સર્જ પ્રોટેક્ટર સર્કિટ બ્રેકરનો સિદ્ધાંત અને ડિઝાઇન

સર્જ પ્રોટેક્ટર સર્કિટ બ્રેકર વાસ્તવમાં તે છે જેને આપણે સામાન્ય રીતે સર્જ પ્રોટેક્ટર ડિવાઇસ કહીએ છીએ, જેને લાઈટનિંગ સર્જ પ્રોટેક્ટર પણ કહેવાય છે.તે એક પ્રકારનું સાધન અથવા સર્કિટ છે જે વિવિધ વિદ્યુત ઉપકરણો, સાધનો અને સંચાર સર્કિટ માટે સલામતી સુરક્ષા પ્રદાન કરે છે.તેનો ઉપયોગ એસી ગ્રીડ વચ્ચેના ઉછાળા અથવા પીક વોલ્ટેજને શોષવા માટે થાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે તે જે સાધનો અથવા સર્કિટનું રક્ષણ કરે છે તેને નુકસાન ન થાય.
સર્જ પ્રોટેક્ટર સર્કિટ બ્રેકર હજારો વોલ્ટના વોલ્ટેજ સર્જ અથવા સ્પાઇક્સને હેન્ડલ કરી શકે છે, અલબત્ત, આ પસંદ કરેલ સર્જ પ્રોટેક્ટરના પરિમાણો અને વિશિષ્ટતાઓ પર આધારિત છે.વપરાશકર્તાના ઉપયોગના દૃશ્યના આધારે, કેટલાક સો વોલ્ટને સમર્પિત spd સર્જ પ્રોટેક્ટર પણ છે.સર્જ પ્રોટેક્ટર ત્વરિતમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સનો સામનો કરી શકે છે, પરંતુ સ્પાઇક વોલ્ટેજનો સમયગાળો ખૂબ લાંબો હોઈ શકતો નથી, અન્યથા વધુ પડતા ઉર્જા શોષણને કારણે રક્ષક ગરમ થશે અને બળી જશે.

સર્જ શું છે?

સર્જ એ એક પ્રકારનું ક્ષણિક દખલ છે.અમુક શરતો હેઠળ, પાવર ગ્રીડ પરનું ત્વરિત વોલ્ટેજ રેટ કરેલ સામાન્ય વોલ્ટેજની શ્રેણી કરતાં વધી જાય છે.સામાન્ય રીતે, આ ક્ષણિક ખૂબ લાંબો સમય ચાલશે નહીં, પરંતુ તેમાં ખૂબ જ ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર હોઈ શકે છે.તે એક સેકન્ડના માત્ર દસ લાખમા ભાગમાં અચાનક ઊંચો હોઈ શકે છે.ઉદાહરણ તરીકે, વીજળીનો ક્ષણ, ઇન્ડક્ટિવ લોડ્સને ડિસ્કનેક્ટ કરવા અથવા મોટા લોડ્સને કનેક્ટ કરવાથી પાવર ગ્રીડ પર મોટી અસર પડશે.મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, જો પાવર ગ્રીડ સાથે જોડાયેલા સાધનો અથવા સર્કિટમાં વધારાના રક્ષણના પગલાં ન હોય, તો ઉપકરણને નુકસાન પહોંચાડવું સરળ છે, અને નુકસાનની ડિગ્રી ઉપકરણના વોલ્ટેજ સ્તરનો સામનો કરવા સાથે સંબંધિત હશે.

સામાન્ય કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પરીક્ષણ બિંદુ પર વોલ્ટેજ 500V ની સ્થિર સ્થિતિમાં જાળવવામાં આવે છે.જો કે, જો સ્વિચ q અચાનક ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય, તો ઇન્ડક્ટિવ કરંટના અચાનક ફેરફારને કારણે રિવર્સ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ ઇફેક્ટને કારણે ટેસ્ટ પોઇન્ટ પર ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો વધારો થશે.

બે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ

1. પ્રથમ-સ્તરના સર્જ પ્રોટેક્ટર

ફર્સ્ટ-લેવલ સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ સામાન્ય રીતે ઘર અથવા બિલ્ડિંગના પ્રવેશદ્વાર પર ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે.તે પ્રવેશ કનેક્શન પોઈન્ટથી તમામ સાધનોને સર્જેસ દ્વારા સતાવણીથી સુરક્ષિત કરશે.સામાન્ય રીતે, પ્રથમ-સ્તરના સર્જ પ્રોટેક્ટરની ક્ષમતા અને વોલ્યુમ બંને હોય છે તે ખૂબ જ મોટું અને ખર્ચાળ છે, પરંતુ તે આવશ્યક છે.

2. સેકન્ડ-લેવલ સર્જ પ્રોટેક્ટર

બીજા સ્તરના સર્જ પ્રોટેક્ટરની ક્ષમતા પહેલા સ્તર જેટલી મોટી નથી અને તે ઓછી ઉર્જા શોષી લે છે, પરંતુ તે ખૂબ જ પોર્ટેબલ છે.તે સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રિક સાધનોના એક્સેસ પોઈન્ટ પર સ્થાપિત થાય છે, જેમ કે સોકેટ, અથવા તો સાધનસામગ્રી માટે ગૌણ સુરક્ષા ક્ષમતા પ્રદાન કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક સાધનોના પાવર બોર્ડના આગળના છેડે સંકલિત કરવામાં આવે છે.

નીચેની આકૃતિ એ સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસના ઇન્સ્ટોલેશનનું એક સરળ યોજનાકીય આકૃતિ છે:

સામાન્ય સેકન્ડરી સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ

ઘણા લોકો માટે, સેકન્ડરી સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ વિશે થોડું જાણીતું છે, કારણ કે તેમાંના મોટાભાગના પાવર બોર્ડ પર સંકલિત છે.કહેવાતા પાવર બોર્ડ એ ઘણીવાર ઘણા ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના ઇનપુટનો આગળનો છેડો હોય છે, સામાન્ય રીતે એસી-એસી, એસી-ડીસી સર્કિટ પણ એક સર્કિટ છે જે સીધા સોકેટમાં પ્લગ થયેલ હોય છે.પાવર બોર્ડ પર રચાયેલ લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન સર્કિટની સૌથી મહત્વની ભૂમિકા એ છે કે ઉછાળાની ઘટનામાં સમયસર રક્ષણ પૂરું પાડવું, જેમ કે સર્કિટને કાપી નાખવું અથવા સર્જ વોલ્ટેજ, કરંટને શોષી લેવું.
સેકન્ડરી સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટનો બીજો પ્રકાર, જેમ કે UPS (અનટરપ્ટીબલ પાવર સપ્લાય), કેટલાક જટિલ UPS પાવર સપ્લાયમાં બિલ્ટ-ઇન સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ હશે, જે સામાન્ય પાવર સપ્લાય બોર્ડ પર સર્જ પ્રોટેક્ટરની જેમ જ કાર્ય કરે છે.

સર્જ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ કેવી રીતે કામ કરે છે?

એક સર્જ પ્રોટેક્ટર છે, જે સર્જ વોલ્ટેજ થાય ત્યારે સમયસર વીજ પુરવઠો કાપી નાખશે.આ પ્રકારના સર્જ પ્રોટેક્ટર ખૂબ જ બુદ્ધિશાળી અને જટિલ છે.અને અલબત્ત તે પ્રમાણમાં ખર્ચાળ છે, અને તેનો સામાન્ય રીતે ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.આ પ્રકારના સર્જ પ્રોટેક્ટર સામાન્ય રીતે વોલ્ટેજ સેન્સર, કંટ્રોલર અને લેચથી બનેલા હોય છે.વોલ્ટેજ સેન્સર મુખ્યત્વે પાવર ગ્રીડ વોલ્ટેજમાં વધારાની વધઘટ છે કે કેમ તેનું નિરીક્ષણ કરે છે.કંટ્રોલર વોલ્ટેજ સેન્સરના સર્જ વોલ્ટેજ સિગ્નલને વાંચે છે અને જ્યારે તેને સર્જ સિગ્નલ તરીકે ગણવામાં આવે ત્યારે એક્ટ્યુએટર કંટ્રોલ સર્કિટના ઓન-ઓફ તરીકે લેચને સમયસર નિયંત્રિત કરે છે.
સર્જ પ્રોટેક્ટર સર્કિટનો બીજો પ્રકાર છે, જે જ્યારે ઉછાળો આવે ત્યારે સર્કિટને કાપી નાખતું નથી, પરંતુ તે સર્જ વોલ્ટેજને ક્લેમ્પ કરે છે અને સર્જ ઊર્જાને શોષી લે છે.આ સામાન્ય રીતે સર્કિટ બોર્ડમાં બાંધવામાં આવે છે, જેમ કે સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટમાં આ પ્રકારના સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ હશે.નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે સર્કિટ સામાન્ય રીતે છે:

સર્જ પ્રોટેક્ટર 1, લાઇવ લાઇન અને ન્યુટ્રલ લાઇન, એટલે કે, ડિફરન્સિયલ મોડ સપ્રેશન સર્કિટ વચ્ચેની સીમા પાર.સર્જ પ્રોટેક્ટર 2 અને 3 અનુક્રમે પૃથ્વી સાથે જીવંત વાયર અને પૃથ્વી સાથે તટસ્થ વાયર સાથે જોડાયેલા છે, જે સામાન્ય મોડ સપ્રેસન છે.ડિફરન્શિયલ મોડ સર્જ ડિવાઇસનો ઉપયોગ લાઇવ વાયર અને ન્યુટ્રલ વાયર વચ્ચેના સર્જ વોલ્ટેજને ક્લેમ્પ અને શોષવા માટે થાય છે.એ જ રીતે, સામાન્ય મોડ સર્જ ઉપકરણનો ઉપયોગ પૃથ્વી પરના તબક્કાના વાયરના સર્જ વોલ્ટેજને ક્લેમ્પ કરવા માટે થાય છે.સામાન્ય રીતે, ઓછા માંગવાળા વધારાના ધોરણો માટે સર્જ પ્રોટેક્ટર 1 ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે તે પૂરતું છે, પરંતુ કેટલાક માગણીવાળા પ્રસંગો માટે, સામાન્ય મોડ સર્જ પ્રોટેક્શન ઉમેરવું આવશ્યક છે.

વોલ્ટેજ સર્જનું મૂળ

ત્યાં ઘણા પરિબળો છે જે સર્જ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, સામાન્ય રીતે વીજળીની હડતાલ, કેપેસિટર ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ, રેઝોનન્ટ સર્કિટ, ઇન્ડક્ટિવ સ્વિચિંગ સર્કિટ્સ, મોટર ડ્રાઇવ ઇન્ટરફેન્સ વગેરે. પાવર ગ્રીડ પર સર્જ વોલ્ટેજ દરેક જગ્યાએ હોવાનું કહી શકાય.તેથી, સર્કિટમાં સર્જ પ્રોટેક્ટરની રચના કરવી ખૂબ જ જરૂરી છે.

ઉછાળાનો પ્રચાર કરતું માધ્યમ

માત્ર યોગ્ય પ્રચાર માધ્યમ સાથે, સર્જ વોલ્ટેજમાં ઇલેક્ટ્રિક સાધનોનો નાશ કરવાની તક હોય છે.

પાવર લાઈન-પાવર લાઈન એ સર્જેસ ફેલાવવા માટેનું સૌથી મહત્વનું અને સીધું માધ્યમ છે, કારણ કે લગભગ તમામ વિદ્યુત ઉપકરણો પાવર લાઈન દ્વારા સંચાલિત છે, અને પાવર લાઈન વિતરણ નેટવર્ક સર્વવ્યાપી છે.

રેડિયો તરંગો - વાસ્તવમાં, મુખ્ય પ્રવેશદ્વાર એ એન્ટેના છે, જે વાયરલેસ સર્જેસ અથવા લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઇક્સ પ્રાપ્ત કરવા માટે સરળ છે, જે ત્વરિતમાં વિદ્યુત ઉપકરણોને તોડી શકે છે.જ્યારે વીજળી એન્ટેના પર પડે છે, ત્યારે તે રેડિયો ફ્રીક્વન્સી રીસીવરમાં ઘૂસી જાય છે.

ઓલ્ટરનેટર- ઓટોમોટિવ ઈલેક્ટ્રોનિક્સના ક્ષેત્રમાં, વોલ્ટેજ સર્જને પણ ભારપૂર્વક વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવશે.ઘણી વખત જ્યારે અલ્ટરનેટરમાં જટિલ વધઘટ હોય છે, ત્યારે મોટો ઉછાળો વોલ્ટેજ જનરેટ થશે.

ઇન્ડક્ટિવ સર્કિટ - જ્યારે ઇન્ડક્ટરના બંને છેડા પરનો વોલ્ટેજ અચાનક બદલાય છે, ત્યારે મોટાભાગે સર્જ વોલ્ટેજ જનરેટ થાય છે.

સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવી

સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ ડિઝાઇન કરવી મુશ્કેલ નથી.હકીકતમાં, બિલ્ટ-ઇન સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ ડિઝાઇન કરવા માટે, સૌથી સરળ રીત માટે માત્ર એક ઘટકની જરૂર છે, એટલે કે, MOV વેરિસ્ટર અથવા ક્ષણિક ડાયોડ TVS.નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, સર્જ પ્રોટેક્ટર 1-3 વેરિસ્ટોર્સ MOV અથવા TVS હોઈ શકે છે.

કેટલીકવાર, IEC સ્ટાન્ડર્ડને પહોંચી વળવા માટે AC પાવર લાઇનની ન્યુટ્રલ લાઇન વચ્ચે સમાંતર MOV વેરિસ્ટરને જોડવું જ જરૂરી છે.ઘણી એપ્લિકેશન્સમાં, ઉચ્ચ ઉછાળાની માનક જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે તે જ સમયે શૂન્ય લાઇવ વાયર અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચે સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટ ઉમેરવી જરૂરી છે, ઉદાહરણ તરીકે, જરૂરિયાત 4KV કરતાં વધુ છે.

Varistor MOV માટે સર્જ પ્રોટેક્ટર

MOV ની મૂળભૂત લાક્ષણિકતાઓ

1. MOV નો અર્થ છે મેટલ ઓક્સાઇડ વેરિસ્ટર, મેટલ ઓક્સાઇડ રેઝિસ્ટર, તેની પ્રતિકાર કિંમત સમગ્ર રેઝિસ્ટરના વોલ્ટેજ અનુસાર બદલાશે.તે સામાન્ય રીતે એસી પાવર ગ્રીડ વચ્ચે વધારાના વોલ્ટેજ સાથે કામ કરવા માટે વપરાય છે.
2. MOV એ વોલ્ટેજ પર આધારિત એક વિશિષ્ટ ઉપકરણ છે.
3. જ્યારે MOV કામ કરે છે, ત્યારે તેની લાક્ષણિકતાઓ ડાયોડ જેવી જ હોય ​​છે, બિન-રેખીય અને ઓહ્મના નિયમ માટે યોગ્ય નથી, પરંતુ તેના વોલ્ટેજ અને વર્તમાન લાક્ષણિકતાઓ દ્વિદિશીય હોય છે, જ્યારે ડાયોડ્સ યુનિડાયરેક્શનલ હોય છે.
4. તે દ્વિપક્ષીય TVS ડાયોડ જેવું છે.
5. જ્યારે સમગ્ર વેરિસ્ટરમાં વોલ્ટેજ ક્લેમ્પ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચતું નથી, ત્યારે તે ઓપન સર્કિટ સ્થિતિમાં હોય છે.

સર્જ પ્રોટેક્શન સર્કિટમાં વેરિસ્ટરનું સ્થાન પસંદગી

વેરિસ્ટર એ સર્જ પ્રોટેક્ટરમાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે.ડિઝાઇન કરતી વખતે, ખાતરી કરો કે તે ઇનપુટ છેડે ફ્યુઝની શક્ય તેટલી નજીક છે, નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે.આ રીતે, તે સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે કે જ્યારે ઉછાળો આવે છે ત્યારે ફ્યુઝ સમયસર ઉડી શકે છે, અને તે પછીની સર્કિટ ખુલ્લી સ્થિતિમાં હોય છે જેથી વધારાના પ્રવાહને કારણે વધુ નુકસાન અથવા આગ પણ ટાળી શકાય.