এসপিডি কী করে?

সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস (এসপিডি) হল এমন একটি ডিভাইস যা বৈদ্যুতিক সরঞ্জামকে পাওয়ার সারজ বা ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ থেকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি সুরক্ষার প্রয়োজনীয় লোড পাওয়ার সার্কিটের সাথে সমান্তরালে সংযুক্ত থাকে এবং সমস্ত স্তরের পাওয়ার সাপ্লাই নেটওয়ার্কেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এই নিবন্ধটি সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসের কার্যকারিতা এবং বৈদ্যুতিক সিস্টেমে তাদের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা নিয়ে আলোচনা করবে।

সার্জ কি?

সার্জ হল ক্ষণস্থায়ী ওভার ভোল্টেজ যা কয়েক মাইক্রো সেকেন্ডের মধ্যে কয়েক ডজন কিলোভোল্ট পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। তাদের স্বল্প সময়কাল সত্ত্বেও, উচ্চ শক্তির উপাদান লাইনের সাথে সংযুক্ত সরঞ্জামগুলিতে গুরুতর সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে যেমন ইলেকট্রনিক উপাদানগুলির অকাল বার্ধক্য, সরঞ্জামের ব্যর্থতা বা পরিষেবাতে ব্যাঘাত এবং আর্থিক ক্ষতি।

সার্জের উৎপত্তি

বিদ্যুৎকে সার্জের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উৎস হিসেবে জানা যায়—বজ্রপাতের সময় এক মিলিয়ন থেকে এক বিলিয়ন ভোল্ট এবং ১০,০০০ থেকে ২০০,০০০ এম্পিয়ার পর্যন্ত রেকর্ড করা হয়েছে। তবে, একটি সুবিধায় সমস্ত ক্ষণস্থায়ী ঘটনার একটি অংশ তৈরি করে শুধুমাত্র বিদ্যুৎ। যেহেতু ক্ষণস্থায়ী ঘটনাগুলি বাহ্যিক উৎস (যেমন বিদ্যুৎ) এবং অভ্যন্তরীণ উৎস উভয় থেকেই উদ্ভূত হতে পারে, তাই সুবিধাগুলির একটি লাইটিং সুরক্ষা ব্যবস্থা এবং সার্জ সুরক্ষা উভয়ই স্থাপন করা উচিত।

বিদ্যুৎ: সার্জের সবচেয়ে ধ্বংসাত্মক উৎস। IEC 61643-12 স্ট্যান্ডার্ডের উপর ভিত্তি করে, বিদ্যুতের শক্তি 200 kA পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। তবে, রেফারেন্সের জন্য, অনুমানগুলি নির্দেশ করে যে 65% 20kA এর কম এবং 85% 35kA এর কম।

ইন্ডাকশন: মেঘ থেকে মেঘে বিদ্যুৎ বা কাছাকাছি বিদ্যুতের প্রভাবের মধ্যে উৎসগুলি অন্তর্ভুক্ত, যেখানে কারেন্ট প্রবাহ সরবরাহ লাইন বা অন্যান্য ধাতব পরিবাহীতে একটি ওভার ভোল্টেজ তৈরি করে।

একটি সার্জ কখন, কোথায়, কত বড় বা এর সময়কাল/ওয়েভফর্ম কেমন হবে তা সত্যিই জানার কোনো উপায় নেই। অতএব, স্ট্যান্ডার্ডের মধ্যে কিছু অনুমান করা হয়েছে এবং বিভিন্ন সার্জ ইভেন্ট অনুকরণ করার জন্য দুটি প্রধান ওয়েভফর্ম নির্বাচন করা হয়েছে:

- কন্ডাকশন

  কন্ডাকশন বা 10/350μs সরাসরি বিদ্যুতের প্রভাব থেকে শক্তিকে অনুকরণ করে।

- ইন্ডাকশন
  ইন্ডাকশন বা 8/20μs পরোক্ষ বিদ্যুতের প্রভাব থেকে শক্তিকে অনুকরণ করে।

অভ্যন্তরীণ উৎস:

- এগুলি ইউটিলিটি গ্রিড সুইচিং, মোটর বা অন্যান্য ইন্ডাকটিভ লোডের সংযোগ বিচ্ছিন্নতা থেকে আসে। এই উৎসগুলি থেকে শক্তিও 8/20 ওয়েভ ফর্মের সাথে বিশ্লেষণ করা হয়।

- ক্ষণস্থায়ী ওভার ভোল্টেজ শুধুমাত্র পাওয়ার বিতরণ লাইনে ঘটে না, তবে টেলিফোনি, যোগাযোগ, পরিমাপ এবং ডেটার মতো ধাতব পরিবাহী দ্বারা গঠিত যেকোনো লাইনেও এটি সাধারণ।

সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসের ভূমিকা

সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসগুলি সার্জ কারেন্টকে সরিয়ে বা সীমিত করে ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করে, তাদের সাথে সংযুক্ত সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলিকে রক্ষা করে, যেমন কম্পিউটার, টেলিভিশন, ওয়াশিং মেশিন এবং সুরক্ষা সার্কিট (যেমন ফায়ার ডিটেকশন সিস্টেম এবং জরুরি আলো)। এই ডিভাইসগুলিতে সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক সার্কিট রয়েছে যা ক্ষণস্থায়ী ওভারভোল্টেজের কারণে ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার প্রবণতা রয়েছে; সুতরাং, সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসগুলি বৈদ্যুতিক ইনস্টলেশন সিস্টেম সুরক্ষায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

সঠিক এসপিডি ছাড়া, ক্ষণস্থায়ী ঘটনাগুলি ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলির ক্ষতি করতে পারে এবং ব্যয়বহুল ডাউনটাইমের কারণ হতে পারে। অতএব, বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম সুরক্ষায় সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসের গুরুত্বকে অস্বীকার করা যায় না।

একটি এসপিডি কিভাবে কাজ করে?

এসপিডি-এর কমপক্ষে একটি নন-লিনিয়ার উপাদান রয়েছে, যা বিভিন্ন পরিস্থিতিতে, উচ্চ এবং নিম্ন ইম্পিডেন্স অবস্থার মধ্যে স্থানান্তরিত হয়। স্বাভাবিক অপারেটিং ভোল্টেজে, এসপিডিগুলি উচ্চ ইম্পিডেন্স অবস্থায় থাকে এবং সিস্টেমকে প্রভাবিত করে না। যখন সার্কিটে একটি ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ দেখা দেয়, তখন এসপিডি কন্ডাকশন (বা নিম্ন ইম্পিডেন্স) অবস্থায় চলে যায় এবং ক্ষণস্থায়ী শক্তি এবং কারেন্টকে তার উৎস বা গ্রাউন্ডে ফিরিয়ে দেয়। এটি ভোল্টেজের বিস্তারকে একটি নিরাপদ স্তরে সীমাবদ্ধ করে বা ক্ল্যাম্প করে। ক্ষণস্থায়ীতা সরানোর পরে, এসপিডি স্বয়ংক্রিয়ভাবে তার উচ্চ ইম্পিডেন্স অবস্থায় ফিরে আসে।

সার্জ প্রোটেক্টরের কার্যকারিতা নিম্নরূপ:

- সাধারণ কার্যক্রম

  একটি সার্জের অনুপস্থিতিতে, সার্জ সুরক্ষা ডিভাইসের এটি যে সিস্টেমে ইনস্টল করা আছে তার উপর কোনো প্রভাব নেই। এটি একটি ওপেন সার্কিট হিসেবে কাজ করে, বজায় রাখে

  লাইভ কন্ডাক্টর এবং গ্রাউন্ডের মধ্যে বিচ্ছিন্নতা।

- একটি সার্জের সময়
  যখন একটি ভোল্টেজ সার্জ হয়, তখন সার্জ সুরক্ষা ডিভাইসটি ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে তার ইম্পিডেন্স কমিয়ে দেবে এবং সার্জ কারেন্টকে সরিয়ে দেবে। এই

  সময়ে, এসপিডি একটি ক্লোজড সার্কিটের মতো আচরণ করে, ওভারভোল্টেজকে শর্ট-সার্কিট করে এবং এটিকে বৈদ্যুতিকভাবে সংযুক্ত

  ডাউনস্ট্রীম সরঞ্জামের জন্য গ্রহণযোগ্য মানগুলিতে সীমাবদ্ধ করে।

- সার্জ-পরবর্তী
  পালস সার্জ বন্ধ হয়ে গেলে, সার্জ সুরক্ষা ডিভাইসটি তার আসল ইম্পিডেন্স পুনরুদ্ধার করবে এবং ওপেন সার্কিট অবস্থায় ফিরে আসবে, যা চালিয়ে যাবে

  বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ভোল্টেজের অবস্থা নিরীক্ষণ করা।

3P বা 4P? কখন N-PE পোল প্রয়োজন?

সার্জ প্রোটেকশন ডিভাইস (এসপিডি) বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের আপস্ট্রীমে সমান্তরালে এমন অবস্থানে ইনস্টল করা হয় যে কোনো অতিরিক্ত ভোল্টেজ ইভেন্টের সময়, এসপিডি পৃথিবীর সাথে একটি নিম্ন-ইম্পিডেন্স পথ হিসেবে কাজ করবে। এটি ডাউনস্ট্রীম সরঞ্জাম থেকে উচ্চ ভোল্টেজ শক্তিকে সরিয়ে দেয়, তার ভোল্টেজ সহ্য করার ক্ষমতা অতিক্রম করার আগেই, এইভাবে ক্ষতি এড়ানো যায়।

এসপিডি সম্পর্কিত একটি সাধারণ অনুসন্ধান হল 3 পোল এবং 4 পোল ডিভাইসের প্রয়োগের মধ্যে পার্থক্য। TN-C-S ওয়্যারিং সিস্টেমের ক্ষেত্রে, নিরপেক্ষ পরিবাহী সরাসরি পৃথিবীর সাথে সংযুক্ত থাকে (মেন লিঙ্ক)। যদি এই মেন লিঙ্কের 10 মিটারের মধ্যে একটি এসপিডি ইনস্টল করা হয়, তবে শুধুমাত্র একটি 3 পোল ডিভাইসের প্রয়োজন। 4 পোল ডিভাইস দ্বারা প্রদত্ত অতিরিক্ত N-PE পোল এই পরিস্থিতিতে অপ্রয়োজনীয় করা হয়েছে কারণ মেন লিঙ্কের মাধ্যমে নিউট্রালের মাধ্যমে ইতিমধ্যে পৃথিবীর একটি পথ রয়েছে।

তবে, যদি একটি এসপিডি মেন লিঙ্ক থেকে 10 মিটারের বেশি দূরে ইনস্টল করা হয়, তবে একটি 4 পোল এসপিডি প্রয়োজন। যেহেতু তারের দৈর্ঘ্যের সাথে পৃথিবীর ইম্পিডেন্স বৃদ্ধি পায়, তাই একটি সার্জ শক্তি এখন মেন লিঙ্কের পরে নেটওয়ার্কে প্রবেশ করতে পারে এবং ডাউনস্ট্রীম সরঞ্জামের ক্ষতি করতে পারে।

প্রটেক্টরগুলির শ্রেণীবিভাগ

ডিসচার্জ ক্ষমতা অনুযায়ী সুরক্ষা ডিভাইসগুলিকে প্রকারগুলিতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।

টাইপ 1:
■ 10/350 μs ওয়েভফর্ম (ক্লাস I পরীক্ষা) দিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছে, যা সরাসরি বিদ্যুতের আঘাতের ফলে উত্পাদিত কারেন্টকে অনুকরণ করে।
■ পৃথিবীর সাথে খুব উচ্চ কারেন্ট ডিসচার্জ করার ক্ষমতা, একটি উচ্চ আপ - ভোল্টেজ সুরক্ষা স্তর প্রদান করে।

■ ডাউনস্ট্রীম টাইপ 2 প্রটেক্টরগুলির সাথে থাকতে হবে। ইনকামিং পাওয়ার সাপ্লাই প্যানেলে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যেখানে বিদ্যুতের আঘাতের ঝুঁকি বেশি, উদাহরণস্বরূপ বহিরাগত সুরক্ষা ব্যবস্থা সহ বিল্ডিংগুলিতে।

টাইপ 2:

■ 8/20 μs ওয়েভফর্ম (ক্লাস II পরীক্ষা) দিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছে, যা সুইচিং বা বিতরণ লাইনে বা তার আশেপাশে বিদ্যুতের আঘাতের ঘটনায় উত্পাদিত কারেন্টকে অনুকরণ করে।
■ পৃথিবীর সাথে উচ্চ কারেন্ট ডিসচার্জ করার ক্ষমতা, একটি মাঝারি আপ - ভোল্টেজ সুরক্ষা স্তর প্রদান করে। টাইপ 1 প্রটেক্টরগুলির ডাউনস্ট্রীমে বা বিদ্যুতের আঘাতের কম এক্সপোজারযুক্ত এলাকায় ইনকামিং পাওয়ার সাপ্লাই প্যানেলে ব্যবহারের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

টাইপ 3:
■ একটি সম্মিলিত 1.2/50 μs - 8/20 μs ওয়েভফর্ম (ক্লাস III পরীক্ষা) দিয়ে পরীক্ষা করা হয়েছে, যা কারেন্ট এবং ভোল্টেজকে অনুকরণ করে যা সুরক্ষিত করার জন্য সরঞ্জামগুলিতে পৌঁছাতে পারে।

■ পৃথিবীর সাথে মাঝারি কারেন্ট ডিসচার্জ করার ক্ষমতা, একটি নিম্ন আপ - ভোল্টেজ সুরক্ষা স্তর প্রদান করে। সর্বদা একটি টাইপ 2 সুরক্ষার ডাউনস্ট্রীমে ইনস্টল করা হয় যা সংবেদনশীল সরঞ্জাম বা টাইপ 2 ডিভাইস থেকে 20 মিটারের বেশি দূরে অবস্থিত সরঞ্জাম সুরক্ষার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

IEC 61643 স্ট্যান্ডার্ডের উপর ভিত্তি করে এসপিডি বৈশিষ্ট্য
প্রটেক্টর প্যারামিটার:

- আপ প্রোটেকশনের স্তর: একটি পিক কারেন্ট প্রয়োগের সময় সুরক্ষা ডিভাইসের টার্মিনালগুলির মধ্যে সর্বাধিক অবশিষ্ট ভোল্টেজ।
- ইন নামমাত্র কারেন্ট: 8/20 μs ওয়েভফর্মে পিক কারেন্ট যা সুরক্ষা ডিভাইসটি শেষ না হওয়া পর্যন্ত 20 বার সহ্য করতে পারে

- Imax সর্বাধিক ডিসচার্জ কারেন্ট: 8/20 μs ওয়েভফর্মের সাথে পিক কারেন্ট যা সুরক্ষা ডিভাইসটি সহ্য করতে পারে।

- Uc সর্বাধিক অবিচ্ছিন্ন অপারেটিং ভোল্টেজ: সুরক্ষা ডিভাইসের টার্মিনালগুলিতে স্থায়ীভাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন সর্বাধিক কার্যকর ভোল্টেজ।

- Iimp ইম্পালস কারেন্ট: 10/350 μs ওয়েভফর্মের সাথে পিক কারেন্ট যা সুরক্ষা ডিভাইসটি শেষ না হওয়া পর্যন্ত সহ্য করতে পারে।

সুরক্ষা ডিজাইন কোথায় শুরু করবেন?

ইনস্টলেশনের উৎস হিসাবে, প্রধান সুইচবোর্ড হল নেটওয়ার্কে এসপিডিগুলির ডিজাইন শুরু করার জায়গা।

সুরক্ষা ডিজাইন কিভাবে শুরু করবেন?

পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, এসপিডি সুরক্ষা ডিজাইন ট্রান্সফরমার দ্বারা প্রদত্ত ফল্ট রেটিংগুলির উপর নির্ভর করে না, এটি শুধুমাত্র সার্জের সামনে এক্সপোজারের স্তরের উপর নির্ভর করে। সুতরাং, আমাদের প্রধান সুইচবোর্ডে কী এসপিডি ইনস্টল করতে হবে?

IEC 63205-1 স্ট্যান্ডার্ড থেকে উপরের ডায়াগ্রামটি দেখুন যা সর্বোচ্চ বিদ্যুতের বিস্তার প্রদর্শন করে: 200kA @ 10/350μs।

সবচেয়ে খারাপ পরিস্থিতিতে, এই শক্তির 50% পৃথিবীর দিকে পরিচালিত হয় যা নেটওয়ার্কের 3 ফেজ এবং নিউট্রালের জুড়ে 100kA সম্ভাবনা রেখে যায়।

এখানে একটি 25kA @ 10/350μs (Iimp) টাইপ 1 এসপিডি সেইসব ক্ষেত্রে অত্যন্ত সুপারিশ করা হয় যখন বিদ্যুতের আঘাত বিল্ডিংয়ের আর্থ সংযোগের কাছাকাছি বা কাছাকাছি হয় – বিশেষ করে যখন একটি বিল্ডিংয়ে একটি লাইটিং রড থাকে।

"সাধারণ পরিস্থিতিতে" ধরে নেওয়া হয় যে নেটওয়ার্কে কোনো সরাসরি বিদ্যুতের আঘাত আপনার সংযোগের বিন্দুতে প্রবেশ করার আগে অন্য কন্ডাকটরের মাধ্যমে পৃথিবীর সাথে শক্তির আরও 50% ছড়িয়ে দেবে। এই পরিস্থিতিতে একটি 12.5kA @ 10/350μs (Iimp) টাইপ 1 সহ একটি ডিভাইস সুপারিশ করা হয়। আরও, IEC 61643-12 স্ট্যান্ডার্ডের উপর ভিত্তি করে, 12.5 kA হল সর্বনিম্ন kA রেটিং যখন একটি টাইপ 1 প্রয়োজন।

যদি ইনস্টলেশনের এক্সপোজারের স্তর উপরে বর্ণিত পরিস্থিতিগুলির চেয়ে কম হয় তবে টাইপ 2 এসপিডি (Imax) সরঞ্জাম এবং ডাউনটাইমের ঝুঁকি এবং খরচের সাথে বিবেচনা করা যেতে পারে।

আমার কি তৃতীয় পর্যায়ে সার্জ সুরক্ষা ডিভাইস ইনস্টল করতে হবে?

চূড়ান্ত লোডে ইনস্টল করা সার্জ সুরক্ষার তৃতীয় পর্যায়টি বিবেচনা করা যেতে পারে এটি কী লোড করে, এটি কতটা গুরুত্বপূর্ণ, ব্যয়বহুল, ডাউনটাইমের খরচ এবং এটি কতটা সংবেদনশীল তার উপর নির্ভর করে। যদি সরঞ্জামের খরচ এবং/অথবা ডাউনটাইম বেশি হয় তবে তৃতীয় পর্যায়ের টাইপ 3 (1.5/50μs) ডিভাইস ইনস্টল করা আপনার সরঞ্জামে কোনো শেষ সার্জ শক্তি পাওয়ার ঝুঁকি আরও কমিয়ে দেবে।

অ্যাপ্লিকেশনের উদাহরণ যা সার্জ সুরক্ষার তৃতীয় পর্যায় অন্তর্ভুক্ত করা উচিত:

■ হাসপাতাল

■ ডেটা সেন্টার

■ বিমানবন্দর

■ ব্যাংকিং এবং বীমা

■ পরিবহন