سوئچنگ پاور سپلائیز کے لیے سرج پروٹیکشن کا اصول
سرج پروٹیکٹیو ڈیوائس (SPD) جسے سرج پروٹیکٹر بھی کہا جاتا ہے، ایک غیر لکیری حفاظتی آلہ ہے جو لائیو سسٹمز میں عارضی اوور وولٹیج کو محدود کرنے اور ڈسچارج سرج کرنٹ کی رہنمائی کے لیے استعمال ہوتا ہے، اور کم وولٹیج کی سطح کے ساتھ برقی آلات کی حفاظت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے یا الیکٹرانک سسٹمز۔ بجلی گرنے اور بجلی کی برقی مقناطیسی دالوں یا آپریٹنگ اوور وولٹیج کے نقصان سے محفوظ۔ حالیہ برسوں میں، الیکٹرانک انفارمیشن سسٹم (جیسے ٹیلی ویژن، ٹیلی فون، کمیونیکیشن، کمپیوٹر نیٹ ورک، وغیرہ) نے تیزی سے ترقی کی ہے، اور الیکٹرانک معلوماتی آلات کی ایک بڑی تعداد ابھر کر سامنے آئی ہے اور مقبول ہوئی ہے۔ ایسے نظام اور آلات اکثر مہنگے اور اہم ہوتے ہیں، اور ان کا کام کرنے والا وولٹیج اور برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح بہت کم ہوتی ہے، اس لیے وہ بجلی کی برقی مقناطیسی دھڑکنوں کے لیے انتہائی خطرے سے دوچار ہوتے ہیں۔ لہذا، وولٹیج کے تحفظ کے لیے SPD کی ضرورت ہے۔
مختلف ممالک کی طرف سے پیروی کیے گئے مختلف معیارات کی وجہ سے، مصنوعات کی وضاحتیں متحد نہیں ہیں، اور پیرامیٹر کی شناخت کا بھی اپنا زور ہے، جو کہ دیگر برقی مصنوعات کی وضاحتوں سے کہیں کمتر ہے، جس سے ڈیزائن اور انتخاب میں بہت زیادہ تکلیف ہوتی ہے۔ انجینئرنگ ڈیزائن میں، عام برانڈز کو مقامی مصنوعات، یورپی مصنوعات اور امریکی مصنوعات میں اصل جگہ کے مطابق تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ گھریلو مصنوعات کی پیرامیٹر سیٹنگز انتشار کی حامل ہیں، مختلف وضاحتیں اور زیادہ بقایا دباؤ کے ساتھ۔ معیاری مصنوعات کی کچھ ماڈل سیٹنگیں یورپی مصنوعات کی نقل کرتی ہیں، اور کچھ قومی کیلیبریشن پیرامیٹرز کی پیروی کرتی ہیں۔ زیادہ تر پروڈکٹس ان اور آئی میکس کے ساتھ نشان زد ہیں۔ چونکہ گھریلو مصنوعات میں ایپلی کیشن سائٹس کے لیے نسبتاً کم تقاضے ہوتے ہیں، عمارت کے کم درجات، اور بڑے آلات وولٹیج کی قدروں کو برداشت کرتے ہیں، اس لیے کچھ پیرامیٹر کی ضروریات کو مناسب طریقے سے نرم کیا جا سکتا ہے۔
یورپی مصنوعات عام طور پر زیادہ سے زیادہ ڈسچارج کرنٹ کو نشان زد کرتی ہیں، اور پروڈکٹ ماڈل بھی اس پیرامیٹر کے مطابق سیٹ کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک مشہور یورپی برانڈ کی XXX65 اور XXX40، اقدار 65 اور 40 Imax ہیں۔ تاہم، چینی معیار واضح طور پر یہ بتاتا ہے کہ برائے نام خارج ہونے والے کرنٹ In کو قسم کے انتخاب کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے، جو اس وقت انجینئرنگ ڈیزائن میں ایک شرمناک صورتحال کا سامنا ہے۔ مصنوعات کی معلومات کو چیک کرنے کے بعد، XX65 کی قیمت 20kA سے زیادہ نہیں ہے، اور XX40 کی قیمت 15kA سے زیادہ نہیں ہے۔ GB50343 کی تجویز کردہ قیمت کے مطابق، یہ دونوں مصنوعات صرف آلات کے ٹرمینل کے تیسرے درجے کے تحفظ کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں، لیکن اصل ڈیزائن میں، یہ پہلی اور دوسری سطح پر نصب ہیں، جو ظاہر ہے کہ انتخاب کے پیرامیٹرز سے مطابقت نہیں رکھتی ہیں۔ قومی معیار کے، اور بقایا وولٹیج زیادہ، عام ماڈل عام طور پر 1200V سے زیادہ ہوتے ہیں، ایک بار جب وائرنگ کا ماحول اچھا نہیں ہوتا ہے، تو سامان کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی قدر سے تجاوز کرنا آسان ہوتا ہے۔ عام طور پر، یورپی مصنوعات کی Uc قدر چھوٹی ہوتی ہے، اور لائن وولٹیج کو موقع پرستی کے طور پر نشان زد کیا جاتا ہے، اس لیے ماڈل کا انتخاب کرتے وقت گمراہ کن ہونا آسان ہے۔
SPDs کیسے کام کرتے ہیں۔
سرج محافظ 220/380V کم وولٹیج پاور سپلائی کے تحفظ کے لیے موزوں ہے۔ یہ ایک غیر لکیری جزو ہے۔ IEC معیار کے مطابق، سرج پروٹیکٹر ایک ایسا آلہ ہے جو بنیادی طور پر چلائی گئی لائن کے اوور وولٹیج اور اوور کرنٹ کو دباتا ہے۔ سرج محافظ ایک حفاظتی کردار ادا کرتا ہے۔ بنیادی ضرورت یہ ہے کہ اسے بجلی کے اس کرنٹ کو برداشت کرنا چاہیے جس سے گزرنے کی توقع کی جاتی ہے، اور اضافے کے زیادہ سے زیادہ کلیمپنگ وولٹیج کے ذریعے، یہ بجلی کے کرنٹ کے گزرنے کے بعد پیدا ہونے والے پاور فریکوئنسی کے مسلسل بہاؤ کو مؤثر طریقے سے بجھا سکتا ہے، اور فوری طور پر ہونے والے نقصان کو روک سکتا ہے۔ پاور لائن اور سگنل ٹرانسمیشن لائن میں اضافہ۔ اوور وولٹیج وولٹیج کی حد کے اندر محدود ہے جسے سامان یا نظام برداشت کر سکتا ہے، یا طاقتور بجلی کا کرنٹ زمین پر لیک ہو جاتا ہے تاکہ محفوظ آلات یا نظام کو اثرات کی وجہ سے ہونے والے نقصان سے بچایا جا سکے۔
سرج محافظوں کی قسم اور ساخت مختلف مقاصد کے مطابق مختلف ہوتی ہے، لیکن کم از کم ایک نان لائنر وولٹیج محدود کرنے والا عنصر شامل ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے سرج محافظوں میں MOV (میٹل آکسائیڈ وریسٹر) اور گیس ڈسچارج ٹیوبیں شامل ہیں۔ بجلی کے اضافے میں بہت زیادہ توانائی ہوتی ہے اور اسے روکا نہیں جا سکتا۔ اس وجہ سے، حساس برقی آلات کو برقی لہروں سے ہونے والے نقصان سے بچانے کی حکمت عملی یہ ہے کہ اضافے کو آلات سے دور اور زمین میں پھینک دیا جائے۔
سرج پروٹیکٹر MOV تین حصوں پر مشتمل ہے: درمیانی حصہ دھاتی آکسائیڈ مواد ہے، اور دو سیمی کنڈکٹرز پاور اور گراؤنڈ سے جڑے ہوئے ہیں۔ جب اضافہ ہوتا ہے تو، MOV فوری طور پر کام کرتا ہے، اور ردعمل کا وقت 1 سے 3 نینو سیکنڈ ہوتا ہے۔ MOV میں "V" ایک ریوسٹیٹ ہے۔ ردعمل کے وقت، MOV کی مزاحمت زیادہ سے زیادہ قدر سے تقریباً صفر اوہم تک گر جاتی ہے، اور اوور کرنٹ MOV کے ذریعے زمین میں بہتا ہے۔ محفوظ برقی آلات معمول کے کام کرنے والے وولٹیج کے تحت کام کرتے رہتے ہیں۔ اس کے سیمی کنڈکٹر عناصر میں وولٹیج کی تبدیلی کے ساتھ مزاحمت کو تبدیل کرنے کی خاصیت ہے۔ جب وولٹیج ایک خاص قدر سے کم ہو تو سیمی کنڈکٹر میں الیکٹران کی حرکت ایک اعلی مزاحمت پیدا کرتی ہے۔ اس کے برعکس، جب وولٹیج اس مخصوص قدر سے زیادہ ہو جاتا ہے، الیکٹران کی حرکت بدل جاتی ہے اور سیمی کنڈکٹر کی مزاحمت صفر اوہم کے قریب کم ہو جاتی ہے۔ وولٹیج نارمل ہے، اور سرج پروٹیکٹر MOV بیکار ہے، جو پاور لائن کو متاثر نہیں کرتا ہے۔
سرج محافظ MOV کے فوائد اور نقصانات کے اشارے: (1) کلیمپنگ وولٹیج: وولٹیج کی قدر کی نشاندہی کرتا ہے جس کی وجہ سے MOV زمین سے جڑے گا۔ کلیمپنگ وولٹیج جتنا کم ہوگا، تحفظ کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔ (2) توانائی کو جذب کرنے/کھسنے کی صلاحیت: یہ معمولی قدر اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ سرج پروٹیکٹر کتنی توانائی جذب کر سکتا ہے اس کے جل جانے سے پہلے، جولز میں۔ قدر جتنی زیادہ ہوگی، تحفظ کی کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔ (3) رسپانس ٹائم: سرج پروٹیکٹرز فوری طور پر منقطع نہیں ہوتے ہیں، انہیں اضافے کا جواب دینے میں تھوڑی تاخیر ہوتی ہے۔
ایک اور عام سرج پروٹیکشن ڈیوائس گیس ڈسچارج ٹیوب ہے۔ یہ گیس ڈسچارج ٹیوبیں MOVs جیسا ہی کام کرتی ہیں، وہ دو تاروں کے درمیان ایک غیر فعال گیس کو بطور موصل استعمال کرتے ہوئے اضافی کرنٹ کو زندہ سے زمین پر منتقل کرتی ہیں۔ جب وولٹیج ایک مخصوص رینج میں ہوتا ہے، تو گیس کی ساخت اس بات کا تعین کرتی ہے کہ یہ ناقص موصل ہے۔ اگر وولٹیج اس حد سے آگے بڑھ جائے تو کرنٹ اتنا مضبوط ہوگا کہ گیس کو آئنائز کر سکے، جس سے گیس ڈسچارج ٹیوب بہت اچھا موصل بن جائے گی۔ یہ کرنٹ کو زمین پر اس وقت تک چلاتا ہے جب تک کہ وولٹیج نارمل سطح پر واپس نہ آجائے، پھر دوبارہ خراب کنڈکٹر بن جائے۔
(1) پاور لائن ایس پی ڈی
چونکہ بجلی گرنے کی توانائی بہت زیادہ ہوتی ہے، اس لیے ضروری ہے کہ بجلی گرنے کی توانائی کو درجہ بندی کے طریقہ کار کے ذریعے قدم بہ قدم زمین پر چھوڑا جائے۔ ڈائریکٹ لائٹنگ نان پروٹیکشن زون (LPZ0A) میں یا ڈائریکٹ لائٹنگ پروٹیکشن زون (LPZ0B) اور پہلے پروٹیکشن زون (LPZ1) کے سنگم پر، سرج پروٹیکٹر لگائیں یا ایک وولٹیج کو محدود کرنے والا سرج محافظ جس نے کلاس I کی درجہ بندی کا امتحان پہلے کے طور پر پاس کیا ہے تحفظ کی پہلی سطح براہ راست بجلی کا کرنٹ خارج کرنا ہے، یا جب بجلی کی ترسیل کی لائن براہ راست بجلی سے ٹکراتی ہے، تو یہ ہونے والی بڑی توانائی کو خارج کر دے گا۔ پہلے پروٹیکشن زون کے بعد ہر ڈویژن کے جنکشن پر وولٹیج کو محدود کرنے والا سرج پروٹیکٹر انسٹال کریں (بشمول LPZ1 ایریا) دوسرے، تیسرے یا اعلی سطح کے تحفظ کے طور پر۔ دوسرے درجے کا محافظ پچھلے درجے کے محافظ کے بقایا وولٹیج اور علاقے میں بجلی کے جھٹکے کے لیے ایک حفاظتی آلہ ہے۔ جب سامنے کی سطح پر بجلی کا ایک بڑا جھٹکا توانائی جذب ہوتا ہے، تب بھی ایک حصہ ایسا ہوتا ہے جو آلات یا تیسرے درجے کے محافظ کے لیے کافی بڑا ہوتا ہے۔ توانائی کو منتقل کیا جائے گا اور اسے دوسرے درجے کے محافظ کے ذریعہ مزید جذب کرنے کی ضرورت ہے۔ ایک ہی وقت میں، پہلے درجے کی بجلی کے تحفظ کے آلے سے گزرنے والی ٹرانسمیشن لائن بجلی کی برقی مقناطیسی پلس تابکاری کو بھی آمادہ کرے گی۔ جب لائن کافی لمبی ہوتی ہے، تو حوصلہ افزائی بجلی کی توانائی کافی بڑی ہو جاتی ہے، جس سے بجلی کی توانائی کو مزید خارج کرنے کے لیے دوسرے درجے کے محافظ کی ضرورت ہوتی ہے۔ تیسرے درجے کا محافظ دوسرے درجے کے محافظ سے گزرنے والی بجلی کی بقایا توانائی کی حفاظت کرتا ہے۔ محفوظ آلات کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح کے مطابق، اگر دو سطحی بجلی کا تحفظ سامان کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح سے کم وولٹیج کو محدود کر سکتا ہے، تو صرف دو سطحوں کے تحفظ کی ضرورت ہے۔ اگر سامان کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح کم ہے، چار درجے یا اس سے بھی زیادہ تحفظ کی سطح۔
سگنل لائن SPD
انفارمیشن سسٹم کے وسیع اطلاق کے ساتھ، بڑی تعداد میں نیٹ ورک لائنوں اور الیکٹرانک آلات کی کم برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح کی وجہ سے، بجلی کے جھٹکے انفارمیشن سسٹم کے لیے زیادہ سے زیادہ نقصان دہ ہیں۔ انفارمیشن سسٹم کو بجلی کا نقصان بنیادی طور پر بجلی کی برقی مقناطیسی نبض کی وجہ سے ہوتا ہے، جس میں لائن کے ساتھ ہونے والی بجلی کی اوور وولٹیج لہر، زمینی تار پر بجلی کے کرنٹ سے پیدا ہونے والا اعلی ممکنہ جوابی حملہ، بجلی کی برقی مقناطیسی انڈکشن اور الیکٹرو میگنیٹک انڈکشن شامل ہیں۔ برقی مقناطیسی میدان برقی مقناطیسی دالوں کے حفاظتی اقدامات میں مداخلت، شنٹنگ، ایکوپوٹینشل بانڈنگ، شیلڈنگ، گراؤنڈنگ، اور معقول وائرنگ شامل ہیں۔ سگنل لائن پر SPD کو انسٹال کرنا انفارمیشن سسٹم کے لیے برقی مقناطیسی دالوں کو روکنے کے لیے ایک اہم اقدام ہے۔ یہ بیک وقت مداخلت، شنٹنگ، اور ایکوپوٹینشل بانڈنگ کا کردار ادا کر سکتا ہے۔ سگنل لائن SPD کو محفوظ آلات کے سگنل پورٹ سے منسلک کیا جانا چاہیے۔ اس کا آؤٹ پٹ ٹرمینل محفوظ آلات کی بندرگاہ سے جڑا ہوا ہے، جسے سیریل کنکشن اور متوازی کنکشن میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اور عام طور پر سگنل لائن پر سیریز میں نصب ہوتا ہے۔ لہذا، سگنل SPD کا انتخاب کرتے وقت، چھوٹے اندراج نقصان کے ساتھ SPD کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔
