लाइटनिंग अरेस्टर — सिद्धांत, प्रकार एवं निर्माण

विद्युत अभियांत्रिकी कर्षण वितरण अध्याय 43/87 20 मिनट पठन स्रोत: आधिकारिक
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स्विचगियर इन्सुलेशन आवश्यकताएं क्षणिक वोल्टेज द्वारा आकारित होती हैं — संक्षिप्त, असामान्य रूप से उच्च वोल्टेज तरंगें जो बिजली, अचानक परिपथ परिवर्तन, स्विचिंग, अनुनाद, आर्किंग ग्राउंड, दोष, एवं यात्रा तरंगों के कारण होती हैं।

प्रतिनिधि तड़ित प्रहार मानपरिमाण
Voltage2 × 10⁸ volts
Current2 × 10⁴ Amps
Duration10⁻⁵ seconds
Power8 × 10⁵ kW

लाइटनिंग अरेस्टर (LA) का उद्देश्य अतिरिक्त-वोल्टेज को अर्थ में डिस्चार्ज करना है, सेवा व्यवधान एवं स्टेशन-उपकरण क्षति को रोकते हुए।

प्रौद्योगिकी परिवर्तन — एक सदी का उछाल-सुरक्षा विकास

  1. सबसे पुराना: सरल स्पार्क गैप ने अतिरिक्त-वोल्टेज/उछाल को रोका।
  2. फिर: लेड ऑक्साइड एवं इलेक्ट्रोकेमिकल एल्यूमिनियम-सेल युक्तियां — हर्मेटिकली सील्ड नहीं।
  3. 1930 का दशक: सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) गैर-रैखिक तत्व → हर्मेटिकली-सील्ड SiC गैप्ड अरेस्टर। SiC-आधारित अरेस्टर 1970 तक प्रमुख बने रहे।
  4. 1970 का दशक: जिंक ऑक्साइड (ZnO) गैर-रैखिक तत्वों ने पहले गैपलेस अरेस्टर को जन्म दिया।

गैपलेस (ZnO) लाइटनिंग अरेस्टर का कार्य सिद्धांत

एक ZnO अरेस्टर में ZnO पॉली-क्रिस्टलाइन तत्व होते हैं, एक खोखले पोर्सिलेन इंसुलेटर में स्थापित, अत्यधिक गैर-रैखिक वोल्टेज-धारा विशेषताएं प्रदर्शित करते हुए।

V-I वक्र क्षेत्रविवरण
A — Bottom linear partOhmic region
B — Knee pointBreakdown region
C — Non-linear partNon-linear region
D — Upper linear partUp-linear region
O — Working pointContinuously applied voltage

ZnO (गैपलेस) के लाभ SiC (गैप्ड) पर

लाइटनिंग अरेस्टर की रेटिंग

चूंकि एक LA की डिस्चार्ज ऊर्जा भारी धारा परिमाण के बावजूद कम होती है, मुख्य रेटिंग विचार लाइन-टू-ग्राउंड गतिशील वोल्टेज है। सामान्यतः 5% भत्ता माना जाता है।

मुख्य शब्दावली

बिजली उछाल के विरुद्ध सुरक्षात्मक युक्तियों के प्रकार

LA/सर्ज डाइवर्टर वर्गवोल्टेज रेटिंगडिस्चार्ज करंटअनुप्रयोग
Station Type3kV to 245kV10,000 ASub-station and power transformer protection
Line Type3kV to 123kV5,000 ADistribution transformer, small power transformer protection
Distribution Type0.175kV to 0.660kV1,500 APole-mounted substation, distribution transformer protection

यह अध्याय स्टेशन प्रकार LA पर केंद्रित है, क्योंकि यह स्विचिंग स्टेशनों में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

स्टेशन प्रकार LA (गैपलेस) का निर्माण

प्रत्येक अरेस्टर में एक या अधिक मॉड्यूलर इकाइयां होती हैं, समग्र रेटिंग के आधार पर एक के ऊपर एक जमा की जाती हैं।

डिस्चार्ज वर्गन्यूनतम व्यास
Class 141 ±1 mm
Class 250 ±2 mm
Class 362 ±2 mm
Class 475 ±2 mm

ZnO अरेस्टर हेतु असामान्य सेवा स्थितियां

निरंतर परिचालन वोल्टेज (COV) का सामान्यतः अनुमान (नाममात्र सिस्टम वोल्टेज)/√3 के रूप में लगाया जाता है।

स्थापना — मुख्य सावधानियां

🎯
परीक्षा पर ध्यान — संख्याएं जो एक साथ आती हैं एवं भ्रमित करती हैं
कई अलग संख्यात्मक तथ्य भ्रमित करना आसान है: रॉड गैप इंसुलेटर फ्लैशओवर से 20% नीचे टूटता है; आर्क-से-इंसुलेटर सुरक्षा अनुपात L1 > L/3 है।

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