سرج حفاظتی آلات کا انتخاب

01 سرج حفاظتی آلات کی تعریف اور درجہ بندی

1. سرج پروٹیکٹیو ڈیوائس کی تعریف
ایک سرج پروٹیکٹو ڈیوائس (SPD) ایک غیر-لکیری حفاظتی آلہ ہے جو لائیو الیکٹریکل سسٹمز میں عارضی اوور وولٹیجز کو محدود کرنے اور سرج کرنٹ کو موڑنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ الیکٹریکل یا الیکٹرانک سسٹمز کو بجلی گرنے، اوور وولٹیجز کو تبدیل کرنے، اور داخل ہونے والے کرنٹ سے ہونے والے نقصان سے بچانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

2. اضافے کے حفاظتی آلات کی درجہ بندی
SPDs کو ان کے غیر- لکیری اجزاء کی خصوصیات کی بنیاد پر یا مختلف سسٹمز میں ان کی مخصوص درخواست کی ضروریات کے مطابق درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔

2.1 غیر-لکیری اجزاء کی خصوصیات پر مبنی درجہ بندی
(1) وولٹیج سوئچنگ کی قسم SPD:
عام حالات میں زیادہ رکاوٹ کی نمائش کرتا ہے اور وولٹیج میں اضافے کی صورت میں کم رکاوٹ پر سوئچ کرتا ہے۔ عام اجزاء میں چنگاری گیپس، گیس ڈسچارج ٹیوب، سلیکون-کنٹرولڈ ریکٹیفائرز (SCRs) یا ٹرائیکس شامل ہیں۔ اسے "کروبار ٹائپ" ایس پی ڈی کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، اس میں متضاد وولٹیج اور موجودہ خصوصیات شامل ہیں۔

(2) وولٹیج کی حد بندی کی قسم SPD:
سرج کرنٹ اور وولٹیج میں اضافے کے ساتھ مائبادا مسلسل کم ہونے کے ساتھ، عام حالات میں زیادہ رکاوٹ کی نمائش کرتا ہے۔ عام اجزاء میں میٹل آکسائڈ ویریسٹرز (MOVs) اور دبانے والے ڈایڈس شامل ہیں۔ "کلیمنگ ٹائپ" SPD کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، یہ مسلسل وولٹیج اور موجودہ خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔

(3) امتزاج کی قسم SPD:
وولٹیج سوئچنگ اور وولٹیج کو محدود کرنے والے اجزاء دونوں پر مشتمل ہے۔ اس کی خصوصیات وولٹیج سوئچنگ کی قسم، وولٹیج کو محدود کرنے والی قسم، یا دونوں کے امتزاج کے طور پر ظاہر ہو سکتی ہیں، لاگو وولٹیج پر منحصر ہے۔

2.2 مختلف نظاموں میں درخواست کی ضروریات کی بنیاد پر درجہ بندی
ان کے مقصد کے مطابق، SPDs کو ان میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے: پاور سسٹم SPDs، سگنل سسٹم SPDs، اور اینٹینا فیڈر سسٹم SPDs۔

 

سرج حفاظتی آلات کے انتخاب کے لیے 02 کلیدی پیرامیٹرز

1. SPD ٹیسٹ کے زمرے کا انتخاب
SPD ٹیسٹ کے زمروں کو تین اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: کلاس I، کلاس II، اور کلاس III۔ عام طور پر، کلاس I یا کلاس II SPDs کو مین ڈسٹری بیوشن کیبنٹ میں استعمال کیا جاتا ہے۔ کلاس II یا کلاس III SPDs ذیلی-ڈسٹری بیوشن پینلز اور ڈاؤن اسٹریم ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔ وضاحتیں اس کی وضاحت اس طرح کرتی ہیں:

(1) کسی عمارت میں داخل ہونے والی AC پاور سپلائی لائنوں کے لیے، LPZ0A یا LPZ0B اور LPZ1 (مثال کے طور پر، مین ڈسٹری بیوشن کیبنٹ) کے درمیان حدود میں، ایک کلاس I یا کلاس II ٹیسٹ شدہ SPD کو بنیادی تحفظ کے طور پر نصب کیا جانا چاہیے۔
(2) بعد کے پروٹیکشن زون کی حدود پر، جیسے برانچ سرکٹس میں ڈسٹری بیوشن بورڈز یا الیکٹرانک آلات کے کمروں میں پاور ڈسٹری بیوشن کیبنٹ، کلاس II یا کلاس III ٹیسٹ شدہ SPDs کو سیکنڈری پروٹیکشن کے طور پر انسٹال کیا جا سکتا ہے۔
(3) خاص طور پر اہم الیکٹرانک انفارمیشن آلات پاور پورٹس کے لیے، کلاس II یا کلاس III ٹیسٹ شدہ SPDs کو ٹھیک تحفظ کے لیے انسٹال کیا جا سکتا ہے۔ DC پاور سپلائی استعمال کرنے والے معلوماتی آلات کے لیے، مناسب DC پاور لائن SPDs کو ان کے آپریٹنگ وولٹیج کی ضروریات کی بنیاد پر انسٹال کیا جانا چاہیے۔

2. زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج کا انتخاب
(1) زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج (Uc) زیادہ سے زیادہ RMS وولٹیج (یا DC وولٹیج) ہے جو مسلسل SPD پر لاگو کیا جا سکتا ہے۔ یہ قدر SPD کے لیے ایک حد کے طور پر کام کرتی ہے۔ جب آپریٹنگ وولٹیج اس قدر سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو SPD متحرک ہو جاتا ہے، اور رساو کرنٹ تیزی سے بڑھ جاتا ہے۔

(2) یو سی کا انتخاب سسٹم گراؤنڈنگ کی قسم، سسٹم وولٹیج اور پاور کوالٹی پر منحصر ہے۔ Uc کی قدر عام آپریٹنگ وولٹیج سے زیادہ ہونی چاہیے۔ مثال کے طور پر، 380/220V والے TN سسٹم میں، مثبت وولٹیج کا انحراف عام طور پر 7% سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔ تاہم، عملی طور پر، چین کا وولٹیج مثبت انحراف اکثر اس قدر سے تجاوز کر جاتا ہے۔ عمر بڑھنے کے عوامل کے لیے 10% انحراف اور اضافی 5% کو مدنظر رکھتے ہوئے، Uc 1.15Uo سے بڑا یا اس کے برابر ہونا چاہیے۔

(3) ایسے مقامات میں جہاں پاور سپلائی سسٹم وولٹیج کا انحراف 10% سے زیادہ ہے یا جہاں ہارمونک اثرات عام آپریٹنگ وولٹیج کے طول و عرض میں اضافے کا سبب بنتے ہیں، مخصوص حالات کی بنیاد پر SPD کی Uc ویلیو میں مناسب اضافہ کیا جانا چاہیے۔ ایک ہی وقت میں، اوور وولٹیج پروٹیکشن لیول (Up) اور محفوظ آلات کے درمیان ہم آہنگی پر غور کیا جانا چاہیے۔ تفصیلات کے لیے براہ کرم نیچے دیے گئے اعداد و شمار کو دیکھیں، جہاں Uo فیز وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے اور U لائن وولٹیج کی نمائندگی کرتا ہے۔

 

نظام کی خصوصیات پر منحصر اضافے کے حفاظتی آلات کے لیے زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج کی کم از کم اقدار

ایس پی ڈی کنکشن	TN-S سسٹم	TN-C سسٹم	ٹی ٹی سسٹم	غیر جانبدار ماخوذ آئی ٹی سسٹم کے ساتھ	غیر جانبدار ماخوذ آئی ٹی سسٹم کے بغیر
L - N	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	N/A	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	N/A
L - PE	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	N/A	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	√3 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	U سے بڑا یا اس کے برابر
L - قلم	N/A	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	N/A	N/A	N/A
N - PE	N/A	N/A	N/A	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر	1.15 Uo سے بڑا یا اس کے برابر
L - L	1.15 U سے زیادہ یا اس کے برابر	1.15 U سے زیادہ یا اس کے برابر	1.15 U سے زیادہ یا اس کے برابر	1.15 U سے زیادہ یا اس کے برابر	1.15 U سے زیادہ یا اس کے برابر

DC سسٹمز میں، SPD کا زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج (Uc) محفوظ نظام کے ریٹیڈ وولٹیج سے تقریباً 1.5 گنا ہے (ایک تجرباتی قدر کے طور پر)۔

 

3. امپلس کرنٹ اور زیادہ سے زیادہ ڈسچارج کرنٹ کا انتخاب

امپلس کرنٹ (Iimp) کو عام طور پر SPD کے کلاس I درجہ بندی ایکشن لوڈ ٹیسٹ کے پیرامیٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اس کی لہر کی شکل عام طور پر 10/350 μs ہوتی ہے۔

زیادہ سے زیادہ ڈسچارج کرنٹ (Imax) SPD کے کلاس II درجہ بندی ٹیسٹ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ مخصوص انتخاب کا انحصار نمائش کے مقام پر ہوتا ہے اور نیچے دیے گئے جدول میں اس کا حوالہ دیا جا سکتا ہے۔

ٹیبل 5.4.3-3 پاور لائن سرج حفاظتی آلات کے امپلس کرنٹ اور برائے نام ڈسچارج کرنٹ پیرامیٹرز کے لیے تجویز کردہ قدریں

بجلی کے تحفظ کی سطح	مین ڈسٹری بیوشن کیبنٹ		ذیلی-تقسیم کابینہ	آلات کے کمرے کی تقسیم کی کابینہ اور بندرگاہیں جن کو خصوصی تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے۔
	LPZ0 سے LPZ1		LPZ1 سے LPZ2	بعد ازاں پروٹیکشن زون کی حدود
	10/350μs (کلاس I ٹیسٹ)	8/20μs (کلاس II ٹیسٹ)	8/20μs (کلاس II ٹیسٹ)	8/20μs (کلاس II ٹیسٹ)	جامع لہر (1.2/50μs اور 8/20μs) (کلاس III ٹیسٹ)
	آئی ایم پی (کے اے)	میں (kA)	میں (kA)	میں (kA)	Uoc (kV) / Isc (kA)
A	20 سے بڑا یا اس کے برابر	80 سے بڑا یا اس کے برابر	40 سے بڑا یا اس کے برابر	5 سے بڑا یا اس کے برابر	10 سے بڑا یا اس کے برابر/ 5 سے بڑا یا اس کے برابر
B	15 سے بڑا یا اس کے برابر	60 سے بڑا یا اس کے برابر	30 سے ​​بڑا یا اس کے برابر	5 سے بڑا یا اس کے برابر	10 سے بڑا یا اس کے برابر/ 5 سے بڑا یا اس کے برابر
C	12.5 سے بڑا یا اس کے برابر	50 سے بڑا یا اس کے برابر	20 سے بڑا یا اس کے برابر	3 سے بڑا یا اس کے برابر	6 سے بڑا یا اس کے برابر / 3 سے بڑا یا اس کے برابر
D	12.5 سے بڑا یا اس کے برابر	50 سے بڑا یا اس کے برابر	10 سے بڑا یا اس کے برابر	3 سے بڑا یا اس کے برابر	6 سے بڑا یا اس کے برابر / 3 سے بڑا یا اس کے برابر

 

4، وولٹیج کے تحفظ کی سطح کا انتخاب

وولٹیج پروٹیکشن لیول (Up) ایک SPD کا پرفارمنس پیرامیٹر ہے جو اس کے ٹرمینلز کے درمیان وولٹیج کو محدود کرتا ہے۔ وولٹیج-سوئچنگ ٹائپ SPDs کے لیے، اس سے مراد زیادہ سے زیادہ چنگاری ہے-اضافے کی ایک مخصوص شرح کے تحت اوور وولٹیج؛ وولٹیج-محدود قسم کے SPDs کے لیے، یہ ایک مخصوص کرنٹ ویوفارم کے تحت زیادہ سے زیادہ بقایا وولٹیج سے مراد ہے۔

SPD کے وولٹیج پروٹیکشن لیول (Up) اور اس کے کنیکٹنگ لیڈز میں انڈسڈ وولٹیج کا مجموعہ سسٹم اور آلات کی موصلیت (Uw ویلیوز کے لیے نیچے دیے گئے اعداد و شمار کو دیکھیں) کے ریٹیڈ امپلس وسٹنڈ وولٹیج (Uw) سے کم ہونا چاہیے اور ترجیحی طور پر حفاظتی آلات کی سطح کے 80% سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔

جدول 5.4.3- 220V/380V تھری فیز ڈسٹری بیوشن سسٹم میں مختلف آلات کے لیے 1 درجہ بند تسلسل وولٹیج (Uw) کی قدر

سامان کا مقام	پاور سپلائی آنے والا ٹرمینل	برانچ ڈسٹری بیوشن سرکٹ کا سامان	استعمال کا سامان	الیکٹرانک معلومات کا سامان جس کو تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے۔
تسلسل وولٹیج کیٹیگری کا مقابلہ کریں۔	چہارم	III	II	I
Uw (kV)	6	4	2.5	1.5

 

5. سرج پروٹیکٹیو ڈیوائس (SPD) سلیکشن ڈیزائن کے مجموعی اصول

(1) کلی اصول۔
سیکورٹی انجینئرنگ پروجیکٹ کے پورے الیکٹرو مکینیکل سسٹم کے لیے بجلی کے تحفظ کو ایک متحد حفاظتی شے کے طور پر سمجھیں۔ مختلف کم وولٹیج کے ذیلی نظاموں اور ان کے درمیان اور بجلی کی فراہمی اور تقسیم کے ذیلی نظاموں کے درمیان موثر ہم آہنگی کو یقینی بناتے ہوئے ہر ذیلی نظام کے بجلی کے تحفظ پر توجہ دینا ضروری ہے۔ نظام کی ترتیب منظم، اقتصادی طور پر معقول، محفوظ، قابل اعتماد، اور اس میں مناسب فالتو پن شامل ہونا چاہیے۔

(2) مربوط روک تھام۔
بجلی سے بچاؤ کے روایتی تکنیکی اقدامات جیسے "ممکنہ مساوات، شیلڈنگ، ہوا کا خاتمہ، ڈائیورژن، گراؤنڈنگ، اور تحفظ" کو مکمل طور پر استعمال کریں۔ ایک جامع اور قابل بھروسہ تکنیکی حل کو نافذ کرنے کے لیے قابل اعتماد ایئر ٹرمینیشن ڈیوائسز اور سرج پروٹیکٹیو ڈیوائسز (SPDs) کا انتخاب کریں۔

(3) عقلی انتخاب۔
سیکورٹی انجینئرنگ پروجیکٹ کی مخصوص جغرافیائی ماحول کی خصوصیات اور بجلی کے تحفظ کے اس زون کی بنیاد پر جس میں الیکٹرو مکینیکل آلات واقع ہیں، مناسب SPD برقی کارکردگی کے پیرامیٹرز اور مصنوعات کی خصوصیات کو منتخب کریں۔

 

03 ہر سطح کے اضافے کے حفاظتی آلات کے لیے انتخاب کے پیرامیٹرز

1. SPD1

اگر کسی عمارت کے مین پاور ڈسٹری بیوشن روم میں پہلا-لیول سرج حفاظتی آلہ SPD1 انسٹال ہے، تو تین وولٹیج-سوئچنگ قسم کے SPDs عام طور پر سسٹم کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کافی ہوتے ہیں۔ یہاں تک کہ چین کے موجودہ پاور سپلائی سسٹم کے تحت، جو TN-S کنفیگریشن کو اپناتا ہے، نیوٹرل (N) اور حفاظتی ارتھ (PE) مرکزی تقسیم کے کمرے میں ایک ہی نقطہ پر بندھے ہوئے ہیں۔ لہذا، پاور ڈسٹری بیوشن روم کی مین ڈسٹری بیوشن کیبنٹ میں تین وولٹیج-سوئچنگ ٹائپ ایس پی ڈیز کو انسٹال کرنا موثر ہے۔ N اور PE کے درمیان اضافی SPD انسٹال کرنا ضروری نہیں ہے۔

SPD1 کے لیے تجویز کردہ انتخاب کے پیرامیٹرز درج ذیل ہیں:

زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج:Uc=440V

زیادہ سے زیادہ خارج ہونے والا موجودہ:عام طور پر کوڈ کی ضروریات کے مطابق ڈیزائن اور حساب کیا جاتا ہے یا معیارات سے حوالہ دیا جاتا ہے۔

تحفظ کی سطح:2.5kV سے کم یا اس کے برابر

جواب کا وقت:tA 100ns سے کم یا اس کے برابر

2. SPD2

دوسرا-لیول پاور سرج حفاظتی آلہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا پروڈکٹ ہے۔ ایسی حالتیں جہاں بجلی کی برقی مقناطیسی دالیں LPZ1 زون میں گھسنے والی پاور لائنوں پر 20kA سے زیادہ کرنٹ پیدا کر سکتی ہیں نسبتاً کم ہیں۔ اس لیے، دوسرے-سطح کے SPD کے لیے برائے نام خارج ہونے والا کرنٹ (In)، بطور وولٹیج-محدود قسم SPD، عام طور پر 20~40kA کے درمیان بیان کیا جاتا ہے۔

SPD2 کے لیے تجویز کردہ انتخاب کے پیرامیٹرز درج ذیل ہیں:

زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج:Uc=260~320V

برائے نام خارج ہونے والا کرنٹ (8/20μs):= 20kA میں

زیادہ سے زیادہ خارج ہونے والا کرنٹ (8/20μs):Imax=40kA

تحفظ کی سطح:1.5kV سے کم یا اس کے برابر

جواب کا وقت:tA 25ns سے کم یا اس کے برابر

3. SPD3

تیسرے درجے کا پاور سرج حفاظتی آلہ عام طور پر اہم آلات کے سامنے والے سرے پر نصب کیا جاتا ہے، جس کو-فائن پروٹیکشن کہا جاتا ہے۔

SPD3 کے لیے تجویز کردہ انتخاب کے پیرامیٹرز درج ذیل ہیں:

زیادہ سے زیادہ مسلسل آپریٹنگ وولٹیج:Uc=255V

برائے نام خارج ہونے والا کرنٹ (8/20μs):

میں (L→N)=3kA

میں (N→PE)=5kA

وولٹیج پروٹیکشن لیول (اوپر):

L→N 1.25kV سے کم یا اس کے برابر

L→PE 1.5kV سے کم یا اس کے برابر

جواب کا وقت:tA 25ns سے کم یا اس کے برابر

04 سرج حفاظتی آلات کے لیے تنصیب کے تقاضے

SPDs کی تنصیب اور استعمال کے لیے تین بنیادی تقاضے:

(1)SPD کی تنصیب کے بعد، بغیر کسی اضافے کے عام آپریٹنگ حالات میں، SPD کو الیکٹریکل (یا الیکٹرانک) سسٹم کے آپریشن کو بری طرح متاثر نہیں کرنا چاہیے۔

(2)SPD کی تنصیب کے بعد، اضافے کی صورت میں، SPD کو بغیر کسی نقصان کے متوقع بجلی کے کرنٹ کو برداشت کرنے کے قابل ہونا چاہیے، جبکہ سرج وولٹیج کو بھی بند کرنا اور سرج کرنٹ کو موڑنا چاہیے۔

(3)سرج کرنٹ گزر جانے کے بعد، ایس پی ڈی کو فوری طور پر ایک اعلی-امپیڈنس حالت میں واپس آنا چاہیے اور پاور-فریکوئنسی فالو کرنٹ کو روکنا چاہیے۔

ہم سے رابطہ کریں۔