سرج پروٹیکٹر کے انتخاب کے اہم نکات اور متعلقہ مسائل کا تجزیہ

سرج پروٹیکٹر ایک اعلی کارکردگی والا سرکٹ پروٹیکٹر ہے، جب یہ عارضی ہائی وولٹیج، ہائی انرجی پلس، تیز (10-9s) کو اصل ہائی مائبادا سے لے کر کم مائبادی تک، اور عارضی ہائی وولٹیج انٹرفیس پلس کو پہلے سے طے شدہ وولٹیج تک برداشت کرتا ہے، تاکہ آلات اور حساس آلات کو بغیر کسی نقصان کے سرکٹ کے کام سے مؤثر طریقے سے محفوظ رکھا جا سکے۔

(1) سرج حفاظتی آلات کو تین درجوں میں تقسیم کیا گیا ہے۔
پہلی سطح بجلی کی براہ راست کرنٹ یا بجلی کی ترسیل کی لائن کو براہ راست بجلی سے ٹکرانے پر منتقل ہونے والی بڑی توانائی کو خارج کر سکتی ہے۔ پہلی سطح کا تحفظ ایک تھری فیز وولٹیج سوئچنگ پاور سپلائی لائٹننگ آریسٹر ہوگا، اور اس کا بجلی کا بہاؤ 60kA سے کم نہیں ہوگا۔ عام طور پر عام تقسیم کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
دوسرے مرحلے کا مقصد پہلے مرحلے کے لائٹنگ آریسٹر کے ذریعے بقایا سرج وولٹیج کی قدر کو 1500-2000v تک محدود کرنا ہے، اور lpz1-lpz2 کے لیے مساوی کنکشن کو نافذ کرنا ہے۔ جب ڈسٹری بیوشن کیبنٹ کی لائن سے پاور لائٹننگ آریسٹر آؤٹ پٹ کو دوسرے درجے کے تحفظ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو وولٹیج کو محدود کرنے والا پاور لائٹنگ آریسٹر استعمال کیا جائے گا، اور اس کی بجلی کی موجودہ صلاحیت 20KA سے کم نہیں ہوگی۔

تیسرے درجے کا مقصد بالآخر آلات کی حفاظت کرنا اور بقایا اضافے وولٹیج کی قدر کو 1000V سے کم کرنا ہے۔ تیسرے درجے کے تحفظ کے طور پر، یہ سیریز وولٹیج کو محدود کرنے والا پاور لائٹننگ آریسٹر ہوگا، اور اس کی بجلی کی موجودہ صلاحیت 10kA سے کم نہیں ہوگی۔ عام طور پر ٹرمینل پاور ڈسٹری بیوشن کا سامان استعمال کیا جاتا ہے۔
مختلف ڈسٹری بیوشن سسٹمز کو متعلقہ سرج حفاظتی آلات کا انتخاب کرنا چاہیے، جنہیں TN (TN-S، NC، TN-CS)، it اور TT میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

1) بنیادی تحفظ
اس کا مقصد سرج وولٹیج کو براہ راست lpz0 ایریا سے lpz1 ایریا تک جانے سے روکنا ہے، اور دسیوں ہزار سے لاکھوں وولٹ کے سرج وولٹیج کو 2500-3000v تک محدود کرنا ہے۔
جب گھریلو پاور ٹرانسفارمر کے کم وولٹیج کی طرف نصب پاور لائٹنگ آریسٹر کو پہلے درجے کے تحفظ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ تھری فیز وولٹیج سوئچنگ پاور لائٹنگ آریسٹر ہو گا، اور اس کا بجلی کا بہاؤ 60kA سے کم نہیں ہوگا۔ پاور لائٹنگ آریسٹر کی یہ سطح ایک اعلی صلاحیت والا پاور لائٹنگ آریسٹر ہوگا جو صارف کے پاور سپلائی سسٹم اور زمین کے داخلی راستے پر آنے والی لائن کے ہر مرحلے کے درمیان جڑا ہوا ہوگا۔ الیکٹریکل ڈیزائن کی آن لائن تدریس کے استاد ڈی عام طور پر یہ تقاضا کرتے ہیں کہ پاور لائٹنگ آریسٹر کی اس سطح کی زیادہ سے زیادہ اثر صلاحیت 100kA فی فیز سے زیادہ ہو اور مطلوبہ محدود وولٹیج 1500V سے کم ہو، جسے کلاسی لیول پاور لائٹنگ آریسٹر کہا جاتا ہے۔ یہ الیکٹرومیگنیٹک لائٹنگ گرفتار کرنے والے بجلی کے بڑے کرنٹ اور حوصلہ افزائی بجلی کو برداشت کرنے اور اعلی توانائی کے اضافے کو اپنی طرف متوجہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، جو زمین کی طرف بہت زیادہ سرج کرنٹ کو موڑ سکتے ہیں۔ وہ صرف محدود وولٹیج فراہم کرتے ہیں (جب امپلس کرنٹ پاور لائٹنگ آریسٹر سے بہتا ہے، لائن پر زیادہ سے زیادہ وولٹیج کو محدود وولٹیج کہا جاتا ہے) درمیانے درجے کے تحفظ کے طور پر، کیونکہ کلاسی لیول پروٹیکٹر بنیادی طور پر بڑے سرج کرنٹ کو جذب کرتا ہے، اور وہ اکیلے ہی پاور سپلائی سسٹم کے اندر موجود حساس برقی آلات کی مکمل حفاظت نہیں کر سکتے۔

پہلے درجے کا پاور لائٹننگ آریسٹر 10/350us اور 100kA بجلی کی لہر کو روک سکتا ہے، جو IEC کے بتائے گئے اعلیٰ ترین تحفظ کے معیار تک پہنچتا ہے۔
تکنیکی حوالہ یہ ہے: بجلی کا بہاؤ 100kA (10/350us) سے زیادہ یا اس کے برابر ہے۔ بقایا وولٹیج کی قیمت 2.5KV سے زیادہ نہیں ہوگی؛ جواب کا وقت 100ns سے کم یا اس کے برابر ہے۔
2) ثانوی تحفظ
مقصد یہ ہے کہ پہلے درجے کے لائٹنگ آریسٹر کے ذریعے بقایا اضافے وولٹیج کی قدر کو 1500-2000v تک محدود کرنا، اور lpz1-lpz2 کے لیے مساوی کنکشن کو نافذ کرنا ہے۔
جب ڈسٹری بیوشن کیبنٹ کی لائن سے پاور لائٹنگ آریسٹر آؤٹ پٹ کو دوسرے درجے کے تحفظ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو وولٹیج کو محدود کرنے والا پاور لائٹنگ آریسٹر اہم یا حساس برقی آلات کو بجلی فراہم کرنے والی شاخ کی تقسیم کی جگہ پر نصب کیا جائے گا، اور اس کی بجلی کی کرنٹ کی گنجائش 20KA سے کم نہیں ہوگی۔ مسٹر دی، الیکٹریکل ڈیزائن کی آن لائن تعلیم، یہ پاور لائٹننگ گرفتار کرنے والے صارف کے پاور سپلائی انلیٹ پر سرج آریسٹر سے گزرنے والی بقایا سرج انرجی کو بہتر طریقے سے جذب کر سکتے ہیں، اور عارضی اوور وولٹیج پر بہترین روک تھام کرنے والا اثر رکھتے ہیں۔

یہاں استعمال ہونے والے پاور لائٹنگ آریسٹر کی زیادہ سے زیادہ امپلس کی گنجائش 45kA فی فیز سے زیادہ ہونی چاہیے، اور مطلوبہ محدود وولٹیج 1200V سے کم ہونا چاہیے، جسے ClassII پاور لائٹنگ آریسٹر کہا جاتا ہے۔ عام طور پر، اگر صارف بجلی کی فراہمی کا نظام دوسری سطح کا تحفظ حاصل کرتا ہے، تو یہ برقی آلات کے آپریشن کی ضروریات کو پورا کر سکتا ہے۔
کلاس C پروٹیکٹر کو کلاس II پاور سپلائی لائٹنگ آریسٹر کے لیے اپنایا گیا ہے تاکہ فیز-I، فیز-I اور فیز-I کے مکمل تحفظ کے لیے، اور اہم تکنیکی پیرامیٹرز یہ ہیں: بجلی کی کرنٹ کی گنجائش 40ka (8/20us) سے زیادہ یا اس کے برابر ہے؛ بقایا وولٹیج کی چوٹی کی قیمت 1000V سے زیادہ نہیں ہوگی؛ جواب کا وقت 25ns سے زیادہ نہیں ہوگا۔

3) تیسرے درجے کا تحفظ
مقصد یہ ہے کہ آخر میں بقایا اضافے وولٹیج کو 1000V سے کم کر کے آلات کی حفاظت کی جائے، تاکہ اضافے کی توانائی سے آلات کو نقصان پہنچ سکے۔
جب الیکٹرونک انفارمیشن آلات کی AC پاور سپلائی کے آنے والے سرے پر نصب پاور لائٹنگ آریسٹر کو تیسرے درجے کے تحفظ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو یہ سیریز وولٹیج کو محدود کرنے والا پاور لائٹنگ آریسٹر ہوگا، اور اس کی بجلی کی کرنٹ کی گنجائش 10kA سے کم نہیں ہوگی۔
آخر میں، چھوٹے عارضی اوور وولٹیج کو مکمل طور پر ختم کرنے کے لیے بجلی کے آلات کی اندرونی بجلی کی فراہمی میں ایک بلٹ ان پاور لائٹنگ اسٹرسٹر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مسٹر ڈی، الیکٹریکل ڈیزائن کی آن لائن تعلیم، یہاں استعمال ہونے والے پاور لائٹنگ آریسٹر کی زیادہ سے زیادہ اثر صلاحیت 20KA فی فیز یا اس سے کم ہونی چاہیے، اور مطلوبہ محدود وولٹیج 1000V سے کم ہونا چاہیے۔ کچھ خاص طور پر اہم یا حساس الیکٹرانک آلات کے لیے، تیسرے درجے کا تحفظ ہونا ضروری ہے، اور یہ نظام کے اندر پیدا ہونے والے عارضی اوور وولٹیج سے برقی آلات کی حفاظت بھی کر سکتا ہے۔ مائیکرو ویو کمیونیکیشن آلات، موبائل بیس اسٹیشن کمیونیکیشن آلات اور ریڈار آلات کے لیے استعمال ہونے والی ریکٹیفائر پاور سپلائی کے لیے، مناسب ورکنگ وولٹیج کے ساتھ DC پاور سپلائی لائٹننگ آریسٹرز کو ان کے ورکنگ وولٹیج کی حفاظتی ضروریات کے مطابق غیر سطحی تحفظ کے طور پر منتخب کیا جانا چاہیے۔

4) محفوظ آلات کی برداشت وولٹیج کی سطح کے مطابق
اگر دو سطحی بجلی کا تحفظ سامان کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح سے نیچے وولٹیج کو محدود کر سکتا ہے، تو صرف دو سطحی تحفظ کی ضرورت ہے۔ اگر سامان کی برداشت کرنے والی وولٹیج کی سطح کم ہے، تو چار یا زیادہ سطحوں کے تحفظ کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ چوتھے درجے کے تحفظ کی بجلی کی موجودہ صلاحیت 5ka سے کم نہیں ہوگی۔
(2) سرج محافظ کے سامنے فیوز اور سرکٹ بریکر کیوں لیس ہونا چاہئے؟
جب سرج پروٹیکٹر سے گزرنے والا انرش کرنٹ اس کے IMAX سے زیادہ ہوتا ہے تو سرج پروٹیکٹر ٹوٹ جاتا ہے اور فیل ہو جاتا ہے جس کے نتیجے میں سرکٹ کی شارٹ سرکٹ کی خرابی ہوتی ہے۔ شارٹ سرکٹ کی خرابی کو دور کرنے کے لیے سرکٹ بریکر یا فیوز لگانا ضروری ہے۔ مسٹر دی، بجلی کے ڈیزائن کی آن لائن تعلیم، ہر بجلی کا جھٹکا سرج محافظ کی عمر بڑھنے کا سبب بنے گا۔ مثال کے طور پر، اگر کرنٹ طویل عرصے تک موجود رہتا ہے، تو سرج محافظ زیادہ گرم ہو جائے گا اور عمر بڑھنے کو تیز کر دے گا۔ اس وقت، سرکٹ بریکر یا فیوز کے تھرمل پروٹیکشن سسٹم کو سرج پروٹیکٹر کو زیادہ سے زیادہ قابل اجازت حرارت تک پہنچنے سے پہلے سرج پروٹیکٹر کو منقطع کرنے کے لیے کام کرنے کی ضرورت ہے۔

فیوز اور سرکٹ بریکر کے لیے سرج پروٹیکٹر کے تقاضے: جب 20 معیاری 8/20 مائیکرو سیکنڈ اور 1.2/50 مائیکرو سیکنڈ ٹیسٹ دالیں ریٹیڈ کرنٹ کے تحت لگائی جائیں تو سرکٹ بریکر یا فیوز ٹرپ نہیں ہوں گے۔ جب سرج پروٹیکٹر ٹوٹ جاتا ہے اور شارٹ سرکٹ ہوتا ہے، تو سرکٹ بریکر یا فیوز کام کرے گا۔ اگر سرج پروٹیکٹر ایک سوئچنگ ماڈیول ہے، کیونکہ اس کا نقصان موڈ اوپن سرکٹ ہے، تو اسے چھوٹے سرکٹ بریکر اور فیوز کے بغیر محفوظ کیا جا سکتا ہے۔
فیوز اور سرکٹ بریکر دونوں کو سرج محافظ کے اعلیٰ تحفظ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فیوز کی خصوصیات؛ فیوز میں طویل وقت کی تاخیر اور الٹا وقت کی حد کی خصوصیات کے ساتھ فوری کرنٹ کے دو حفاظتی افعال ہوتے ہیں۔ مسٹر ڈی، الیکٹریکل ڈیزائن کی آن لائن تعلیم، بالترتیب اوورلوڈ اور شارٹ سرکٹ کے تحفظ کے طور پر استعمال ہوتا ہے، یعنی فالٹ فیوزنگ کے بعد فیوز لنک کو تبدیل کرنا ضروری ہے۔ سرکٹ بریکر کی خصوصیات: سرکٹ بریکر میں فوری موجودہ تحفظ اور اوورلوڈ تھرمل تحفظ ہوتا ہے۔ غلطی سے رابطہ منقطع ہونے کے بعد، اسے اجزاء کو تبدیل کیے بغیر دستی طور پر دوبارہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔
آنے والی لائنوں کے درمیان فرق دیکھیں: 440V سرج محافظ کو تھری فیز 280V فائیو وائر سسٹم یا تھری فیز 380V فور وائر سسٹم کے لیے منتخب کیا جائے گا۔ 220V سرج محافظ کو سنگل فیز 220V ٹو وائر سسٹم یا سنگل فیز 220V تھری وائر سسٹم کے لیے منتخب کیا جائے گا۔ اس کے علاوہ، نوٹ کریں: رہائشی عمارت کی آنے والی لائن پر تھری فیز 280v کے لیے منتخب سرج پروٹیکٹر کی پروٹیکشن لیول 2 ہے۔ سنگل فیز 220V کے لیے گریڈ 3۔
TN-CS سسٹم لائن کے عمارت کے عام ڈسٹری بیوشن باکس میں داخل ہونے کے بعد، قلم لائن N لائن اور PE لائن میں تقسیم ہو جاتی ہے۔ فیز لائن I اور پین لائن کے درمیان صرف سرج محافظ نصب کرنا ضروری ہے۔
سرج پروٹیکٹر کے سامنے والا سوئچ فیوز اور سرکٹ بریکر کو منتخب کر سکتا ہے۔ عام طور پر، IMAX > 40ka کے لیے 40 ~ 63A اور 20 ~ 32A کو IMAX <40ka کے لیے منتخب کیا جانا چاہیے۔

(3) کیا سرج محافظ اور بجلی گرانے والا ایک ہی چیز ہے؟
اگرچہ سرج پروٹیکٹر اور لائٹنگ آریسٹر دونوں میں اوور وولٹیج کو روکنے کا کام ہوتا ہے، خاص طور پر بجلی کی اوور وولٹیج، ان کے اطلاق میں اب بھی بہت سے فرق ہیں۔
1) گرفتار کرنے والوں کے پاس متعدد وولٹیج کی سطحیں ہوتی ہیں، جن میں 0.38kv کم وولٹیج سے لے کر 500kV UHV تک ہوتی ہے، جبکہ سرج حفاظتی آلات میں عام طور پر صرف کم وولٹیج کی مصنوعات ہوتی ہیں۔

2) بجلی کی لہر کے براہ راست حملے کو روکنے کے لیے لائٹننگ گرفتار کرنے والے زیادہ تر بنیادی نظام پر نصب کیے جاتے ہیں، جب کہ سرج پروٹیکٹرز زیادہ تر سیکنڈری سسٹم پر نصب کیے جاتے ہیں، جو بجلی کی لہر کے براہ راست حملے کو ختم کرنے کے بعد ایک اضافی اقدام ہے یا جب بجلی گرنے والا بجلی کی لہر کو ختم نہیں کرتا ہے۔

3) بجلی کے آلات کی حفاظت کے لیے لائٹننگ آریسٹر کا استعمال کیا جاتا ہے، اور سرج محافظ زیادہ تر الیکٹرانک آلات یا میٹروں کی حفاظت کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
4) چونکہ گرفتار کرنے والا الیکٹریکل پرائمری سسٹم سے جڑا ہوا ہے، اس لیے اس میں کافی بیرونی موصلیت کی کارکردگی اور بڑی ظاہری شکل ہونی چاہیے۔ چونکہ سرج محافظ کم وولٹیج سے جڑا ہوا ہے، اس لیے سائز بہت چھوٹا ہو سکتا ہے۔