সার্জ প্রোটেক্টর নির্বাচনের মূল বিষয়সমূহ এবং সংশ্লিষ্ট সমস্যাসমূহের বিশ্লেষণ

সার্জ প্রোটেক্টর একটি উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন সার্কিট প্রোটেক্টর, যা ক্ষণস্থায়ী উচ্চ ভোল্টেজ ও উচ্চ শক্তির পালস প্রতিরোধ করে এবং দ্রুত (১০⁻⁹ সেকেন্ডে) মূল উচ্চ ইম্পিডেন্স থেকে নিম্ন ইম্পিডেন্সে নেমে আসে। এটি ক্ষণস্থায়ী উচ্চ ভোল্টেজের হস্তক্ষেপকারী পালসকে একটি পূর্বনির্ধারিত ভোল্টেজে ফিরিয়ে আনে, যার ফলে এটি সরঞ্জাম এবং সংবেদনশীল ডিভাইসগুলোকে ক্ষতি থেকে কার্যকরভাবে রক্ষা করে এবং সার্কিট কোনো হস্তক্ষেপ ছাড়াই কাজ করতে পারে।

(1) সার্জ প্রতিরক্ষামূলক ডিভাইসগুলিকে তিনটি স্তরে ভাগ করা হয়েছে
প্রথম স্তরটি সরাসরি বজ্রপাতের ফলে সৃষ্ট বিদ্যুৎ প্রবাহ বা বিদ্যুৎ সঞ্চালন লাইনে সরাসরি বজ্রপাতের ফলে সঞ্চারিত বিপুল শক্তিকে নিষ্কাশন করতে পারে। প্রথম স্তরের সুরক্ষা ব্যবস্থাটি হবে একটি থ্রি-ফেজ ভোল্টেজ সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই লাইটনিং অ্যারেস্টার, এবং এর লাইটনিং ফ্লাক্স ৬০ কিলোঅ্যাম্পিয়ারের কম হবে না। এটি সাধারণত সাধারণ বিতরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
দ্বিতীয় পর্যায়ের উদ্দেশ্য হলো প্রথম পর্যায়ের লাইটনিং অ্যারেস্টারের মাধ্যমে অবশিষ্ট সার্জ ভোল্টেজের মানকে আরও সীমিত করে ১৫০০-২০০০ ভোল্টে আনা এবং lpz1-lpz2-এর জন্য সমবিভব সংযোগ স্থাপন করা। যখন ডিস্ট্রিবিউশন ক্যাবিনেটের লাইন থেকে আসা পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারের আউটপুটকে দ্বিতীয় স্তরের সুরক্ষা হিসেবে ব্যবহার করা হয়, তখন ভোল্টেজ সীমিতকারী পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার ব্যবহার করতে হবে এবং এর লাইটনিং কারেন্ট ক্যাপাসিটি ২০KA-এর কম হবে না।

তৃতীয় স্তরের উদ্দেশ্য হলো সরঞ্জামকে চূড়ান্তভাবে সুরক্ষা দেওয়া এবং অবশিষ্ট সার্জ ভোল্টেজের মান ১০০০ ভোল্টের নিচে নামিয়ে আনা। তৃতীয় স্তরের সুরক্ষা হিসেবে, এটি হবে সিরিজ ভোল্টেজ লিমিটিং পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার, এবং এর লাইটনিং কারেন্ট ক্যাপাসিটি ১০ কিলোঅ্যাম্পিয়ারের কম হবে না। এটি সাধারণত টার্মিনাল পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সরঞ্জামের জন্য ব্যবহৃত হয়।
বিভিন্ন বিতরণ ব্যবস্থার জন্য উপযুক্ত সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস নির্বাচন করা উচিত, যেগুলোকে টিএন (টিএন-এস, এনসি, টিএন-সিএস), আইটি এবং টিটি-তে ভাগ করা যায়।

১) প্রাথমিক সুরক্ষা
এর উদ্দেশ্য হলো সার্জ ভোল্টেজকে সরাসরি lpz0 এলাকা থেকে lpz1 এলাকায় সঞ্চালিত হতে বাধা দেওয়া এবং কয়েক হাজার থেকে কয়েক লক্ষ ভোল্টের সার্জ ভোল্টেজকে ২৫০০-৩০০০ ভোল্টের মধ্যে সীমিত রাখা।
যখন বাড়ির পাওয়ার ট্রান্সফরমারের নিম্ন-ভোল্টেজ প্রান্তে প্রথম স্তরের সুরক্ষা হিসেবে পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার স্থাপন করা হয়, তখন এটি একটি থ্রি-ফেজ ভোল্টেজ সুইচিং পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার হতে হবে এবং এর লাইটনিং ফ্লাক্স ৬০kA-এর কম হবে না। এই স্তরের পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারটি হবে একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার, যা ব্যবহারকারীর পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমের প্রবেশপথে ইনকামিং লাইনের প্রতিটি ফেজ এবং আর্থের মধ্যে সংযুক্ত থাকে। ইলেকট্রিক্যাল ডিজাইনের অনলাইন পাঠদানের শিক্ষক ডি সাধারণত বলেন যে, এই স্তরের পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারের প্রতি ফেজে সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতা ১০০kA-এর বেশি এবং প্রয়োজনীয় লিমিটিং ভোল্টেজ ১৫০০V-এর কম হতে হবে, যাকে ক্লাসি লেভেল পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার বলা হয়। এই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক লাইটনিং অ্যারেস্টারগুলো বজ্রপাত ও আবিষ্ট বজ্রপাতের বড় কারেন্ট প্রতিরোধ করতে এবং উচ্চ-শক্তির সার্জ আকর্ষণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা বিপুল পরিমাণ সার্জ কারেন্টকে মাটিতে পাঠিয়ে দিতে পারে। এগুলি মাঝারি স্তরের সুরক্ষা হিসাবে শুধুমাত্র লিমিটিং ভোল্টেজ সরবরাহ করে (যখন পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারের মধ্য দিয়ে ইম্পালস কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন লাইনের সর্বোচ্চ ভোল্টেজকে লিমিটিং ভোল্টেজ বলা হয়), কারণ ক্লাসি লেভেলের প্রোটেক্টর প্রধানত বড় সার্জ কারেন্ট শোষণ করে এবং সেগুলি একা পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমের ভেতরের সংবেদনশীল বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিকে সম্পূর্ণরূপে রক্ষা করতে পারে না।

প্রথম স্তরের পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার ১০/৩৫০ মাইক্রোসেকেন্ড এবং ১০০ কিলোঅ্যাম্পিয়ার বজ্রপাতের তরঙ্গ প্রতিরোধ করতে পারে, যা IEC দ্বারা নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ সুরক্ষা মান পূরণ করে।
প্রযুক্তিগত নির্দেশিকাটি হলো: বজ্রপাতের ফ্লাক্স ১০০kA (১০ / ৩৫০us) এর সমান বা তার বেশি হবে; অবশিষ্ট ভোল্টেজের মান ২.৫KV এর বেশি হবে না; এবং প্রতিক্রিয়া সময় ১০০ns এর সমান বা তার কম হবে।
২) দ্বিতীয় সুরক্ষা
এর উদ্দেশ্য হলো প্রথম স্তরের লাইটনিং অ্যারেস্টারের মধ্য দিয়ে অবশিষ্ট সার্জ ভোল্টেজের মান আরও সীমিত করে ১৫০০-২০০০ ভোল্টে আনা এবং lpz1-lpz2-এর জন্য সমবিভব সংযোগ বাস্তবায়ন করা।
যখন ডিস্ট্রিবিউশন ক্যাবিনেটের লাইন থেকে আউটপুট হওয়া পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারকে দ্বিতীয় স্তরের সুরক্ষা হিসেবে ব্যবহার করা হয়, তখন গুরুত্বপূর্ণ বা সংবেদনশীল বৈদ্যুতিক সরঞ্জামগুলিতে বিদ্যুৎ সরবরাহকারী শাখা বিতরণ স্থানে ভোল্টেজ সীমিতকারী পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার স্থাপন করতে হবে এবং এর লাইটনিং কারেন্ট ক্যাপাসিটি ২০KA-এর কম হবে না। ইলেকট্রিক্যাল ডিজাইনের অনলাইন শিক্ষক জনাব ডি-এর মতে, এই পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারগুলি ব্যবহারকারীর পাওয়ার সাপ্লাই ইনলেটে সার্জ অ্যারেস্টারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত অবশিষ্ট সার্জ শক্তি আরও ভালোভাবে শোষণ করতে পারে এবং ক্ষণস্থায়ী ওভারভোল্টেজের উপর এর একটি চমৎকার প্রতিরোধমূলক প্রভাব রয়েছে।

এখানে ব্যবহৃত পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারের সর্বোচ্চ ইম্পালস ক্যাপাসিটি প্রতি ফেজে ৪৫kA-এর বেশি হওয়া প্রয়োজন এবং প্রয়োজনীয় লিমিটিং ভোল্টেজ ১২০০V-এর কম হতে হবে, যাকে ক্লাস II পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার বলা হয়। সাধারণত, যদি ব্যবহারকারীর পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমে দ্বিতীয় স্তরের সুরক্ষা থাকে, তবে তা বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম পরিচালনার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।
ক্লাস II পাওয়ার সাপ্লাই লাইটনিং অ্যারেস্টারে ফেজ-I, ফেজ-I এবং ফেজ-I এর পূর্ণ মোড সুরক্ষার জন্য ক্লাস C প্রোটেক্টর ব্যবহার করা হয়, এবং এর প্রধান প্রযুক্তিগত প্যারামিটারগুলো হলো: বজ্রপাতের কারেন্ট ধারণক্ষমতা 40ka (8 / 20us) এর সমান বা তার বেশি; অবশিষ্ট ভোল্টেজের সর্বোচ্চ মান 1000V এর বেশি হবে না; এবং প্রতিক্রিয়া সময় 25ns এর বেশি হবে না।

৩) তৃতীয় স্তরের সুরক্ষা
এর উদ্দেশ্য হলো অবশিষ্ট সার্জ ভোল্টেজ ১০০০ ভোল্টের নিচে নামিয়ে এনে সরঞ্জামটিকে চূড়ান্তভাবে রক্ষা করা, যাতে সার্জ শক্তি সরঞ্জামটির ক্ষতি করতে না পারে।
ইলেকট্রনিক তথ্য সরঞ্জামের এসি বিদ্যুৎ সরবরাহের আগত প্রান্তে যখন তৃতীয় স্তরের সুরক্ষা হিসাবে পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার ব্যবহার করা হয়, তখন সেটি অবশ্যই সিরিজ ভোল্টেজ লিমিটিং পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার হতে হবে এবং এর লাইটনিং কারেন্ট ক্যাপাসিটি ১০ কিলোঅ্যাম্পিয়ারের কম হবে না।
অবশেষে, বৈদ্যুতিক সরঞ্জামের অভ্যন্তরীণ বিদ্যুৎ সরবরাহে ক্ষুদ্র ক্ষণস্থায়ী অতিরিক্ত ভোল্টেজ সম্পূর্ণরূপে দূর করার জন্য একটি অন্তর্নির্মিত পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টার ব্যবহার করা যেতে পারে। ইলেকট্রিক্যাল ডিজাইনের অনলাইন শিক্ষক জনাব ডি-এর মতে, এখানে ব্যবহৃত পাওয়ার লাইটনিং অ্যারেস্টারের সর্বোচ্চ কার্যক্ষমতা প্রতি ফেজে ২০কেএ (20KA) বা তার কম হওয়া প্রয়োজন এবং প্রয়োজনীয় লিমিটিং ভোল্টেজ ১০০০ভি (1000V)-এর কম হতে হবে। কিছু বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ বা সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক সরঞ্জামের জন্য তৃতীয় স্তরের সুরক্ষা থাকা প্রয়োজন, এবং এটি সিস্টেমের অভ্যন্তরে উৎপন্ন ক্ষণস্থায়ী অতিরিক্ত ভোল্টেজ থেকেও বৈদ্যুতিক সরঞ্জামকে রক্ষা করতে পারে। মাইক্রোওয়েভ কমিউনিকেশন সরঞ্জাম, মোবাইল বেস স্টেশন কমিউনিকেশন সরঞ্জাম এবং রাডার সরঞ্জামে ব্যবহৃত রেকটিফায়ার পাওয়ার সাপ্লাইয়ের জন্য, তাদের কার্যকারী ভোল্টেজের সুরক্ষার প্রয়োজন অনুসারে উপযুক্ত কার্যকারী ভোল্টেজসহ ডিসি পাওয়ার সাপ্লাই লাইটনিং অ্যারেস্টারকে নন-লেভেল সুরক্ষা হিসাবে নির্বাচন করা উচিত।

৪) সুরক্ষিত সরঞ্জামের সহনশীল ভোল্টেজ স্তর অনুযায়ী
যদি দ্বি-স্তরীয় বজ্র সুরক্ষা যন্ত্রের সহনশীল ভোল্টেজ স্তরের নিচে ভোল্টেজ সীমিত করতে পারে, তবে কেবল দ্বি-স্তরীয় সুরক্ষাই যথেষ্ট। যদি যন্ত্রের সহনশীল ভোল্টেজ স্তর কম হয়, তবে চার বা ততোধিক স্তরের সুরক্ষার প্রয়োজন হতে পারে। চতুর্থ স্তরের সুরক্ষার বজ্রপ্রবাহ ধারণক্ষমতা ৫কেএ (5ka)-এর কম হবে না।
(2) সার্জ প্রোটেক্টরের সামনে ফিউজ এবং সার্কিট ব্রেকার কেন লাগানো উচিত?
যখন সার্জ প্রোটেক্টরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত ইনরাশ কারেন্ট এর IMAX-এর চেয়ে বেশি হয়, তখন সার্জ প্রোটেক্টরটি বিকল হয়ে যায় এবং অকার্যকর হয়ে পড়ে, যার ফলে সার্কিটে শর্ট-সার্কিট ফল্ট ঘটে। এই শর্ট-সার্কিট ফল্ট থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করার জন্য একটি সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজ স্থাপন করা প্রয়োজন। ইলেকট্রিক্যাল ডিজাইনের অনলাইন শিক্ষক জনাব ডি-এর মতে, প্রতিটি বজ্রপাতের কারণে সার্জ প্রোটেক্টরের আয়ু কমে যায়। উদাহরণস্বরূপ, যদি দীর্ঘ সময় ধরে কারেন্ট প্রবাহিত হতে থাকে, তাহলে সার্জ প্রোটেক্টরটি অতিরিক্ত গরম হয়ে যায় এবং এর আয়ু দ্রুত কমে আসে। এই সময়ে, সার্জ প্রোটেক্টরটি সর্বোচ্চ অনুমোদিত তাপমাত্রায় পৌঁছানোর আগেই সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজের থার্মাল প্রোটেকশন সিস্টেমকে সক্রিয় হয়ে সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে হয়।

ফিউজ এবং সার্কিট ব্রেকারের জন্য সার্জ প্রোটেক্টরের প্রয়োজনীয়তা: রেটেড কারেন্টের অধীনে ২০টি স্ট্যান্ডার্ড ৮/২০ মাইক্রোসেকেন্ড এবং ১.২/৫০ মাইক্রোসেকেন্ড টেস্ট পালস প্রয়োগ করা হলে, সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজ ট্রিপ করবে না। যখন সার্জ প্রোটেক্টরটি বিকল হয়ে যায় এবং শর্ট সার্কিট হয়, তখন সার্কিট ব্রেকার বা ফিউজ সক্রিয় হবে। যদি সার্জ প্রোটেক্টরটি একটি সুইচিং মডিউল হয়, তবে এর ক্ষতির ধরণ ওপেন সার্কিট হওয়ায়, এটিকে মিনিচার সার্কিট ব্রেকার এবং ফিউজ ছাড়াই সুরক্ষা দেওয়া যেতে পারে।
সার্জ প্রোটেক্টরের উন্নত সুরক্ষা হিসেবে ফিউজ এবং সার্কিট ব্রেকার উভয়ই ব্যবহার করা যেতে পারে। ফিউজের বৈশিষ্ট্য: ফিউজের দুটি সুরক্ষা ফাংশন রয়েছে: দীর্ঘ সময় বিলম্ব এবং বিপরীত সময় সীমা সহ তাৎক্ষণিক কারেন্ট সুরক্ষা। এটি যথাক্রমে ওভারলোড এবং শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা হিসেবে ব্যবহৃত হয়, অর্থাৎ, ত্রুটি ঘটলে ফিউজ লিঙ্কটি অবশ্যই প্রতিস্থাপন করতে হবে। সার্কিট ব্রেকারের বৈশিষ্ট্য: সার্কিট ব্রেকারে তাৎক্ষণিক কারেন্ট সুরক্ষা এবং ওভারলোড থার্মাল সুরক্ষা রয়েছে। ত্রুটির কারণে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়ার পর, কোনো যন্ত্রাংশ প্রতিস্থাপন না করেই এটি ম্যানুয়ালি রিসেট করা যায়।
ইনকামিং লাইনগুলোর মধ্যে পার্থক্য দেখুন: থ্রি-ফেজ ২৮০ভি ফাইভ-ওয়্যার সিস্টেম অথবা থ্রি-ফেজ ৩৮০ভি ফোর-ওয়্যার সিস্টেমের জন্য ৪৪০ভি সার্জ প্রোটেক্টর নির্বাচন করতে হবে। সিঙ্গেল-ফেজ ২২০ভি টু-ওয়্যার সিস্টেম অথবা সিঙ্গেল-ফেজ ২২০ভি থ্রি-ওয়্যার সিস্টেমের জন্য ২২০ভি সার্জ প্রোটেক্টর নির্বাচন করতে হবে। এছাড়াও, লক্ষ্য করুন: আবাসিক ভবনের ইনকামিং লাইনে থ্রি-ফেজ ২৮০ভি-এর জন্য নির্বাচিত সার্জ প্রোটেক্টরের প্রোটেকশন লেভেল হলো লেভেল ২; এবং সিঙ্গেল-ফেজ ২২০ভি-এর জন্য গ্রেড ৩।
টিএন-সিএস সিস্টেম লাইনটি ভবনের সাধারণ ডিস্ট্রিবিউশন বক্সে প্রবেশ করার পর, পেন লাইনটি এন লাইন এবং পিই লাইনে বিভক্ত হয়ে যায়। এক্ষেত্রে শুধু ফেজ লাইন I এবং পেন লাইনের মধ্যে সার্জ প্রোটেক্টর স্থাপন করা প্রয়োজন।
সার্জ প্রোটেক্টরের সামনের সুইচ দিয়ে ফিউজ এবং সার্কিট ব্রেকার নির্বাচন করা যায়। সাধারণত, IMAX > 40ka-এর জন্য 40 ~ 63A এবং IMAX < 40ka-এর জন্য 20 ~ 32A নির্বাচন করা উচিত।

(3) সার্জ প্রোটেক্টর এবং লাইটনিং অ্যারেস্টার কি একই জিনিস?
যদিও সার্জ প্রোটেক্টর এবং লাইটনিং অ্যারেস্টার উভয়েরই কাজ হলো অতিরিক্ত ভোল্টেজ, বিশেষ করে বজ্রপাতের অতিরিক্ত ভোল্টেজ, প্রতিরোধ করা, তবুও প্রয়োগের ক্ষেত্রে এদের মধ্যে অনেক পার্থক্য রয়েছে।
অ্যারেস্টারের ০.৩৮কেভি নিম্ন ভোল্টেজ থেকে ৫০০কেভি ইউএইচভি পর্যন্ত একাধিক ভোল্টেজ স্তর রয়েছে, অপরদিকে সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসগুলো সাধারণত কেবল নিম্ন ভোল্টেজেরই হয়ে থাকে;

২) বজ্রপাতের তরঙ্গের সরাসরি অনুপ্রবেশ রোধ করার জন্য লাইটনিং অ্যারেস্টার বেশিরভাগ ক্ষেত্রে প্রাইমারি সিস্টেমে স্থাপন করা হয়, অন্যদিকে সার্জ প্রোটেক্টর বেশিরভাগ ক্ষেত্রে সেকেন্ডারি সিস্টেমে স্থাপন করা হয়, যা একটি সম্পূরক ব্যবস্থা। এটি লাইটনিং অ্যারেস্টার দ্বারা বজ্রপাতের তরঙ্গের সরাসরি অনুপ্রবেশ বন্ধ করার পরে অথবা যখন লাইটনিং অ্যারেস্টার বজ্রপাতের তরঙ্গ বন্ধ করতে ব্যর্থ হয়, তখন ব্যবহার করা হয়।

৩) লাইটনিং অ্যারেস্টার বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়, এবং সার্জ প্রোটেক্টর প্রধানত ইলেকট্রনিক যন্ত্র বা মিটার রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়;
৪) যেহেতু অ্যারেস্টারটি বৈদ্যুতিক মূল সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত থাকে, তাই এর বাহ্যিক ইনসুলেশন ক্ষমতা পর্যাপ্ত এবং আকার বড় হওয়া উচিত। যেহেতু সার্জ প্রোটেক্টর কম ভোল্টেজের সাথে সংযুক্ত থাকে, তাই এর আকার খুব ছোট হতে পারে।