सर्ज और बिजली सर्ज सुरक्षा के बारे में जानें

उछाल, जिसे क्षणिक वोल्टेज या स्पाइक के रूप में भी जाना जाता है, एक संक्षिप्त क्षण के लिए सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज से अधिक वोल्टेज की घटना को संदर्भित करता है। अनिवार्य रूप से, उछाल एक तेज़ वोल्टेज पल्स है जो माइक्रोसेकंड के भीतर होता है। उछाल के सामान्य कारणों में भारी उपकरणों का स्टार्ट-अप या शटडाउन, शॉर्ट सर्किट, पावर स्विचिंग और बड़े इंजनों का संचालन शामिल है।

उछाल से बिजली के उपकरणों को गंभीर नुकसान हो सकता है। इसलिए, उछाल दमन उपकरणों से लैस उत्पाद अचानक भारी ऊर्जा के विस्फोट को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर सकते हैं, जिससे जुड़े उपकरणों को नुकसान से बचाया जा सकता है। इन सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग बिजली के उपकरणों की सुरक्षा और विश्वसनीयता को काफी हद तक बढ़ाता है।

उछाल की विशेषताएं:

surges बहुत कम अवधि होती है, जो आमतौर पर नैनोसेकंड से लेकर माइक्रोसेकंड तक होती है। जब उछाल आते हैं, तो वोल्टेज और करंट का आयाम सामान्य मानों से दोगुने से भी ज़्यादा बढ़ जाता है। इनपुट फ़िल्टर कैपेसिटर के तेज़ी से चार्ज होने के कारण, उछाल का पीक करंट स्थिर-अवस्था इनपुट करंट से बहुत ज़्यादा होता है। उछाल को संबोधित करने के लिए, बिजली आपूर्ति डिज़ाइन को उछाल के स्तर को सीमित करने पर विचार करना चाहिए जिसे एसी स्विच, रेक्टिफायर ब्रिज, फ़्यूज़ और ईएमआई फ़िल्टरिंग डिवाइस झेल सकते हैं।

बार-बार स्विचिंग प्रक्रियाओं के दौरान, एसी इनपुट वोल्टेज से बिजली की आपूर्ति को नुकसान नहीं पहुंचना चाहिए या फ्यूज उड़ना नहीं चाहिए। यह घटना आमतौर पर केवल कुछ नैनोसेकंड से मिलीसेकंड तक ही रहती है, लेकिन इसका वोल्टेज और करंट मान सामान्य ऑपरेटिंग स्तरों से काफी अधिक होता है। वितरण प्रणालियों में उछाल व्यापक हैं और इन्हें सर्वव्यापी माना जा सकता है।

वितरण प्रणालियों में उछाल की मुख्य अभिव्यक्तियाँ इस प्रकार हैं:

• वोल्टेज में उतार-चढ़ाव: मशीनें और उपकरण सामान्य परिचालन स्थितियों में स्वचालित रूप से बंद या चालू हो जाते हैं।
• विद्युत उपकरणों में हस्तक्षेप: उदाहरण के लिए, एयर कंडीशनर, कंप्रेसर, लिफ्ट, पंप या मोटर।
• कंप्यूटर नियंत्रण प्रणालियों में असामान्यताएं: बार-बार अस्पष्टीकृत रीसेट।
• मोटरों को बार-बार बदलना या रिवाइंड करना।
• विद्युत उपकरणों का छोटा जीवनकाल: खराबी, रीसेट या वोल्टेज संबंधी समस्याओं के कारण जीवनकाल में कमी।

उछाल संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को कई तरीकों से प्रभावित कर सकता है, जिनमें शामिल हैं:

क्षति:

• अर्धचालक उपकरणों का वोल्टेज टूटना।
• घटकों पर धातुकृत परतों का विनाश।
• मुद्रित सर्किट बोर्ड के निशानों या संपर्क बिंदुओं को क्षति।
• द्विदिशीय थाइरिस्टर/ट्राइएक आदि को क्षति।

दखल अंदाजी:

• उपकरण लॉक-अप, थाइरिस्टर या द्विदिशात्मक थाइरिस्टर का नियंत्रण खो जाना।
• डेटा फ़ाइलों को आंशिक क्षति.
• डेटा प्रोसेसिंग प्रोग्राम में त्रुटियाँ.
• डेटा प्राप्ति और संचरण में त्रुटियाँ और विफलताएँ।
• अस्पष्टीकृत खराबी, और अधिक।

समय से पहले बुढ़ापा:

• घटकों का समय से पहले पुराना हो जाना, जिससे इलेक्ट्रॉनिक्स का जीवनकाल काफी कम हो जाता है।
• आउटपुट ऑडियो और विज़ुअल गुणवत्ता में कमी।
उछाल के स्रोत:
उछाल बाहरी और आंतरिक दोनों स्रोतों से उत्पन्न हो सकते हैं। लगभग 20% उछाल बाहरी स्रोतों से आते हैं, मुख्य रूप से बिजली और अन्य सिस्टम प्रभाव। लगभग 80% उछाल आंतरिक स्रोतों से आते हैं, मुख्य रूप से आंतरिक विद्युत भार का प्रभाव।

सर्ज जनरेटर_SG61000-5

बाह्य उछाल मुख्यतः बिजली से उत्पन्न होते हैं और इनमें शामिल हैं:

प्रत्यक्ष बिजली का प्रहार: बिजली की छड़ों, बिजली के कंडक्टरों, इमारतों या रिफाइनरी टावरों पर सीधा प्रहार।
बिजली से विद्युत-चुंबकीय विकिरण: बिजली गिरने के स्थान से प्रबल चुंबकीय क्षेत्र उत्सर्जित होते हैं, जो माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान पहुंचाते हैं, भले ही बिजली सीधे किसी इमारत पर न गिरे।
बिजली और सिग्नल लाइनों में बिजली से प्रेरित धाराएँ।
बिजली प्रेरण: बिजली के निर्वहन के चारों ओर मजबूत वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र बनते हैं, जो पास के धातु कंडक्टरों पर वोल्टेज प्रेरित करते हैं।
बिजली से प्रेरित उच्च स्थानीय क्षमताएँ।
बिजली का घुसपैठ: बिजली लाइनों या डाउन कंडक्टरों पर सीधे बिजली गिरने से बिजली लाइनों पर बिजली का ओवरवोल्टेज और बिजली केबलों के आसपास मजबूत विद्युत चुम्बकीय स्पंदन हो सकता है। ये प्रेरित ओवरवोल्टेज उपकरण के इनपुट पोर्ट तक फैल सकते हैं, जिससे उपकरण खराब हो सकते हैं या क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।

आंतरिक उछाल मुख्य रूप से पावर ग्रिड के भीतर विद्युत उपकरणों के स्विचिंग संचालन और अन्य कारकों के परिणामस्वरूप होता है, जिनमें शामिल हैं:

उच्च विद्युत भार, जैसे एयर कंडीशनर, कंप्रेसर, पंप या मोटर को चालू और बंद करना।
प्रेरणिक भार को अन्दर और बाहर स्विच करना।
पावर फैक्टर सुधार कैपेसिटर को चालू और बंद करना।
शॉर्ट सर्किट दोष.
यांत्रिक संपर्क: यांत्रिक स्विच जिसमें रिले स्विच संपर्क, पुश-बटन स्विच, कुंजी स्विच, स्विच के साथ पोटेंशियोमीटर आदि शामिल हैं।

IEEE परिभाषाओं के अनुसार, उछाल को कई श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• पल्स-प्रकार की वृद्धि: वोल्टेज माइक्रोसेकंड के भीतर कई सौ वोल्ट से 20,000 वोल्ट तक होता है।
• दोलनी उछाल: वोल्टेज माइक्रोसेकंड से मिलीसेकंड के भीतर कई सौ वोल्ट से 6000 वोल्ट तक होता है।
• विस्फोट-प्रकार की वृद्धि: दोहरावदार चक्रों का शीर्ष वोल्टेज या धारा।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बिजली के उछाल से बचाने के लिए, प्रासंगिक प्रतिरक्षा परीक्षण मानक स्थापित किए गए हैं। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए बिजली के उछाल प्रतिरक्षा परीक्षण के लिए राष्ट्रीय मानक GB/T17626.5 (अंतर्राष्ट्रीय मानक IEC61000-4-5 के बराबर) है। यह मानक मुख्य रूप से अप्रत्यक्ष बिजली के हमलों के कारण होने वाली विभिन्न स्थितियों का अनुकरण करता है, जिनमें शामिल हैं:

• बाहरी लाइनों पर बिजली गिरने से बड़ी धारा उत्पन्न होती है जो बाहरी लाइनों या ग्राउंड प्रतिरोधकों में प्रवाहित होती है, जिसके परिणामस्वरूप इंटरफेरेंस वोल्टेज उत्पन्न होता है।
• बाहरी लाइनों पर अप्रत्यक्ष बिजली हमलों (जैसे अंतर-बादल या अंतर-बादल बिजली) से प्रेरित वोल्टेज और धारा।
• बिजली गिरने के स्थान के आस-पास की वस्तुओं के चारों ओर प्रबल विद्युतचुंबकीय क्षेत्र निर्मित हो जाते हैं, जिससे बाहरी लाइनों पर वोल्टेज उत्पन्न होता है।
• बिजली जमीन के पास गिरती है, जहाँ ग्राउंड करंट कॉमन ग्राउंड सिस्टम के ज़रिए हस्तक्षेप करते हैं। इसके अतिरिक्त, मानक सबस्टेशनों में स्विचिंग क्रियाओं (स्विचगियर संचालन के दौरान वोल्टेज ट्रांज़िएंट) द्वारा पेश किए गए हस्तक्षेप का अनुकरण करता है, जैसे:

• मुख्य विद्युत प्रणालियों (जैसे, कैपेसिटर बैंकों को स्विच करते समय) में हस्तक्षेप उत्पन्न होता है।
• एक ही पावर ग्रिड के भीतर छोटे स्विच टॉगलिंग से हस्तक्षेप।
• अनुनाद सर्किट वाले थाइरिस्टर उपकरण से हस्तक्षेप।
• विभिन्न व्यवस्थित दोषों, जैसे कि उपकरण ग्राउंडिंग नेटवर्क या ग्राउंड सिस्टम के बीच शॉर्ट सर्किट और आर्किंग दोष, का भी अनुकरण किया जाता है।

मानक दो प्रकार के तरंग जनरेटर का वर्णन करता है:

• विद्युत लाइनों पर प्रेरित तरंगरूप: संकीर्ण उछाल तरंगरूप (50µs) तीव्र अग्रभाग (1.2µs) के साथ।
• संचार लाइनों पर प्रेरित तरंगरूप: कोमल अग्रभागों के साथ व्यापक उछाल तरंगरूप।

बिजली गिरने या सामान्य ग्राउंड प्रतिरोध के माध्यम से बिजली के निर्वहन के कारण बिजली लाइनों में प्रेरित नकली बिजली के स्पंदन। विशिष्ट मापदंडों में विभिन्न परीक्षण स्तरों के लिए ओपन-सर्किट आउटपुट वोल्टेज (0.5 से 6 kV), शॉर्ट-सर्किट आउटपुट करंट (0.25 से 2 kA), आंतरिक प्रतिरोध (2 ओम), और विभिन्न परीक्षण स्तरों के लिए अतिरिक्त प्रतिरोध (10, 12, 40, 42 ओम) शामिल हैं। सर्ज आउटपुट ध्रुवता सकारात्मक/नकारात्मक हो सकती है, और सर्ज आउटपुट को 0 से 360 डिग्री के चरण बदलाव के साथ बिजली की आपूर्ति के साथ सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है। पुनरावृत्ति आवृत्ति कम से कम एक बार प्रति मिनट होनी चाहिए।

लाइटनिंग सर्ज प्रतिरक्षा परीक्षण के गंभीरता स्तर:

• स्तर 1: अच्छा संरक्षण वातावरण।
• स्तर 2: कुछ सुरक्षा वाला वातावरण।
• स्तर 3: साधारण विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप वातावरण, उपकरणों के लिए निर्दिष्ट विशेष स्थापना आवश्यकताओं के बिना, जैसे औद्योगिक कार्यस्थल।
• स्तर 4: गंभीर हस्तक्षेप वाला वातावरण, जैसे नागरिक ओवरहेड लाइनें या असुरक्षित उच्च-वोल्टेज सबस्टेशन।
• स्तर X: उपयोगकर्ता और निर्माता के बीच समझौते द्वारा निर्धारित किया जाता है।