सर्ज अरेस्टर्स की मूल बातें: ऑपरेटिंग सिद्धांत और किस्में

एक उछाल की गिरफ्तारी एक महत्वपूर्ण सुरक्षात्मक उपकरण है जिसका उपयोग विद्युत शक्ति प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को नुकसान पहुंचाने के लिए उपकरणों में किया जाता है, जैसे कि बिजली के हमलों या स्विचिंग संचालन के कारण। जमीन पर सुरक्षित रूप से यात्रा करने के लिए अतिरिक्त वोल्टेज के लिए एक नियंत्रित पथ प्रदान करके, सर्ज अरेस्टर महंगा क्षति और सिस्टम आउटेज को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

मध्यम-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज नेटवर्क दोनों में, सर्ज अरेस्टर पावर डिलीवरी की विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं। उनका उपयोग सबस्टेशन, ट्रांसमिशन लाइनों, अक्षय ऊर्जा प्रणालियों और औद्योगिक अनुप्रयोगों में फैली हुई है। चूंकि आधुनिक पावर इन्फ्रास्ट्रक्चर स्मार्ट ग्रिड और रिन्यूएबल एनर्जी के एकीकरण के साथ विकसित होता है, इसलिए उन्नत सर्ज प्रोटेक्शन सॉल्यूशंस का महत्व काफी बढ़ गया है।

 

सर्ज अरेस्टर्स का कार्य सिद्धांत

कैसे सर्ज अरेस्टर वोल्टेज स्पाइक्स से उपकरणों की रक्षा करते हैं

ए सर्ज अरेस्टर को  विद्युत प्रणालियों में क्षणिक ओवरवॉल्टेज के खिलाफ रक्षा की पहली पंक्ति के रूप में कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज के तहत, सर्ज अरेस्टर एक खुले सर्किट की तरह व्यवहार करता है-यह एक गैर-आचरण स्थिति में रहता है, जिससे नियमित बिजली प्रवाह बिना किसी रुकावट के आगे बढ़ने की अनुमति देता है। यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि गिरफ्तारी सामान्य संचालन में हस्तक्षेप नहीं करता है।

हालांकि, जब एक अप्रत्याशित वोल्टेज स्पाइक होता है - जैसे कि लाइटनिंग स्ट्राइक, लाइन फॉल्ट, या स्विचिंग ऑपरेशन के दौरान - ARRESTER तुरंत अपने व्यवहार को बदल देता है। यह प्रवाहकीय हो जाता है और अत्यधिक वोल्टेज को सुरक्षित रूप से जमीन पर डिस्चार्ज करने के लिए एक कम-प्रतिरोध पथ प्रदान करता है। ऐसा करने से, सर्ज अरेस्टर ट्रांसफॉर्मर, स्विचगियर, इनवर्टर या कम्युनिकेशन सिस्टम जैसे संवेदनशील उपकरणों तक पहुंचने से उच्च-वोल्टेज उछाल को रोकता है। एक बार जब ओवरवॉल्टेज इवेंट पास हो जाता है और लाइन वोल्टेज सामान्य हो जाता है, तो एरेस्टर तेजी से अपने मूल उच्च-प्रतिरोध, गैर-आचरण राज्य के लिए श्रद्धा करता है। माइक्रोसेकंड में गैर-प्रवाहकीय और प्रवाहकीय मोड के बीच स्विच करने की यह क्षमता वह है जो ओवरवॉल्टेज सुरक्षा के लिए सर्ज अरेस्टर को अत्यधिक विश्वसनीय बनाती है।

गैर-रैखिक प्रतिरोध (MOV ब्लॉक) की भूमिका

एक की कुंजी सर्ज अरेस्टर की कार्यक्षमता अपने आंतरिक घटकों में निहित है - सबसे विशेष रूप से धातु ऑक्साइड वैरिस्टर (MOV) ब्लॉक। ये मूव ब्लॉक, आमतौर पर जस्ता ऑक्साइड (ZnO) से बने होते हैं, गैर-रैखिक प्रतिरोध गुणों को प्रदर्शित करते हैं। सरल शब्दों में, वे बहुत कम वर्तमान को सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज पर पारित करने की अनुमति देते हैं, लेकिन ओवरवॉल्टेज की शर्तों के संपर्क में आने पर नाटकीय रूप से उनके प्रतिरोध को कम करते हैं। यह उन्हें सिस्टम में व्यवधान को कम करते हुए सर्ज ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए आदर्श बनाता है।

जब एक उच्च-वोल्टेज क्षणिक दिखाई देता है, तो MOV तत्व तुरंत प्रतिक्रिया देते हैं, जिससे एक बड़े उछाल वर्तमान को बन्दूक के माध्यम से जमीन पर प्रवाहित करने की अनुमति मिलती है। यह फास्ट-एक्टिंग प्रतिक्रिया-अक्सर एक माइक्रोसेकंड से कम में-संवेदनशील होता है कि ओवरवॉल्टेज को नीचे की ओर और क्षति उपकरणों का प्रचार करने से पहले क्लैंप किया जाता है। अधिकांश आधुनिक धातु ऑक्साइड गिरफ्तारी (एमओए) में उपयोग किए जाने वाले जिंक ऑक्साइड कोर, प्रदर्शन को बढ़ाता है, बाहरी स्पार्क अंतराल की आवश्यकता को समाप्त करता है, और समग्र विश्वसनीयता में सुधार करता है।

निर्वहन और वसूली तंत्र

सर्ज एनर्जी को सफलतापूर्वक छुट्टी दे दी गई है, सर्ज एरेस्टर को भविष्य की घटनाओं के लिए कार्यात्मक बने रहने के लिए अपने मूल राज्य को पुनर्प्राप्त करना होगा। ZnO- आधारित MOV की अनूठी सामग्री विशेषताओं के लिए धन्यवाद, Arrester स्वचालित रूप से एक उच्च-प्रतिरोध स्थिति में लौटता है। यह तेजी से वसूली किसी भी निरंतर वर्तमान को गिरफ्तारी के माध्यम से बहने से रोकती है, जो अन्यथा थर्मल गिरावट या विफलता को जन्म देती है।

इसके अलावा, गैपलेस कंस्ट्रक्शन के साथ आधुनिक सर्ज अरेस्टर्स सेल्फ-हीलिंग प्रॉपर्टीज प्रदान करते हैं। वे महत्वपूर्ण प्रदर्शन बिगड़ने के बिना अपने जीवनकाल में कई उछाल घटनाओं को सहन कर सकते हैं। यह न केवल लगातार रखरखाव की आवश्यकता को कम करता है, बल्कि सिस्टम की विश्वसनीयता को भी बढ़ाता है, जिससे कम और उच्च-वोल्टेज पावर इन्फ्रास्ट्रक्चर दोनों में अपरिहार्य गिरफ्तारी होती है।

 

मुख्य प्रकार के सर्ज अरेस्टर

अंतराल के साथ जस्ता ऑक्साइड गिरफ्तार

गैप के साथ जिंक ऑक्साइड अरेस्टर गिरफ्तारियों की एक पूर्व पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करता है। इन उपकरणों में, जस्ता ऑक्साइड ब्लॉक को स्पार्क अंतराल के साथ जोड़ा जाता है। स्पार्क गैप एक ट्रिगर के रूप में कार्य करता है, केवल तब चालन की शुरुआत करता है जब वोल्टेज एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाता है। प्रभावी होने पर, इस डिजाइन की प्रतिक्रिया गति और विश्वसनीयता में सीमाएं हैं। अंतराल की उपस्थिति से देरी से कार्रवाई और उच्च ऊर्जा निर्वहन आवश्यकताओं को जन्म दिया जा सकता है।

गपशप

सर्ज प्रोटेक्शन में आधुनिक मानक गैपलेस जिंक ऑक्साइड अरेस्टर है। यह प्रकार किसी भी स्पार्क अंतराल के बिना केवल ZnO ब्लॉक का उपयोग करता है। गैपलेस अरेस्टर कई लाभ प्रदान करते हैं:

• तेजी से प्रतिक्रिया समय

• कम अवशिष्ट वोल्टेज

• कोई यांत्रिक पहनने (कोई स्पार्किंग नहीं)

• बेहतर विश्वसनीयता और स्थिरता

यह डिज़ाइन अपनी सादगी, स्थायित्व और बेहतर प्रदर्शन के कारण मध्यम और उच्च-वोल्टेज सिस्टम दोनों में डिफ़ॉल्ट बन गया है।

एमओए (धातु ऑक्साइड अरस्टर)

एमओए शब्द का उपयोग आमतौर पर उछाल गिरफ्तारियों को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो धातु ऑक्साइड वैरिस्टर्स, विशेष रूप से जस्ता ऑक्साइड का उपयोग करते हैं। MOAs विभिन्न वोल्टेज कक्षाओं में उपलब्ध हैं और विभिन्न उपयोग के मामलों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं-वितरण नेटवर्क से लेकर अल्ट्रा-हाई वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों तक।

MOAs का व्यापक रूप से वैश्विक पावर ग्रिड में उपयोग किया जाता है, और उनके प्रदर्शन को सभी प्रकार के जलवायु और परिचालन स्थितियों में दशकों के उपयोग के माध्यम से सिद्ध किया गया है।

स्टेशन-क्लास बनाम वितरण-वर्ग गिरफ्तारी

स्टेशन-क्लास अरेस्टर उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों जैसे कि सबस्टेशन और ट्रांसमिशन लाइनों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे उच्च ऊर्जा अवशोषण क्षमता प्रदान करते हैं और अक्सर ट्रांसफॉर्मर और सर्किट ब्रेकर जैसे महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के साथ संयोजन में उपयोग किए जाते हैं।

दूसरी ओर, वितरण-वर्ग के गिरफ्तारों का उपयोग मध्यम-वोल्टेज अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि पोल पर और पैड-माउंटेड ट्रांसफार्मर में। ये अधिक कॉम्पैक्ट और किफायती हैं, लेकिन अभी भी क्षणिक वोल्टेज से बचाने के लिए अत्यधिक प्रभावी हैं।

 

अनुप्रयोग

पावर सबस्टेशन

पावर ग्रिड में सबस्टेशन महत्वपूर्ण नोड हैं, और ट्रांसफॉर्मर, ब्रेकर और बसबार जैसे महंगे उपकरणों को नुकसान को रोकने में सर्ज अरेस्टर आवश्यक हैं। MOAs आमतौर पर ट्रांसफॉर्मर और स्विचगियर के टर्मिनलों पर स्थापित किए जाते हैं।

मध्यम और उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें

दोनों 34kV सर्ज एरेस्टर और 132kV सर्ज एरेस्टर मॉडल का उपयोग ट्रांसमिशन लाइनों के साथ किया जाता है ताकि इंसुलेटर और कंडक्टरों को बिजली के हमलों और स्विचिंग सर्ज से बचाने के लिए ट्रांसमिशन लाइनों के साथ किया जा सके। गिरफ्तारी को नियमित अंतराल पर और उन बिंदुओं पर रखा जाता है जहां लाइनें ओवरहेड और भूमिगत के बीच संक्रमण होती हैं।

• 34KV सर्ज अरेस्टर : मध्यम-वोल्टेज वितरण नेटवर्क, पवन खेतों और औद्योगिक सुविधाओं के लिए आदर्श।

• 132kV सर्ज अरेस्टर : उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों और बड़े सबस्टेशनों के लिए उपयुक्त, बाहरी और आंतरिक ओवरवॉल्टेज घटनाओं के खिलाफ मजबूत सुरक्षा प्रदान करता है

औद्योगिक और उपयोगिता-स्केल उपकरण

कारखाने, जल उपचार संयंत्र, और अक्षय ऊर्जा प्रतिष्ठान (जैसे सौर खेतों और पवन पार्क) अपने संवेदनशील और महंगे उपकरणों की रक्षा के लिए सर्ज अरेस्टर्स पर भरोसा करते हैं। विश्वसनीय सर्ज प्रोटेक्शन की उपस्थिति डाउनटाइम को कम कर देती है और उपकरण जीवन का विस्तार करती है।

अक्षय ऊर्जा प्रणालियों में, बिजली के टर्मिनलों, ट्रांसफार्मर इनपुट और यहां तक ​​कि बिजली-प्रेरित क्षति को रोकने के लिए सौर पैनल सरणी स्तर पर भी सर्ज अरेस्टर का उपयोग किया जाता है।

 

लाभ और सीमाएँ

उच्च प्रतिक्रिया गति

आधुनिक सर्ज अरेस्टर्स के सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक, विशेष रूप से गैपलेस एमओएएस, उनका अल्ट्रा-फास्ट प्रतिक्रिया समय है। वे माइक्रोसेकंड के भीतर वोल्टेज वृद्धि पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं, यहां तक ​​कि संक्षिप्त ओवरवोल्टेज एक्सपोज़र को रोक सकते हैं जो अन्यथा संवेदनशील घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है।

दीर्घायु और रखरखाव विचार

सर्ज अरेस्टर आम तौर पर कम रखरखाव होते हैं। हालांकि, बार -बार वृद्धि या पर्यावरणीय तनाव (जैसे, प्रदूषण, नमी, यूवी एक्सपोज़र) के कारण उनकी प्रभावशीलता कम हो सकती है। नियमित निरीक्षण, सर्ज काउंटर्स और थर्मल इमेजिंग गिरावट के शुरुआती संकेतों का पता लगाने में मदद कर सकते हैं।

अरेस्टर जीवन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में शामिल हैं:

• आवृत्ति और वृद्धि की परिमाण

• पर्यावरण की स्थिति (जैसे, नमक कोहरे, औद्योगिक प्रदूषण)

• स्थापना की गुणवत्ता (जैसे, ग्राउंडिंग प्रतिरोध)

सीमाएँ

कोई भी उछाल ARRESTER 100% सुरक्षा की पेशकश नहीं कर सकता है यदि यह अनुचित रूप से रेटेड या इंस्टॉल किया गया है। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सर्ज अरेस्टर हर सर्ज इवेंट के साथ थोड़ा कम हो जाता है। इसलिए, उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों में आवधिक परीक्षण और निवारक प्रतिस्थापन आवश्यक हैं।

 

सारांश

सर्ज अरेस्टर आधुनिक बिजली प्रणालियों की सुरक्षा और दीर्घायु सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जैसा कि विद्युत नेटवर्क नवीकरणीय, ऊर्जा भंडारण और स्मार्ट प्रौद्योगिकियों को शामिल करने के लिए विकसित होते हैं, विश्वसनीय सर्ज संरक्षण पहले से कहीं अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। अंतराल के साथ पारंपरिक जस्ता ऑक्साइड गिरफ्तारियों से लेकर उन्नत गैपलेस एमओए-आधारित डिजाइनों तक, प्रौद्योगिकी में काफी उन्नत हो गया है। आज के 34KV और 132KV सर्ज अरेस्टर असाधारण प्रदर्शन, तेजी से प्रतिक्रिया और न्यूनतम रखरखाव की पेशकश करते हैं। वितरण और ट्रांसमिशन अनुप्रयोगों में सिलवाया समाधानों के लिए, हेबेई जियूडिंग इलेक्ट्रिक कंपनी, लिमिटेड एक विश्वसनीय निर्माता के रूप में बाहर खड़ा है। उच्च-गुणवत्ता वाले सर्ज एरेस्टर उत्पादों का पता लगाने या विशेषज्ञ मार्गदर्शन प्राप्त करने के लिए, आज हेबेई जियूडिंग इलेक्ट्रिक, लिमिटेड से संपर्क करें।