स्विचिंग पावर सप्लाई सर्ज प्रोटेक्शन का सिद्धांत
सर्ज प्रोटेक्टिव डिवाइस (एसपीडी), जिसे सर्ज प्रोटेक्टर के रूप में भी जाना जाता है, एक नॉनलाइनियर सुरक्षात्मक उपकरण है जिसका उपयोग लाइव सिस्टम में क्षणिक ओवरवॉल्टेज को सीमित करने और डिस्चार्ज सर्ज करंट को निर्देशित करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग कम वोल्टेज वाले विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को बिजली के झटके, विद्युत चुम्बकीय दालों या परिचालन ओवरवॉल्टेज क्षति से बचाने के लिए किया जाता है। हाल के वर्षों में, इलेक्ट्रॉनिक सूचना प्रणालियाँ (जैसे टेलीविजन, टेलीफोन, संचार, कंप्यूटर नेटवर्क, आदि) तेजी से विकसित हुई हैं, और बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनिक सूचना उपकरण उभर कर लोकप्रिय हुए हैं। इस प्रकार के सिस्टम और उपकरण अक्सर महंगे और महत्वपूर्ण होते हैं, कम ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ और वोल्टेज स्तर का सामना करते हैं, जिससे वे बिजली के विद्युत चुम्बकीय दालों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हो जाते हैं। इसलिए, ओवरवॉल्टेज सुरक्षा के लिए एसपीडी का उपयोग किया जाना चाहिए।
एसपीडी का कार्य सिद्धांत
सर्ज प्रोटेक्टर 220/380V लो-वोल्टेज बिजली आपूर्ति की सुरक्षा के लिए उपयुक्त है और एक नॉनलाइनियर घटक है। आईईसी मानकों के अनुसार, सर्ज प्रोटेक्टर एक उपकरण है जिसका उपयोग मुख्य रूप से ट्रांसमिशन लाइन के ओवरवॉल्टेज और ओवरकरंट को दबाने के लिए किया जाता है। एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाने के लिए सर्ज रक्षक की बुनियादी आवश्यकता अपेक्षित बिजली के प्रवाह का सामना करना और सर्ज के अधिकतम क्लैंपिंग वोल्टेज के माध्यम से बिजली के प्रवाह के बाद उत्पन्न होने वाली विद्युत आवृत्ति निरंतर धारा को प्रभावी ढंग से बुझाना है। यह बिजली लाइन या सिग्नल ट्रांसमिशन लाइन में प्रवेश करने वाले तात्कालिक ओवरवॉल्टेज को वोल्टेज रेंज तक सीमित करता है जिसे उपकरण या सिस्टम झेल सकता है, या संरक्षित उपकरण या सिस्टम को प्रभाव से होने वाली क्षति से बचाने के लिए जमीन में मजबूत बिजली प्रवाह को छोड़ देता है।
सर्ज रक्षकों के प्रकार और संरचनाएं उनके अलग-अलग उपयोगों के अनुसार भिन्न होती हैं, लेकिन उनमें कम से कम एक नॉनलाइनियर वोल्टेज सीमित करने वाला तत्व होता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सर्ज प्रोटेक्टर्स में एमओवी (मेटलऑक्साइड वैरिस्टर्स) और गैस डिस्चार्ज ट्यूब शामिल हैं। विद्युत तरंगों में शक्तिशाली ऊर्जा होती है और इसे रोका नहीं जा सकता। इस कारण से, संवेदनशील विद्युत उपकरणों को उछाल से होने वाले नुकसान से बचाने की रणनीति उपकरण से उछाल को मोड़ना और फिर जमीन में प्रवाहित करना है।
सर्ज रक्षक एमओवी में तीन भाग होते हैं: बीच में एक धातु ऑक्साइड सामग्री, जो दो अर्धचालकों द्वारा बिजली की आपूर्ति और जमीन के तार से जुड़ी होती है। जब कोई उछाल आता है, तो MOV तुरंत 1-3 नैनोसेकंड के प्रतिक्रिया समय के साथ कार्य करता है। MOV में "V" एक रिओस्तात है। प्रतिक्रिया के समय, MOV का प्रतिरोध अपने अधिकतम मान से लगभग शून्य ओम तक गिर जाता है, और MOV के माध्यम से ओवरकरंट जमीन में प्रवाहित होता है। संरक्षित विद्युत उपकरण सामान्य ऑपरेटिंग वोल्टेज पर काम करना जारी रखता है। इसके अर्धचालक घटकों में वोल्टेज परिवर्तन के साथ प्रतिरोध बदलने का गुण होता है। जब वोल्टेज एक विशिष्ट मान से नीचे चला जाता है, तो अर्धचालक में इलेक्ट्रॉनों की गति उच्च प्रतिरोध उत्पन्न करती है। इसके विपरीत, जब वोल्टेज इस विशिष्ट मान से अधिक हो जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों की गति बदल जाएगी, और अर्धचालक प्रतिरोध लगभग शून्य ओम तक कम हो जाएगा। वोल्टेज सामान्य है, और सर्ज प्रोटेक्टर MOV बिजली लाइन को प्रभावित किए बिना किनारे पर निष्क्रिय है।
सर्ज सुरक्षात्मक उपकरणों (एमओवी) के फायदे और नुकसान के लिए संकेतक:
(1) क्लैंपिंग वोल्टेज: वोल्टेज मान का प्रतिनिधित्व करता है जो एमओवी को ग्राउंड वायर से कनेक्ट करने का कारण बनेगा। क्लैम्पिंग वोल्टेज जितना कम होगा, सुरक्षा प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।
(2) ऊर्जा अवशोषण/अपव्यय क्षमता: यह नाममात्र मूल्य दर्शाता है कि जूल में जलने से पहले सर्ज रक्षक कितनी ऊर्जा अवशोषित कर सकता है। मूल्य जितना अधिक होगा, सुरक्षा प्रदर्शन उतना ही बेहतर होगा।
(3) प्रतिक्रिया समय: सर्ज रक्षक तुरंत डिस्कनेक्ट नहीं होते हैं, और सर्ज के प्रति उनकी प्रतिक्रिया में थोड़ी देरी होगी।
एक अन्य सामान्य सर्ज सुरक्षा उपकरण गैस डिस्चार्ज ट्यूब है। इन गैस डिस्चार्ज ट्यूबों में एमओवी के समान कार्य होता है, जो लाइव तार से अतिरिक्त धारा को जमीन के तार तक ले जाता है, और दो तारों के बीच एक कंडक्टर के रूप में अक्रिय गैस का उपयोग करके इस कार्य को प्राप्त करता है। जब वोल्टेज एक विशिष्ट सीमा के भीतर होता है, तो गैस की संरचना यह निर्धारित करती है कि यह एक खराब कंडक्टर है। यदि वोल्टेज बढ़ता है और इस सीमा से अधिक हो जाता है, तो करंट की ताकत गैस को आयनित करने के लिए पर्याप्त होगी, जिससे गैस डिस्चार्ज ट्यूब एक बहुत अच्छा कंडक्टर बन जाएगा। जब तक वोल्टेज सामान्य स्तर पर वापस नहीं आ जाता, यह ग्राउंड वायर में करंट प्रवाहित करेगा, और फिर एक दोषपूर्ण कंडक्टर बन जाएगा।
