोल या आयताकार ज्यामिति के होते हैं लेकिन 7 मिमी (0.28 इंच) से 80 मिमी (3.15 इंच) तक के मानक आयामों के ढेरों में आते हैं।इन सर्ज सुरक्षात्मक घटकों की सर्ज वर्तमान रेटिंग व्यापक रूप से भिन्न होती है और निर्माता पर निर्भर होती है।जैसा कि इस खंड में पहले चर्चा की गई है, एमओवी को एक समानांतर सरणी में जोड़कर, सरणी की सर्ज वर्तमान रेटिंग प्राप्त करने के लिए व्यक्तिगत एमओवी की सर्ज वर्तमान रेटिंग को एक साथ जोड़कर एक सर्ज वर्तमान मूल्य की गणना की जा सकती है।ऐसा करते समय, संचालन के समन्वय पर विचार किया जाना चाहिए।

इस बात पर कई परिकल्पनाएँ हैं कि कौन सा घटक, कौन सी टोपोलॉजी और विशिष्ट तकनीक का परिनियोजन सर्ज करंट को मोड़ने के लिए सर्वोत्तम एसपीडी का उत्पादन करता है।सभी विकल्पों को प्रस्तुत करने के बजाय, यह सबसे अच्छा है कि सर्ज करंट रेटिंग, नॉमिनल डिस्चार्ज करंट रेटिंग, या सर्ज करंट क्षमताओं की चर्चा प्रदर्शन परीक्षण डेटा के इर्द-गिर्द घूमती रहे।डिज़ाइन में उपयोग किए गए घटकों, या तैनात विशिष्ट यांत्रिक संरचना के बावजूद, जो मायने रखता है वह यह है कि एसपीडी के पास एक सर्ज करंट रेटिंग या नाममात्र डिस्चार्ज करंट रेटिंग है जो एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है।

आईईटी वायरिंग विनियम, बीएस 7671:2018 के वर्तमान संस्करण में कहा गया है कि जब तक जोखिम मूल्यांकन नहीं किया जाता है, तब तक क्षणिक ओवरवॉल्टेज के खिलाफ सुरक्षा प्रदान की जाएगी जहां ओवरवॉल्टेज के कारण परिणाम हो सकते हैं:

परिणामस्वरुप मानव जीवन को गंभीर चोट पहुँची या उसकी हानि हुई;या

परिणामतः सार्वजनिक सेवाओं में रुकावट और/या सांस्कृतिक विरासत को क्षति;या

वाणिज्यिक या औद्योगिक गतिविधि में रुकावट का परिणाम;या

बड़ी संख्या में सह-स्थित व्यक्तियों को प्रभावित करते हैं।

यह विनियमन सभी प्रकार के परिसरों पर लागू होता है जिसमें घरेलू, वाणिज्यिक और औद्योगिक शामिल हैं।

हालांकि आईईटी वायरिंग विनियम पूर्वव्यापी नहीं हैं, जहां एक इंस्टॉलेशन के भीतर मौजूदा सर्किट पर काम किया जा रहा है जिसे आईईटी वायरिंग विनियम के पिछले संस्करण में डिजाइन और स्थापित किया गया है, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि संशोधित सर्किट नवीनतम का अनुपालन करता है संस्करण, यह तभी फायदेमंद होगा जब संपूर्ण इंस्टॉलेशन की सुरक्षा के लिए एसपीडी स्थापित किए जाएंगे।

एसपीडी खरीदने का निर्णय ग्राहक के हाथ में है, लेकिन उन्हें इस बारे में सूचित निर्णय लेने के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान की जानी चाहिए कि वे एसपीडी छोड़ना चाहते हैं या नहीं।सुरक्षा जोखिम कारकों के आधार पर और एसपीडी के लागत मूल्यांकन के आधार पर निर्णय लिया जाना चाहिए, जिसकी लागत विद्युत स्थापना और उससे जुड़े उपकरणों जैसे कंप्यूटर, टीवी और आवश्यक उपकरण की लागत के मुकाबले कुछ सौ पाउंड तक हो सकती है। उदाहरण के लिए, धुएं का पता लगाना और बॉयलर नियंत्रण।

यदि उपयुक्त भौतिक स्थान उपलब्ध हो तो मौजूदा उपभोक्ता इकाई में सर्ज प्रोटेक्शन स्थापित किया जा सकता है या, यदि पर्याप्त स्थान उपलब्ध नहीं है, तो इसे मौजूदा उपभोक्ता इकाई के निकट एक बाहरी बाड़े में स्थापित किया जा सकता है।

यह आपकी बीमा कंपनी से जांच करने लायक भी है क्योंकि कुछ पॉलिसियों में कहा जा सकता है कि उपकरण को एसपीडी के साथ कवर किया जाना चाहिए अन्यथा दावे की स्थिति में वे भुगतान नहीं करेंगे।

सर्ज प्रोटेक्टर (आमतौर पर बिजली संरक्षण के रूप में जाना जाता है) की ग्रेडिंग का मूल्यांकन IEC 61643-31 और EN 50539-11 उपखंड बिजली संरक्षण सिद्धांत के अनुसार किया जाता है, जो विभाजन के जंक्शन पर स्थापित किया गया है।तकनीकी आवश्यकताएँ और कार्य भिन्न-भिन्न हैं।प्रथम चरण का बिजली संरक्षण उपकरण 0-1 ज़ोन के बीच स्थापित किया गया है, जो प्रवाह की आवश्यकता के लिए उच्च है, IEC 61643-31 और EN 50539-11 की न्यूनतम आवश्यकता इटोटल (10/350) 12.5 ka है, और दूसरा और तीसरा लेवल 1-2 और 2-3 ज़ोन के बीच स्थापित किए जाते हैं, मुख्य रूप से ओवरवॉल्टेज को दबाने के लिए।

सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस (एसपीडी) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को क्षणिक ओवरवॉल्टेज के हानिकारक प्रभावों से बचाने के लिए आवश्यक हैं जो क्षति, सिस्टम डाउनटाइम और डेटा हानि का कारण बन सकते हैं।

कई मामलों में, उपकरण प्रतिस्थापन या मरम्मत की लागत महत्वपूर्ण हो सकती है, विशेष रूप से अस्पतालों, डेटा केंद्रों और औद्योगिक संयंत्रों जैसे मिशन-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में।

सर्किट ब्रेकर और फ़्यूज़ इन उच्च-ऊर्जा घटनाओं को संभालने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं, जिससे अतिरिक्त वृद्धि सुरक्षा आवश्यक हो जाती है।

जबकि एसपीडी को विशेष रूप से उपकरण से क्षणिक ओवरवॉल्टेज को दूर करने, इसे क्षति से बचाने और इसके जीवनकाल को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

निष्कर्षतः, आधुनिक तकनीकी वातावरण में एसपीडी आवश्यक हैं।

एसपीडी कार्य सिद्धांत

एसपीडी के पीछे मूल सिद्धांत यह है कि वे अतिरिक्त वोल्टेज के लिए जमीन पर कम प्रतिबाधा पथ प्रदान करते हैं।जब वोल्टेज स्पाइक्स या उछाल होता है, तो एसपीडी अतिरिक्त वोल्टेज और करंट को जमीन पर मोड़कर काम करते हैं।

इस तरह, आने वाले वोल्टेज का परिमाण एक सुरक्षित स्तर तक कम हो जाता है जो संलग्न डिवाइस को नुकसान नहीं पहुंचाता है।

काम करने के लिए, एक सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस में कम से कम एक गैर-रेखीय घटक (एक वेरिस्टर या स्पार्क गैप) होना चाहिए, जो विभिन्न परिस्थितियों में उच्च और निम्न प्रतिबाधा स्थिति के बीच संक्रमण करता है।

उनका कार्य डिस्चार्ज या आवेग धारा को मोड़ना और डाउनस्ट्रीम उपकरण पर ओवरवॉल्टेज को सीमित करना है।

सर्ज सुरक्षा उपकरण नीचे सूचीबद्ध तीन स्थितियों में कार्य करते हैं।

A. सामान्य स्थिति (उछाल का अभाव)

कोई उछाल की स्थिति नहीं होने की स्थिति में, एसपीडी का सिस्टम पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है और यह एक खुले सर्किट के रूप में कार्य करता है, यह उच्च प्रतिबाधा स्थिति में रहता है।

B. वोल्टेज बढ़ने के दौरान

वोल्टेज स्पाइक्स और उछाल के मामले में, एसपीडी चालन अवस्था में चला जाता है और इसकी बाधा कम हो जाती है।इस तरह, यह आवेग धारा को जमीन की ओर मोड़कर सिस्टम की रक्षा करेगा।

C. सामान्य ऑपरेशन पर वापस जाएँ

ओवरवॉल्टेज खत्म होने के बाद, एसपीडी अपनी सामान्य उच्च प्रतिबाधा स्थिति में वापस आ गया।

सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइसेस (एसपीडी) विद्युत नेटवर्क के आवश्यक घटक हैं।हालाँकि, आपके सिस्टम के लिए उपयुक्त एसपीडी चुनना एक कठिन मुद्दा हो सकता है।

अधिकतम सतत परिचालन वोल्टेज (यूसी)

सिस्टम को उचित सुरक्षा प्रदान करने के लिए एसपीडी का रेटेड वोल्टेज विद्युत प्रणाली वोल्टेज के साथ संगत होना चाहिए।कम वोल्टेज रेटिंग डिवाइस को नुकसान पहुंचाएगी और उच्च रेटिंग क्षणिक को ठीक से डायवर्ट नहीं करेगी।

प्रतिक्रिया समय

इसका वर्णन इस प्रकार किया गया है कि एसपीडी का समय क्षणिक प्रतिक्रिया करता है।एसपीडी जितनी जल्दी प्रतिक्रिया देगी, एसपीडी द्वारा सुरक्षा उतनी ही बेहतर होगी।आमतौर पर, जेनर डायोड आधारित एसपीडी की प्रतिक्रिया सबसे तेज़ होती है।गैस से भरे प्रकारों का प्रतिक्रिया समय अपेक्षाकृत धीमा होता है और फ़्यूज़ और MOV प्रकारों का प्रतिक्रिया समय सबसे धीमा होता है।

नाममात्र डिस्चार्ज करंट (इंच)

एसपीडी का परीक्षण 8/20μs तरंगरूप पर किया जाना चाहिए और आवासीय लघु आकार के एसपीडी के लिए विशिष्ट मान 20kA है।

अधिकतम आवेग निर्वहन धारा (Iimp)

डिवाइस को वितरण नेटवर्क पर अपेक्षित अधिकतम उछाल धारा को संभालने में सक्षम होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि यह एक क्षणिक घटना के दौरान विफल न हो और डिवाइस को 10/350μs तरंग के साथ परीक्षण किया जाना चाहिए।

क्लांपिंग वोल्टेज

यह थ्रेशोल्ड वोल्टेज है और इस वोल्टेज स्तर के ऊपर, एसपीडी बिजली लाइन में पाए जाने वाले किसी भी क्षणिक वोल्टेज को दबाना शुरू कर देता है।

निर्माता और प्रमाणपत्र

एक प्रसिद्ध निर्माता से एसपीडी का चयन करना जिसके पास यूएल या आईईसी जैसी निष्पक्ष परीक्षण सुविधा से प्रमाणन है, महत्वपूर्ण है।प्रमाणीकरण यह गारंटी देता है कि उत्पाद की जांच की जा चुकी है और यह सभी प्रदर्शन और सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करता है।

इन आकार दिशानिर्देशों को समझने से आप अपनी आवश्यकताओं के लिए सर्वोत्तम सर्ज सुरक्षा उपकरण का चयन कर सकेंगे और प्रभावी सर्ज सुरक्षा की गारंटी दे सकेंगे।

सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस (एसपीडी) को क्षणिक ओवरवॉल्टेज के खिलाफ विश्वसनीय सुरक्षा प्रदान करने के लिए इंजीनियर किया गया है, लेकिन कुछ कारक उनकी विफलता का कारण बन सकते हैं।एसपीडी की विफलता के पीछे कुछ अंतर्निहित कारण निम्नलिखित हैं:

1.अत्यधिक बिजली का बढ़ना

एसपीडी विफलता के प्राथमिक कारणों में से एक ओवरवॉल्टेज है, ओवरवॉल्टेज बिजली गिरने, बिजली बढ़ने या अन्य विद्युत गड़बड़ी के कारण हो सकता है।स्थान के अनुसार उचित डिज़ाइन गणना के बाद सही प्रकार का एसपीडी स्थापित करना सुनिश्चित करें।

2.उम्र बढ़ने का कारक

तापमान और आर्द्रता सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों के कारण, एसपीडी की शेल्फ लाइफ सीमित होती है और समय के साथ खराब हो सकती है।इसके अलावा, बार-बार वोल्टेज बढ़ने से एसपीडी को नुकसान हो सकता है।

3.कॉन्फ़िगरेशन मुद्दे

ग़लत कॉन्फ़िगर किया गया, जैसे कि जब एक वाई-कॉन्फ़िगर एसपीडी एक लोड से जुड़ा होता है जो डेल्टा के माध्यम से जुड़ा होता है।इससे एसपीडी अधिक वोल्टेज के संपर्क में आ सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एसपीडी विफलता हो सकती है।

4.घटक विफलता

एसपीडी में कई घटक होते हैं, जैसे मेटल ऑक्साइड वेरिस्टर (एमओवी), जो विनिर्माण दोष या पर्यावरणीय कारकों के कारण विफल हो सकते हैं।

5.अनुचित ग्राउंडिंग

एसपीडी के ठीक से संचालन के लिए ग्राउंडिंग आवश्यक है।यदि एसपीडी को अनुचित तरीके से ग्राउंड किया गया है तो वह खराब हो सकता है या संभवतः सुरक्षा चिंता का विषय बन सकता है।