மின்னழுத்த முறையில் ஏற்படும் திடீர் மின்னோட்ட பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD) எவ்வாறு மாற்றிகள் மற்றும் உணர்திறன் கொண்ட சாதனங்களைப் பாதுகாக்கிறது?

நவீன மின்சக்தி அமைப்புகளில், வோல்டேஜ் குறுகிய கால மாற்றங்கள் மற்றும் மின்னலால் ஏற்படும் மின்னழுத்த அதிகரிப்புகள் இன்வெர்டர்கள், சூரிய மாடுகள், கட்டுப்பாட்டு அலகுகள் மற்றும் பிற உணர்திறன் மிக்க மின்னணு உபகரணங்களுக்கு கடுமையான மற்றும் பெரும்பாலும் குறைத்து மதிப்பிடப்படும் அச்சுறுத்தலை ஏற்படுத்துகின்றன. ஒரு மின்னோட்ட பாதுகாப்பு சாதனம் மின்னழுத்த அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD) இந்த அழிவு ஏற்படுத்தும் ஆற்றல் சிக்கல்களுக்கு எதிரான முதல் மற்றும் மிக முக்கியமான பாதுகாப்பு வரிசையாகும்; இது அதிக மின்னழுத்தம் கீழே உள்ள உபகரணங்களுக்குள் ஊடுருவுவதற்கு முன்பே அதனை கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த பாதுகாப்பு செயல்பாட்டை ஒரு மின்னழுத்த அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனம் எவ்வாறு செயல்படுத்துகிறது என்பதை துல்லியமாக புரிந்துகொள்வது, நீண்டகால உபகரண நம்பகத்தன்மைக்கு பொறுப்பேற்றுள்ள பொறியாளர்கள், அமைப்பு ஒருங்கிணைப்பாளர்கள் மற்றும் வசதி மேலாளர்களுக்கு அவசியமாகும்.

ஒரு கூரையில் பொருத்தப்பட்ட சூரிய மின்சக்தி நிறுவல், தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு அடுக்கு, அல்லது வணிக கட்டிடத்தின் மின்சக்தி உள்கட்டமைப்பு ஆகியவற்றில் எங்கு பொருத்தப்பட்டாலும், மின்னழுத்த திடீர் ஏற்றத்தை தடுக்கும் சாதனம் (SPD) இயங்குவது ஒரு துல்லியமான இயற்பியல் மற்றும் மின்னியல் இயக்க வழிமுறைகளின் மூலமாகும். இந்த இயக்க வழிமுறைகள் மிகக் குறைந்த நேரத்தில் (மைக்ரோ வினாடிகளில்) திடீர் மின்னழுத்தங்களைக் கண்டறிந்து, அவற்றை வழித்தடுத்து, கட்டுப்படுத்துகின்றன; இதனால் மாற்றிகள் (Inverters) மற்றும் மின்சுற்றில் இணைக்கப்பட்டுள்ள அனைத்து உணர்திறன் மிகுந்த மின்னணு சாதனங்களின் செயல்திறன் பாதுகாக்கப்படுகிறது. இக்கட்டுரை அந்த இயக்க வழிமுறைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, அவை ஏன் முக்கியமானவை என்பதையும், எந்த அம்சங்கள் மின்னழுத்த திடீர் ஏற்றத்தை தடுக்கும் சாதனத்தை ஒரு வலுவான மின்சக்தி பாதுகாப்பு முறையின் அவசியமான பாகமாக மாற்றுகின்றன என்பதையும் விளக்குகிறது.

மின்னழுத்த திடீர் ஏற்றத்தை தடுக்கும் சாதனத்தின் முக்கிய இயக்க வழிமுறை

திடீர் மின்னழுத்த நிகழ்வுகள் எவ்வாறு உருவாகின்றன

காலவரையறையில்லாத மின்னழுத்தங்கள், பொதுவாக சர்ஜ் அல்லது ஸ்பைக்ஸ் என அழைக்கப்படுவன, ஒரு மின்சுற்றின் இயல்பான இயக்க மட்டத்தை விட மிக அதிகமாகவும், திடீரென ஏற்படும் குறுகிய கால அளவிலான மின்னழுத்த அதிகரிப்புகளாகும். இவை நேரடி அல்லது மறைமுக மின்னிடிப்புகள் போன்ற வெளிப்புற மூலங்களிலிருந்து அல்லது பெரிய குறுக்கு சுமைகளை இணைத்தல், கேபாசிட்டர் குழு செயல்பாடுகள் மற்றும் மின் வலையின் குறைபாடுகள் போன்ற உள் மூலங்களிலிருந்து உருவாகலாம். குறிப்பாக ஒளிமின்சார அமைப்புகளில், சூரிய அமைப்புகள் மற்றும் மாற்றிகளுக்கு இடையே நீண்ட கேபிள் இணைப்புகள் தூண்டப்பட்ட சர்ஜ் ஆற்றல் உணர்திறன் மிகுந்த கூறுகளுக்குள் நேரடியாக பயணிக்க சிறந்த சூழ்நிலைகளை உருவாக்குகின்றன.

மின்னல் ஒரு நிறுვனத்திலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க தூரத்தில் ஏற்பட்டாலும், அது உருவாக்கும் மின்காந்த பல்ஸ் (electromagnetic pulse) AC மற்றும் DC கடத்திகளில் உயர் வோல்டேஜ் தற்காலிக மின்னழுத்தங்களை (transients) ஏற்படுத்தக்கூடும். இந்த தற்காலிக மின்னழுத்தங்கள் சில மில்லிசெகன்டுகளில் பல ஆயிரம் வோல்ட் வரை அடையக்கூடும், இது நவீன மாற்றிகள் (inverters) மற்றும் கட்டுப்பாட்டு மின்னணு சாதனங்களின் தாங்கும் மின்னழுத்த தரநிலைகளை விட மிகவும் அதிகமாகும். பாதுகாப்பு மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனம் (surge protection device) இல்லாத நிலையில், இந்த ஆற்றல் சாதனங்களுக்குள் தடையின்றி பயணித்து, உடனடியாக முற்றிலும் செயலிழப்பை ஏற்படுத்தும் அல்லது, மேலும் மறைமுகமாக, சாதனங்களின் ஆயுளைக் குறைக்கும் தீர்வு சாராத சேதத்தை (cumulative degradation) ஏற்படுத்தும், இதற்கு வெளிப்படையான அறிகுறிகள் எதுவும் இருக்காது.

உள் சுইட்சிங் காலிகள் அதே அளவுக்கு ஆபத்தானவை. மாறும் அதிர்வெண் இயக்கிகள், கான்டாக்டர்கள் மற்றும் டிரான்ஸ்பார்மர் சுஇட்சிங் ஆகியவை அனைத்தும் மின்சார அமைப்பில் பரவும் மின்னழுத்த உச்சங்களை உருவாக்குகின்றன. சர்க்யூட்டில் முக்கிய இணைப்பு புள்ளிகளில் நிறுவப்பட்டுள்ள மின்னழுத்த உச்ச பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD), இந்த உச்சங்களை மிக முக்கியமான கீழ்நோக்கி இணைக்கப்பட்ட உணர்திறன் கொண்ட சாதனங்களை பாதிக்கும் முன்பே அவற்றை தடுக்கிறது. எனவே, மின்னழுத்த உச்ச பாதுகாப்பு என்பது வெளியில் அல்லது மின்னல் ஏற்படும் சூழல்களுக்கு மட்டுமே பொருத்தமானது அல்ல; ஏனெனில் இது எந்தவொரு தொழில்துறை அல்லது வணிக மின்சார நிறுவலுக்கும் பொருத்தமானது.

கிளாம்பிங் மற்றும் திசைதிருப்பு செயல்முறை விளக்கம்

ஒவ்வொரு மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனத்தின் மையத்திலும் மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் கூறுகளின் தொகுப்பு உள்ளது; இவை பெரும்பாலும் உலோக ஆக்ஸைடு மாறியிருப்பு எதிர்மின்துகள் (MOVs), குறுகிய கால மின்னழுத்த அழுத்த தடுப்பு டையோடுகள் அல்லது பிரிவு விட்ட மின்சார விற்று தொழில்நுட்பங்கள் ஆகியவையாகும். சாதாரண இயக்க நிலையில், இந்தக் கூறுகள் மிக உயர்ந்த மின்தடையை வெளிப்படுத்துகின்றன மற்றும் சர்க்யூட்டிற்கு செயல்பாட்டில் தெரியாமல் இருக்கின்றன. குறுகிய கால மின்னழுத்தம் சாதனத்தின் கட்டுப்பாட்டு மின்னழுத்த வெளிச்சத்தை மீறும் கணத்தில், இந்தக் கூறுகள் விரைவாக குறைந்த மின்தடை நிலைக்கு மாறி, பாதுகாக்கப்படும் சாதனங்களிலிருந்து அதிகப்படியான ஆற்றலை வேறு திசையில் திருப்புகின்றன.

இந்த விலக்கு பாதை மின்னழுத்த ஏற்றத்தை நிலத்தில் இணைப்பு அமைப்புக்கு வழிநடத்துகிறது, அங்கு அது பாதுகாப்பாக சிதறுண்டு விடப்படுகிறது. உயர் மின்தடையிலிருந்து குறைந்த மின்தடைக்கு மாற்றம் நானோ வினாடிகளிலிருந்து மைக்ரோ வினாடிகள் வரை நிகழ்கிறது, இது மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட நுண்ணிய செயலி-அடிப்படையிலான சாதனங்களைக் கூட பாதுகாக்க போதுமான வேகமாகும். கிளாம்பிங் செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு கீழ்நோக்கிய சாதனங்களுக்கு வந்து சேரும் மீதமுள்ள மின்னழுத்தம் 'பாதுகாப்பு மட்ட மின்னழுத்தம்' என அழைக்கப்படுகிறது; ஒரு நன்றாக வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD) இந்த மதிப்பை பாதுகாக்கப்படும் சாதனத்தின் தாக்குதல் தாங்கும் மின்னழுத்தத்திற்கு கீழே பாதுகாப்பாக வைத்திருக்கும்.

MOV-அடிப்படையிலான மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனங்கள், அதிக அளவு மின்னழுத்த உச்சமாற்றங்களின் அகலமான வரம்பில் சிறந்த ஆற்றல் உறிஞ்சும் திறனை வழங்குவதால் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை சூரிய புவி மின்சார அமைப்புகள் போன்ற டிசி (DC) பயன்பாடுகளுக்கு குறிப்பாக ஏற்றவையாகும், இங்கு மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனம் தொடர்ச்சியான டிசி மின்னழுத்தத்தை கையாள வேண்டும், மேலும் எப்போதும் குறுகிய கால மின்னழுத்த உச்சங்களை கட்டுப்படுத்த தயாராக இருக்க வேண்டும். வேகமான பதிலளிப்பு நேரம் மற்றும் அதிக ஆற்றல் திறன் ஆகிய இரண்டு கூறுகளின் இணைப்பு, இந்த தொழில்நுட்பத்தை உயர் அதிர்வெண் மாற்று சூழல்களிலும், அரிதான ஆனால் கடுமையான மின்னிடிப்பு நிகழ்வுகளிலும் நம்பகமாக ஆக்குகிறது.

மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனம் இன்வெர்டர்களை எவ்வாறு குறிப்பிட்ட வகையில் பாதுகாக்கிறது

இன்வெர்டர்களின் மின்னழுத்த குறுகிய கால மாற்றங்களுக்கு உள்ள உணர்திறன்

மாறுதிசை மின்னோட்ட மாற்றிகள் (Inverters) என்பவை ஏதேனும் ஒரு புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அல்லது தொழில்துறை மின்சார அமைப்பிலும் மின்னழுத்தத்திற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட கூறுகளில் ஒன்றாகும். இவை காப்பிடப்பட்ட வாயில் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர்கள் (IGBTs), மின்தேக்கிகள் (capacitors), வாயில் இயக்கிகள் (gate drivers) மற்றும் கட்டுப்பாட்டு வார்த்தைகள் (control boards) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன; இவை அனைத்தும் துல்லியமான மின்னழுத்த சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டவை. கூறின் தரப்பட்ட தாங்கும் மின்னழுத்தத்தை மீறும் வகையில் சில நுண்ணிய நொறுங்கு நிகழ்வுகள் (transient events) – அது சில நுண்ணிய நொறுங்கு நிகழ்வுகள் (microseconds) மட்டுமே நீடிக்கும் – கூட, IGBT-ன் வாயில் ஆக்சைடு அடுக்கை (gate oxide layer) நிரந்தரமாகச் சேதப்படுத்தும் அல்லது மின்தேக்கியின் காப்பு முறிவை (capacitor dielectric breakdown) ஏற்படுத்தும்.

சூரிய புவோட்டோவோல்டைக் (PV) நிறுவலில், மாற்றியானது டிசி (DC) கம்பி வரிசை சுற்றுகள் மற்றும் ஏசி (AC) வெளியீட்டு வலையமைப்பின் இடையே அமைந்துள்ளது, எனவே அது இரு பக்கங்களிலிருந்தும் ஒரே நேரத்தில் குறுகிய கால மின்னழுத்த உச்சத்திற்கு (transients) ஆளாகிறது. டிசி பக்கத்தில், மின்னலால் ஏற்படும் மின்னழுத்த உச்சங்கள் அணுக்களின் கம்பிகளின் வழியே பயணிக்கின்றன. ஏசி பக்கத்தில், மின் வலையின் சுவிட்சிங் நிகழ்வுகள் மற்றும் அருகிலுள்ள உபகரணங்கள் வெளியீட்டு டெர்மினல்கள் வழியே குறுகிய கால மின்னழுத்த உச்சங்களை செலுத்தலாம். மாற்றியின் டிசி உள்ளீடு மற்றும் ஏசி வெளியீடு ஆகிய இரு பக்கங்களிலும் பொருத்தப்பட்டுள்ள மின்னழுத்த உச்சப் பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD), மாற்றியின் குறுகிய கால மின்னழுத்த உச்சத்தால் ஏற்படும் தவறுகளுக்கான ஆபத்தை கணிசமாகக் குறைக்கும் ஒரு பாதுகாப்பு சூழலை உருவாக்குகிறது.

சூரிய மின்சார நிறுவல்களில் இருந்து பெறப்பட்ட புலத்தில் கிடைத்த தரவுகள், போதுமான மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு இல்லாமல் இயங்கும் மாற்றிகள் (இன்வெர்டர்கள்) மின்னிடிப்பு நிலை அதிகமாக உள்ள பகுதிகளில் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிக தவறு விகிதத்தை எதிர்கொள்வதை தொடர்ந்து காட்டுகின்றன. தவறிய மாற்றியை மாற்றுவது அந்த அலகின் விலையை மட்டும் அல்லாமல், இழந்த மின்சார உற்பத்தி வருவாய், வேலை செய்யும் செலவுகள் மற்றும் சாத்தியமான உத்தரவாத சிக்கல்களையும் சேர்த்து மிகவும் செலவு கடுமையானதாகும். ஒரே ஒரு மாற்றி மாற்று நிகழ்வைத் தவிர்ப்பதன் மூலம் மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD) தன்னை முழுமையாக மீட்டுக் கொள்கிறது.

அதிகபட்ச மாற்றி பாதுகாப்பிற்கான வைப்பு மூலோபாயம்

மின்னழுத்த முறிவுப் பாதுகாப்பு சாதனத்தின் உடல் அமைவிடம் சர்க்யூட்டில், அச்சாதனத்தின் மின்சார தரவரைகளை விட முக்கியமானது. சிறந்த பாதுகாப்புக்காக, பாதுகாக்கப்பட வேண்டிய சாதனத்திற்கு அதிகபட்சமாக அருகில் மின்னழுத்த முறிவுப் பாதுகாப்பு சாதனத்தை நிறுவ வேண்டும். மின்னழுத்த முறிவுப் பாதுகாப்பு சாதனத்திற்கும் இன்வெர்டருக்கும் இடையே உள்ள கடத்தியின் நீளம் அதிகமாக இருந்தால், அந்த கடத்தியில் மீதமுள்ள தூண்டல் (residual inductance) அதிகமாக இருக்கும், இது தற்காலிக மின்னழுத்தத்தின் ஒரு பகுதியை இன்வெர்டரின் டெர்மினல்களுக்கு இடையே தோன்ற விடலாம்.

PV அமைப்புகளில், DC-இல் மின்னழுத்த முறிவுப் பாதுகாப்பு சாதனத்தை நிறுவுவது சிறந்த நடைமுறையாகும் காம்பினர் பெட்டி அல்லது ஸ்ட்ரிங் ஜங்ஷன் பெட்டி அடுக்குப் பக்கத்தில் ஏற்படும் மின்னோட்ட அதிகரிப்புகளைக் கையாளுவதற்காகவும், இன்வெர்டர் உள்ளீட்டு முனைகளில் இரண்டாவது பாதுகாப்பு அடுக்கை வழங்குவதற்காகவும் கூடுதல் மின்னோட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனம் பொருத்தப்படுகிறது. மாறுதிசை மின்னோட்ட (AC) பக்கத்தில், இன்வெர்டர் வெளியீட்டில் மற்றும் முக்கிய பரிசோதனை பலகையில் (main distribution board) மின்னோட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனம் ஒன்று பொருத்தப்படுகிறது; இதனால் மின் வலையிலிருந்து வரும் குறுகிய கால மின்னோட்ட அதிகரிப்புகள் இன்வெர்டருக்குள் திரும்பி செல்வதைத் தடுக்க முடிகிறது. இந்த ஒருங்கிணைந்த, பல்புள்ளி அணுகுமுறையை 'மின்னோட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு ஒருங்கிணைப்பு' என்று அழைப்பர்; இது முழுமையான மிகை மின்னழுத்த பாதுகாப்பு முறையின் அடித்தளமாகச் செயல்படுகிறது.

மின்னோட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனம் சரியாகச் செயல்பட நிலத்துடன் சரியான இணைப்பு (earthing) அவசியம். மின்னோட்ட அதிகரிப்பைத் திருப்பிவிடும் பாதைக்கு நிலத்துடன் குறைந்த தடை (low-impedance) வழியை வழங்க வேண்டும்; அத்தகைய வழி இல்லையெனில், சாதனம் மின்னோட்ட அதிகரிப்பு ஆற்றலை திரும்பிவிட முடியாது. நிறுவல்களை வடிவமைக்கும் பொறியாளர்கள், IEC 62305 மற்றும் IEC 61643 போன்ற தொடர்புடைய தரநிலைகளில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள நிலத்துடனான இணைப்பு தடை (earthing resistance) தேவைகளை நிறைவேற்றுவதை உறுதிப்படுத்த வேண்டும்; மேலும், அனைத்து மின்னோட்ட அதிகரிப்பு பாதுகாப்பு சாதனங்களின் நிலத்துடனான இணைப்பு கம்பிகளை மிகக் குறைந்த நீளத்தில் வைத்திருக்க வேண்டும் – இதனால் நிலத்துடனான இணைப்பு கம்பியின் தூண்டல் (earth lead inductance) குறைகிறது.

மிகுந்த உணர்திறன் கொண்ட கட்டுப்பாடு மற்றும் கண்காணிப்பு சாதனங்களைப் பாதுகாத்தல்

கட்டுப்பாட்டு மின்னணு சாதனங்கள் ஏன் குறிப்பிட்ட அளவுக்கு ஆபத்திற்கு உள்ளாகின்றன?

மாற்றிகளுக்கு அப்பால், நவீன மின்சக்தி நிறுவல்கள் நிரலிடும் தர்க்க கட்டுப்பாட்டு சாதனங்கள் (PLC), தரவு பதிவுசெய்யும் சாதனங்கள், தகவல் தொடர்பு வாயில்கள், வெப்பநிலை உணர்விகள் மற்றும் தொலைநிலை கண்காணிப்பு அலகுகள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய மிக அடர்த்தியான மிகுந்த உணர்திறன் கொண்ட கட்டுப்பாட்டு மின்னணு சாதனங்களின் வலையமைப்பை நம்பியுள்ளன. இந்த சாதனங்கள் பொதுவாக குறைந்த சிக்னல் மின்னழுத்தங்களில், பெரும்பாலும் 5V, 12V அல்லது 24V-இல் இயங்குகின்றன, எனவே அவை மின்சக்தி சாதனங்களை விட சிறிய காலநிலை மின்னழுத்த மாற்றங்களுக்கு பல மடங்கு அதிக ஆபத்திற்கு உள்ளாகின்றன. ஒரு மின்காப்பு கேபிள் சேதமின்றி தாங்கக்கூடிய ஒரு காலநிலை மின்னழுத்த மாற்றம் ஒரு நுண்ணிய கட்டுப்பாட்டு சிப்பை (microcontroller) உடனே அழித்துவிடலாம் அல்லது ஃபர்ம்வேரை (firmware) சேதப்படுத்தலாம்.

தொழில்துறை சூழல்களில், கட்டுப்பாட்டு அடுக்குகளில் (control cabinets) பெரும்பாலும் நூற்றுக்கணக்கான ஆயிரம் டாலர்கள் மதிப்புள்ள துல்லியமான கருவிகள் இருக்கும். அதே மின்சார பஸில் (electrical bus) உள்ள ஒரு காந்தத்தன்மை கொண்ட சுமை சுவிட்ச் (inductive load switch) இலிருந்து ஏற்படும் ஒரே ஒரு மின்னழுத்த ஏற்றம் (surge event), சிக்னல் கேபிள்கள் வழியாக PLCகள் மற்றும் I/O மாட்யூல்களுக்குள் பயணித்து, பல கட்டுப்பாட்டு புள்ளிகளில் ஒரே நேரத்தில் தவறுகளை ஏற்படுத்தும். இந்த சூழல் மறுசீரமைப்பு செலவுகளை மட்டுமல்லாமல், உற்பத்தி நிறுத்தம், பாதுகாப்பு ஆபத்துகள் மற்றும் தரவு இழப்பு ஆகியவற்றையும் ஏற்படுத்தும். நன்றாக பொறியியல் முறையில் வடிவமைக்கப்பட்ட தொழில்துறை வசதிகளில், கட்டுப்பாட்டு அடுக்குகளுக்குள் ஒவ்வொரு நுழைவு புள்ளியிலும் சிக்னல் மற்றும் தரவு வரிகளுக்கு ஏற்ற மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனத்தை (surge protection device) பொருத்துவது தரமான நடைமுறையாகும்.

RS-485, ஈதர்நெட் மற்றும் மாட்பஸ் போன்ற தொடர்பு இடைமுகங்கள், புல சாதனங்களை கண்காணிப்பு அமைப்புகளுடன் இணைக்கும் வழியில் குறுகிய கால சேதத்திற்கு மிகவும் உட்படுத்தப்பட்டவையாகும். சிக்னல் வரிகளுக்காக குறிப்பிட்டு வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னணு தடுப்பு சாதனம், மின்சார வரிகளுக்கான சாதனங்களை விடக் குறைந்த கிளாம்பிங் மின்னழுத்தங்களையும், வேகமான பதிலளிப்பு கூறுகளையும் பயன்படுத்துகிறது, இதனால் அருகில் ஏற்படும் மின்னோட்ட அதிகரிப்பு நிகழ்விற்குப் பின்னரும் தொடர்பு சாதனங்கள் செயல்பாட்டில் இருக்கும். இந்த இணைப்பு பாதைகளைப் பாதுகாப்பதன் மூலம், எந்தவொரு மின்னியல் குறுக்கீடு ஏற்பட்டாலும் தரவு ஒருமைப்பாடு மற்றும் தொலைநிலை கண்காணிப்பு திறன் முழுவதும் பராமரிக்கப்படுகின்றன.

பல்வேறு வகையான சாதனங்களில் பாதுகாப்பை ஒருங்கிணைத்தல்

சிக்கலான நிறுவல் முழுவதும் திறமையான திடீர் மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு என்பது தனித்தனியாக சாதனங்களை நிறுவுவதை விட, ஒருங்கிணைந்த அமைப்பு அணுகுமுறையை தேவையாகக் கொள்கிறது. முதன்மை மின்சார வழங்கலில் தேர்ந்தெடுக்கப்படும் திடீர் மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு சாதனம் (SPD) மிக உயர்ந்த ஆற்றல் திடீர் மின்னழுத்தங்களை சமாளிக்க வல்லதாக இருக்க வேண்டும்; அதே நேரத்தில், கீழ்நோக்கி அமைந்த மற்ற சாதனங்கள் குறைந்த ஆற்றல் ஆனால் வேகமான திடீர் மின்னழுத்தங்களை சமாளிக்கின்றன. IEC 61643-11 இல் விளக்கப்பட்டுள்ள இந்த அடுக்கு அணுகுமுறை, ஒவ்வொரு பாதுகாப்பு அடுக்கும் தனக்கு ஏற்றவாறு திடீர் மின்னழுத்தத்தின் ஒரு பகுதியை சமாளிக்கிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது, மேலும் ஒரே ஒரு சாதனமும் மிகைப்படுத்தப்படுவதில்லை.

மேல் மட்ட மற்றும் கீழ் மட்ட மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனங்களுக்கு இடையேயான ஆற்றல் ஒத்திசைவு, 'தொடர் மின்னோட்டம்' அல்லது வெப்ப வெளியேற்றம் எனப்படும் நிகழ்வைத் தடுக்கிறது. இதில், அதிக சுமையால் செயலிழந்த சாதனம் கடந்தகால மின்னழுத்த மாற்றத்திற்குப் பிறகும் மின்னோட்டத்தைத் தொடர்ந்து கடத்துகிறது. சரியாக ஒத்திசைவு செய்யப்பட்ட சாதனங்கள் பாதுகாப்பு பொறுப்பை சிரமமின்றி மாற்றுகின்றன; மேல் மட்ட சாதனம் பெரும்பாலான ஆற்றலை உறிஞ்சுகிறது, அதே நேரத்தில் கீழ் மட்ட மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனம் அதன் வழியாகச் செல்லும் எஞ்சிய கடந்தகால மின்னழுத்த மாற்றத்தை நிறுத்துகிறது. மின்சக்தி மற்றும் சிக்னல் மின்னழுத்த தடுப்பு சாதனங்கள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் நிறுவல்களில் இந்த ஒத்திசைவு மிகவும் முக்கியமானது.

அமைப்பு வடிவமைப்பாளர்கள் எதிர்பார்க்கப்படும் தற்காலிக மின்னழுத்த ஏற்றங்களின் ஏற்ற நேரத்தை ஒப்பிட்டு, மின்னணு பாதுகாப்பு சாதனத்தின் பதிலளிப்பு நேரத்தையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மின்னலால் ஏற்படும் மின்னழுத்த ஏற்றங்களுக்கு பொதுவாக ஏற்ற நேரம் தோராயமாக 8 மைக்ரோ வினாடிகள் ஆகும், அதேசமயம் சுஇட்சிங் தற்காலிக ஏற்றங்கள் மிக வேகமாக இருக்கலாம். நிறுவலின் குறிப்பிட்ட அச்சுறுத்தல் சூழலுக்கு ஏற்றவாறு பதிலளிப்பு நேரம் மற்றும் மின்னழுத்த பாதுகாப்பு அளவை கொண்ட மின்னணு பாதுகாப்பு சாதனத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், உண்மையில் திறமையான பாதுகாப்பு மூலம் உணர்திறன் மிகுந்த சாதனங்கள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்தலாம்; இது வெறும் பெயரளவிலான ஒத்திசைவு அடிப்படையிலான பாதுகாப்பு அல்ல.

PV மற்றும் தொழில்துறை அமைப்புகளில் மின்னணு பாதுகாப்பு சாதனத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான முக்கிய மதிப்பீட்டு விதிமுறைகள்

மின்னியல் தரவரைகள் மற்றும் செயல்திறன் அளவுகள்

சரியான மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனத்தைத் தேர்வு செய்வது, அது பாதுகாக்கப்படும் மின்சுற்றின் மின்னியல் அளவுகளைப் புரிந்துகொள்வதிலிருந்து தொடங்குகிறது. டிசி சூரிய புவோடோவோல்டைக் (PV) பயன்பாடுகளுக்கு, மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனத்தின் அதிகபட்ச தொடர் இயக்க மின்னழுத்தம் (Ucpv) என்பது, எதிர்பார்க்கப்படும் மிகக் குளிர்ந்த வெப்பநிலை நிலைகளில் PV ஸ்ட்ரிங்கின் அதிகபட்ச திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும். PV மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனங்களுக்கான பொதுவான மின்னழுத்த தரம் 500V, 600V, 800V, 1000V மற்றும் 1500V DC ஆகும்; இவை நவீன ஸ்ட்ரிங் மற்றும் மைய இன்வெர்டர் கட்டமைப்புகளின் முழு வரம்பையும் உள்ளடக்குகின்றன.

பெயரளவு வெளியேற்ற மின்னோட்டம் (In) மற்றும் அதிகபட்ச வெளியேற்ற மின்னோட்டம் (Imax) ஆகிய தரவரிசைகள், இச்சாதனம் எவ்வளவு மின்னழுத்த முனைப்பு மின்னோட்டத்தை தாங்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கின்றன. மின்னிடிகள் அடிக்கடி ஏற்படும் பகுதிகளில் உயர் தரவரிசையுள்ள அமைப்புகளுக்கு, சாதனம் மின்னழுத்த முனைப்பு நிகழ்வுகளை பல முறை சந்தித்த பின்னும் செயல்திறன் குறைவின்றி இருக்க வேண்டுமெனில், Imax மதிப்பு 40kA அல்லது அதற்கு மேற்பட்டதாக உள்ள மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனங்களைப் பயன்படுத்த வேண்டும். மின்னழுத்த பாதுகாப்பு நிலை (Up) என்பது சாதனத்தின் தாக்குதல் தாங்கும் மின்னழுத்தத்தை ஒப்பிடும்போது எவ்வளவு குறைவாக இருக்க வேண்டுமோ அவ்வளவு குறைவாக இருத்தல் வேண்டும்; பொதுவான விதிப்படி, Up என்பது சாதனத்தின் தரவரிசையிடப்பட்ட தாக்குதல் தாங்கும் மின்னழுத்தத்தின் 80% ஐ விடக் குறைவாக இருத்தல் வேண்டும்.

IEC 61643-31 (PV பயன்பாடுகளுக்கான) அல்லது IEC 61643-11 (AC அமைப்புகளுக்கான) போன்ற சர்வதேசத் தரநிலைகளுக்கான சான்றிதழ், மின்னணு பாதுகாப்பு சாதனம் சுயாதீனமாக சோதிக்கப்பட்டு, வரையறுக்கப்பட்ட செயல்திறன் தர விதிமுறைகளை பூர்த்தி செய்கிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. TUV மற்றும் CE சான்றிதழ் போன்ற அங்கீகரிக்கப்பட்ட அமைப்புகளின் சான்றிதழ்கள் மேலும் தொடர்புடைய ஐரோப்பிய பாதுகாப்பு வழிகாட்டுதல்களுக்கு இசைவானது என்பதைக் குறிக்கின்றன, இது காப்பீட்டு தேவைகளுக்கு அல்லது ஒழுங்குமுறை ஆய்வுக்கு உட்பட்ட திட்டங்களுக்கு குறிப்பாக முக்கியமானது.

நிறுவனத்தின் மற்றும் திருத்துதல் எண்ணங்கள்

மின்னியல் செயல்திறனுக்காக மட்டுமல்லாமல், நிறுவுதல் மற்றும் பராமரிப்பு எளிதாக இருப்பதற்காகவும் ஒரு மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனத்தைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். பிளக்கேபிள் மாட்யூல்களுடன் கூடிய சாதனங்கள், வயரிங்கை பிரித்தல் அல்லது முழு அமைப்பை மின்சாரம் இல்லாமல் செய்யாமலேயே செயலில் உள்ள பாதுகாப்பு கூறினை மாற்ற அனுமதிக்கின்றன; இது சூரிய மின்சார விளையாட்டு மையங்கள் அல்லது தொழில்துறை உற்பத்தி வரிசைகள் போன்ற முக்கிய தொழில்நுட்ப நிறுவல்களில் மிகவும் மதிப்புமிக்கது. ஒரு காட்சிப்பூர்வ நிலைக் குறிகாட்டி அல்லது தொலைநிலை குறிப்பு தொடர்பு, பராமரிப்பு பணியாளர்களுக்கு மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனம் இன்னும் செயல்பாட்டில் உள்ளதா அல்லது ஒரு பெரிய மின்னழுத்த உச்ச நிகழ்வால் செயலிழந்துவிட்டதா என்பதை விரைவாக சரிபார்க்க அனுமதிக்கிறது.

உடல் வடிவமைப்பு மற்றும் DIN ரெயில் மவுண்டிங் ஒத்திசைவு ஆகியவையும் பயனுள்ள கருத்துகளாகும். பெரும்பாலான தொழில்துறை கட்டுப்பாட்டு அடுக்குகள் தரநிலை DIN ரெயில் கூறுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, எனவே DIN ரெயில் மவுண்டிங்கிற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னழுத்த ஏற்றத்தடுப்பு சாதனம் கூடுதல் ஹார்ட்வேர் தேவையின்றி தற்போதைய அடுக்கு அமைப்பில் சுலபமாக ஒருங்கிணைகிறது. அடுக்கு இடம் குறைவாக இருக்கும் பழைய அமைப்புகளை மேம்படுத்தும் (retrofit) பயன்பாடுகளில், சிறிய வடிவமைப்புகள் மிகவும் பயனுள்ளவையாக உள்ளன, இருப்பினும் மின்னழுத்த ஏற்றத்தடுப்பு தற்போதைய அமைப்பில் சேர்க்கப்படுகிறது.

பராமரிப்பு அட்டவணைகளில் மின்னழுத்த மிகைப்பாய்வு பாதுகாப்பு சாதனத்தின் நிலைக் குறிகாட்டியை காலாவதியாக ஆய்வு செய்வதும், சாத்தியமான அனைத்து வழிகளிலும் சாதனத்தின் தொடர்ச்சி மற்றும் பூமியுடனான இணைப்பின் ஒருமைத்தன்மையைச் சோதிப்பதும் அடங்கும். நிறுவலின் அருகில் நேரடியாக மின்னல் தாக்கம் போன்ற அறியப்பட்ட முக்கிய மிகைப்பாய்வு நிகழ்வுக்குப் பிறகு, பாதிக்கப்பட்ட சுற்று வழியில் உள்ள அனைத்து மின்னழுத்த மிகைப்பாய்வு பாதுகாப்பு சாதனங்களையும் ஆய்வு செய்து, நிலைக் குறிகாட்டி சிதைவு அல்லது தவறு எனக் காட்டினால் அவற்றை மாற்றிட வேண்டும். கூடுதல் சாதனங்களை கையில் வைத்திருப்பது, மிகைப்பாய்வு நிகழ்வுக்குப் பிறகு பாதுகாப்பு நீண்ட காலமாக இல்லாமல் இருப்பதைத் தடுக்கிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

மின்னழுத்த மிகைப்பாய்வு பாதுகாப்பு சாதனம் மற்றும் சுற்று வழியை துண்டிக்கும் சாதனம் ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான வேறுபாடு என்ன?

ஒரு சுற்று முறிப்பான் (சர்க்யூட் பிரேக்கர்), அதிகமான மின்னோட்டம் குறிப்பிடத்தக்க கால அளவுக்கு பாயும்போது சுற்று வழியை துண்டிப்பதன் மூலம் நீடித்த மிகை மின்னோட்டம் அல்லது குறுகிய சுற்று (ஷார்ட் சர்க்யூட்) நிலைகளிலிருந்து பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. எதிராக, ஒரு மின்னழுத்த திடீர் ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனம் (சர்ஜ் பிராட்டெக்ஷன் டிவைஸ்), மிக விரைவான, அதிக ஆற்றல் கொண்ட மின்னழுத்த திடீர் ஏற்றங்களை (வொல்டேஜ் டிரான்ஸியன்ட்ஸ்) கையாள வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அவை மைக்ரோ வினாடிகள் மட்டுமே நீடிக்கும். இந்த இரண்டு செயல்பாடுகளும் ஒன்றை ஒன்று நிரப்பும் தன்மையுடையவை, ஆனால் தனித்தன்மை கொண்டவை. ஒரு சுற்று முறிப்பான், திடீர் ஏற்றத்தால் ஏற்படும் சேதத்தைத் தடுக்க போதுமான வேகத்தில் செயல்பட முடியாது; மேலும், ஒரு மின்னழுத்த திடீர் ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனம், நீடித்த குறைபாடு மின்னோட்டத்தைக் கையாள வடிவமைக்கப்படவில்லை. இரண்டும் ஒரு முழுமையான மின்சார பாதுகாப்பு முறையின் அவசியமான கூறுகளாகும், மேலும் அவை பொதுவாக நன்றாக பொறியியல் செய்யப்பட்ட அமைப்புகளில் ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மின்னழுத்த திடீர் ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனத்தை எவ்வளவு அடிக்கடி மாற்ற வேண்டும்?

ஒரு மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனத்தின் சேவை ஆயுள், அது தனது வாழ்நாளில் உறிஞ்சிய மின்னழுத்த உச்சம் நிகழ்வுகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் அவற்றின் அளவைப் பொறுத்தது. ஒவ்வொரு மின்னழுத்த உச்சம் நிகழ்வும் சாதனத்தின் உள் கூறுகளின் (குறிப்பாக MOVகளின்) ஆற்றலை உறிஞ்சும் திறனை பகுதியளவு குறைக்கிறது. பல நவீன மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனங்களில், சாதனம் தனது பயனுள்ள ஆயுளை முடித்துவிட்டதைக் குறிக்க நிலை காட்டி ஒன்று சேர்க்கப்பட்டுள்ளது; இது வண்ணத்தை மாற்றும் அல்லது தொலைநிலை சிக்னல் தொடர்பை செயல்படுத்தும். பொதுவான வழிகாட்டுதலாக, மின்னிடிப்பு அதிகமாக உள்ள பகுதிகளில் மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனங்களை ஆண்டுதோறும் ஆய்வு செய்ய வேண்டும்; மேலும், ஏதேனும் ஒரு சாதனம் தெரிந்த கடுமையான மின்னழுத்த உச்சத்திற்கு ஆளாகியிருந்தால், அதனை நிறுவிய நாளிலிருந்து எவ்வளவு காலம் ஆகியிருந்தாலும், அதனை சோதிக்க அல்லது மாற்ற வேண்டும்.

ஒரு மின்னழுத்த உச்சம் பாதுகாப்பு சாதனத்தை AC மற்றும் DC இரு மின்சுற்றுகளிலும் பயன்படுத்த முடியுமா?

இல்லை, ஏசி மற்றும் டிசி மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனங்களை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றியமைக்க முடியாது. டிசி மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனங்கள் தொடர்ச்சியான டிசி மின்னழுத்தத்தை சீர்குலைவின்றி கையாளுமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் டிசி மின்னோட்டம் ஏசி மின்னோட்டத்தைப் போல இயல்பாக பூஜ்ஜியத்தைக் கடந்து செல்வதில்லை; எனவே மின்னழுத்த உச்சத்திற்குப் பின் ஏற்படும் தொடர் மின்னோட்டத்தை தடுப்பது கடினமாகும். டிசி சுற்றில் ஏசி-தரம் கொண்ட மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனத்தைப் பயன்படுத்துவது விற்று நீடித்தல், சாதனத்தின் தவறு அல்லது கூட தீ விபத்துக்கு வழிவகுக்கும். எப்போதும் நிறுவப்படும் மின்னழுத்த வகை மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றவாறு தரம் கொண்டதும், சான்றிதழ் பெற்றதுமான மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனத்தை தேர்ந்தெடுக்கவும்.

மின்னழுத்த பாதுகாப்பு சாதனம் சாதாரண சிஸ்டம் இயக்கத்தை பாதிக்கிறதா?

சாதாரண இயக்க நிலைமைகளில், சரியாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனம் மின்சார அமைப்பின் மீது குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தாது. ஏனெனில், பாதுகாப்பு கூறுகள் சாதாரண இயக்க மின்னழுத்தங்களில் மிக உயர்ந்த மின்தடையை வெளிப்படுத்துவதால், அவை ஸ்டெடி-ஸ்டேட் இயக்கத்தின் போது அளவிடக்கூடிய மின்னோட்டத்தை இழுக்கவும் மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை ஏற்படுத்தவும் செய்வதில்லை. மின்னழுத்தம் அதன் கிளாம்பிங் துணை எல்லையை மீறும் போது மட்டுமே இந்த சாதனம் செயல்படுத்தப்படுகிறது. இதன் பொருள், மின்னழுத்த ஏற்ற பாதுகாப்பு சாதனத்தை நிறுவுவது அமைப்பின் திறனைக் குறைக்காது, சாதாரண நிலைமைகளில் மின்சக்தி தரத்தை மாற்றாது, அல்லது இணைக்கப்பட்ட மாற்றிகள் அல்லது கட்டுப்பாட்டு உபகரணங்களின் இயக்க அளவுகளை மாற்ற எந்த சரிப்பும் தேவையில்லை.