પરિચયઃ
આધુનિક પરિવહનના ક્ષેત્રમાં, વિદ્યુતીકૃત રેલવે પ્રણાલીઓ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ પરિવહનની કરોડરજ્જુ બની ગઈ છે. ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેનોનું સરળ સંચાલન સુનિશ્ચિત કરવા માટે, મજબૂત અને વિશ્વસનીય ટ્રેક્શન સિસ્ટમ અનિવાર્ય છે. જો કે, આ પ્રણાલીઓ ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ માટે સંવેદનશીલ હોય છે જે વીજળી પડવાથી, કામગીરી બદલવાથી અને વીજ પુરવઠામાં ખામીને કારણે પેદા થઈ શકે છે. સર્જ અરેસ્ટર્સ આ પ્રણાલીઓના વાલીઓ તરીકે ઊભા છે, જે વિનાશક નિષ્ફળતાઓને રોકવા માટે ક્ષણિક ઊર્જાને વિચલિત કરે છે અને નષ્ટ કરે છે. આ લેખ ટ્રેક્શન સિસ્ટમ્સ માટે સર્જ એરેસ્ટર પસંદ કરવાની બહુપક્ષીય પ્રક્રિયા, ઊર્જા અને રેટેડ વોલ્ટેજ ગણતરીઓ, લાઇન લંબાઈ નિર્ભરતા, અનગ્રાઉન્ડેડ સિસ્ટમ્સ માટેની વિચારણાઓ, કામચલાઉ ઓવરવોલ્ટેજ (ટીઓવી) શરતો સાથે સતત વ્યવહાર, તેમજ સંચાલન અને સ્થાપન માર્ગદર્શિકાઓનો સમાવેશ કરે છે.
સતત વધતી ઝડપની શરૂઆત, એન્જિનની શક્તિમાં વધારો, ડીઝલ એન્જિનને તબક્કાવાર બંધ કરવા, વીજળીની પ્રવૃત્તિઓમાં વધારો અને એન. સી. આર. ટી. સી., એન. એચ. એસ. આર. સી. એલ., ડી. એફ. સી. સી. આઈ. એલ. અને અન્ય ઘણા નવા યુગના પ્રોજેક્ટ્સ સાથે 2x25કે. વી. જેવી નવી ટ્રેક્શન પાવર સિસ્ટમ્સ-સિસ્ટમની સુરક્ષા વધુ નિર્ણાયક બની ગઈ છે અને ધરપકડ કરનારાઓની યોગ્ય પસંદગી એ વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરવાની દિશામાં નિર્ણાયક પગલું છે.
ઊર્જાની ગણતરીઓઃ
સર્જ એરેસ્ટર્સ, જેને ઘણીવાર સર્જ પ્રોટેક્ટર્સ અથવા લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે સંવેદનશીલ ઉપકરણોથી દૂર ક્ષણિક ઊર્જાને શોષીને અને પુનઃદિશામાન કરીને કાર્ય કરે છે. તેમની અસરકારકતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સર્જ અરેસ્ટરની ઊર્જા-સંચાલન ક્ષમતા સંભવિત ક્ષણિક ઊર્જા કરતાં વધી જવી જોઈએ જે સર્જ ઘટનાઓ દરમિયાન દાખલ કરી શકાય છે. આઈ. ઈ. સી. 60099-5 મુજબ, સ્વિચિંગ સર્જ દરમિયાન સર્જ એરેસ્ટર દ્વારા શોષાયેલી ઊર્જા (ડબલ્યુ) ની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છેઃ
સામાન્ય રીતે, કુલ ઊર્જા W '2xW હોય છે અને તેને kJ (કિલો જુલ્સ) માં રજૂ કરવામાં આવે છે કારણ કે સ્વિચિંગ સર્જના 2 સ્ટ્રોક ગણવામાં આવે છે. જો કે, ટ્રેક્શનના કિસ્સામાં, જો વિભાગમાં લોકોમોટિવની હિલચાલ ખૂબ જ વારંવાર હોય તો પરિબળ 4 પણ હોઈ શકે છે. વધુમાં, સામાન્ય રીતે 25 ટકા સલામતી પરિબળ ઉમેરવામાં આવે છે.
Get the Daily Metro & Rail Brief
Join 125,000+ metro and rail professionals. Project updates, new tenders and contract awards from across India, in your inbox every day.
એ નોંધવું આવશ્યક છે કે જરૂરી ઊર્જા ક્ષમતા રેખાની લંબાઈ (L) ના સીધા પ્રમાણસર અને સર્જ ઇમ્પિડન્સ (Zs) ના વિપરીત પ્રમાણસર હોય છે, અને આ પરિમાણોમાં કોઈપણ ફેરફાર જરૂરી ઊર્જા ક્ષમતામાં ફેરફારમાં પરિણમશે.
તાજેતરના વિકાસમાં, ભારતીય રેલવેએ આ જ કારણોસર લોકોમોટિવ માટે 42 કેવી ક્લાસ-4 એરેસ્ટર્સનો ઉપયોગ કર્યો છે.
ટી. ઓ. વી. અને અનગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમો માટે વિચારણાઓઃ
અમુક કિસ્સાઓમાં, ટ્રેક્શન સિસ્ટમ્સ ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટને કારણે થતા સર્વિસ વિક્ષેપોને ઘટાડવા માટે અનગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરી શકે છે. જ્યારે અનગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમો (પાવર ટ્રાન્સફોર્મરના સંદર્ભમાં અનગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમો) તાત્કાલિક વિક્ષેપોને ઘટાડી શકે છે, ત્યારે તેઓ ક્ષણિક ઘટનાઓ દરમિયાન પડકારો ઉભા કરે છે. સિસ્ટમ ફોલ્ટ દરમિયાન કામચલાઉ ઓવરવોલ્ટેજ (ટી. ઓ. વી.) ની સ્થિતિઓ ઉભરી શકે છે, જેના કારણે વોલ્ટેજ અપેક્ષિત સામાન્ય સ્તરથી ઉપર વધી શકે છે. સિંગલ-ફેઝ-ટુ-ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટની વધતી શક્યતાને ધ્યાનમાં રાખીને, બિન-ગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમો માટે સર્જ એરેસ્ટર્સની પસંદગી કાળજીપૂર્વક કરવી જોઈએ, જે ગંભીર સિસ્ટમ-વ્યાપી સમસ્યાઓમાં પરિણમી શકે છે. સર્જ એરેસ્ટરની પસંદગીએ અસરકારક રક્ષણ પૂરું પાડવા માટે આધારહીન પ્રણાલીઓની અનન્ય લાક્ષણિકતાઓને ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે.
ઉદાહરણ તરીકેઃ 25/27.5 કેવીની પરંપરાગત રેલ્વે પ્રણાલીઓમાં મહત્તમ સ્વીકાર્ય વોલ્ટેજ 29 કેવી છે. સોલિડલી ગ્રાઉન્ડેડ સિસ્ટમો માટે 1.4 ના પરિબળને લાગુ કરીને, આપણે 29 x 1.4 = 40.6 ના રેટેડ વોલ્ટેજ પર પહોંચીએ છીએ, જે 42kV તરીકે 3 ના નજીકના ગુણાંક પર ગોળાકાર થાય છે.
જો કે, સમાન વોલ્ટેજ સ્તરોની અનગ્રાઉન્ડ સિસ્ટમોના કિસ્સામાં, પરિબળ 1.73 બની જાય છે, અને યોગ્ય રેટેડ વોલ્ટેજ 29 x 1.73 = 50.6 બની જાય છે, જે 51kV સુધી ગોળાકાર થાય છે.
આઇઇસી 60099-5 મુજબ, "કારણ કે વિતરણ પ્રણાલીઓ પર ઓવરવોલ્ટેજના સ્તરનું સારી રીતે નિરીક્ષણ કરવામાં આવતું નથી અને ઘણા કિસ્સાઓમાં તે સારી રીતે જાણીતું નથી, તેથી તેમને પ્રણાલીના ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટ દરમિયાન સૌથી ખરાબ સ્થિતિ માનવામાં આવે છે. જમીનની ખામી એ વિતરણ પ્રણાલી પર કામચલાઉ ઓવરવોલ્ટેજનું સૌથી સામાન્ય કારણ હોવાથી અને ખામી વિનાના તબક્કા પર વોલ્ટેજમાં વૃદ્ધિની તીવ્રતા ભાગ્યે જ જાણીતી હોવાથી, તેને અટકાવનારના કદના હેતુઓ માટે સૌથી ખરાબ કેસ માનવામાં આવે છે. સૌથી ખરાબ કેસ વોલ્ટેજ વધારો સિસ્ટમ તટસ્થ રૂપરેખાંકન પર આધાર રાખે છે
આ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવા માટે, એન. એચ. એસ. આર. સી. એલ. એ ફેઝ-ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટના કિસ્સામાં હેલ્થ લાઇન પર વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સ પર નજર રાખવા માટે ઇ. વી. ટી. (અર્થિંગ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર) સ્થાપિત કર્યું છે.
ઝીરો-ક્રોસિંગ કામગીરી અને વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સ સાથે સહસંબંધઃ
નવા યુગના સર્કિટ બ્રેકર્સ શૂન્ય-ક્રોસિંગ પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે-જે વોલ્ટેજના ઉદયને મર્યાદિત કરે છે/વોલ્ટેજ-બમણી અસરને ટાળે છે. જો કે, શૂન્ય-પાર કરવાની ક્ષમતા ન હોય તો, ઇન્સ્યુલેશન-સંકલન અભ્યાસ કરતી વખતે કાળજી લેવી આવશ્યક છે. નોન-ઝીરો ક્રોસિંગ બ્રેકર્સ વિરુદ્ધ ઝીરો-ક્રોસિંગ બ્રેકર્સના કિસ્સામાં વોલ્ટેજમાં વધારો અનેક ગણો વધારે જોવા મળ્યો છે.
સંચાલન અને સ્થાપન વિચારણાઓઃ
સર્જ એરેસ્ટર્સનું યોગ્ય સંચાલન અને સ્થાપન તેમની અસરકારક કામગીરી માટે નિર્ણાયક છે. શારીરિક નુકસાન અથવા દૂષણને રોકવા માટે સર્જ એરેસ્ટર્સને ઉત્પાદકની માર્ગદર્શિકા અનુસાર સંગ્રહિત અને પરિવહન કરવું જોઈએ. ધરપકડ કરનારાઓને પાણીના ખાબોચિયામાં જમીન પર રાખવામાં આવે તે જોવું ખૂબ જ સામાન્ય છે, જે પછી સળંગ દિવસો સુધી ત્યાં રહીને તમામ પ્રકારની હવામાન પરિસ્થિતિઓમાંથી પસાર થાય છે. ધરપકડ કરનારાઓની લાંબી ઉંમર સુનિશ્ચિત કરવા માટે આવી પરિસ્થિતિઓને ટાળવી જોઈએ.
છેલ્લે, ધરપકડ કરનારની યોગ્ય કામગીરી માટે અર્થિંગ રેઝિસ્ટન્સ એ મેક-અથવા-બ્રેક લાક્ષણિકતા છે. આર. ડી. એસ. ઓ. ના ટી. આઈ./એમ. આઈ./0030 અનુસાર ધરપકડ કરનારાઓની સ્થાપના અને કમિશનિંગ સાથે સંબંધિત-મહત્તમ સ્વીકાર્ય અર્થિંગ રેઝિસ્ટન્સ એ. ટી. પર 10 ઓહ્મ, ટી. એસ. એસ. પર 0.5 ઓહ્મ અને એસ. પી./એસ. એસ. પી. પર 2 ઓહ્મ છે. જ્યારે વીજળીનો પ્રવાહ પ્રવાહ પસાર થાય છે ત્યારે આ પ્રતિકારમાં કોઈપણ વધારો મોટા વોલ્ટેજ ડ્રોપનું કારણ બને છે, જેનાથી ઇન્સ્યુલેશન વોલ્ટેજ પર ભાર મૂકવામાં આવે છે જે સર્જ એરેસ્ટરની ક્ષમતાઓનો સામનો કરે છે.
તારણઃ
ઉપર જણાવેલી બાબતો એ એરેસ્ટર પસંદગીના વિશાળ ક્ષેત્રની સપાટીને સરખી કરે છે જે વિદ્યુત અને યાંત્રિક પસંદગી માટે 25 થી વધુ પરિબળોને (IEC 60099-5 મુજબ) ધ્યાનમાં લે છે-જેમ કે ફેરાન્ટી અસર, વીજળીની તીવ્રતા, વિભાગમાં હાજર એન્જિનની સંખ્યા આપેલ સમયે, ટ્રેનોની આવર્તન, ભાર અસ્વીકારની સ્થિતિ, અન્ય ઘણા પરિમાણો વચ્ચે.
નિષ્કર્ષમાં-ટ્રેક્શન સિસ્ટમ્સ માટે સર્જ એરેસ્ટરની પસંદગી એ એક બહુપક્ષીય પ્રક્રિયા છે જે ઊર્જા અને રેટેડ વોલ્ટેજ ગણતરીઓ, લાઇન લંબાઈ નિર્ભરતા, સિસ્ટમ ગ્રાઉન્ડિંગ, ટીઓવી શરતો અને ઇન્સ્ટોલેશન પ્રથાઓને કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવાની માંગ કરે છે. આ વિચારણાઓનું પાલન કરીને, રેલવે ઓપરેટરો વીજળીકૃત રેલવે પ્રણાલીઓની વિશ્વસનીયતા, સલામતી અને કાર્યક્ષમતાને સુનિશ્ચિત કરીને ક્ષણિક ઓવરવોલ્ટેજ સામે મજબૂત સંરક્ષણ સ્થાપિત કરી શકે છે. આધુનિક પરિવહનના શાંત વાલીઓ તરીકે સર્જ અરેસ્ટર્સ, સતત વિકસતી દુનિયામાં ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેનોનું અવિરત સંચાલન જાળવવામાં અનિવાર્ય ભૂમિકા ભજવે છે.