परिचयः
आधुनिक परिवहन के क्षेत्र में, विद्युतीकृत रेलवे प्रणाली कुशल और टिकाऊ आवागमन की रीढ़ बन गई है। विद्युत रेलगाड़ियों के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, मजबूत और विश्वसनीय कर्षण प्रणाली अनिवार्य है। हालाँकि, ये प्रणालियाँ क्षणिक ओवरवोल्टेज के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं जो बिजली गिरने, संचालन बदलने और बिजली आपूर्ति में दोष से उत्पन्न हो सकती हैं। सर्ज अरेस्टर इन प्रणालियों के संरक्षक के रूप में खड़े होते हैं, जो विनाशकारी विफलताओं को रोकने के लिए क्षणिक ऊर्जा को विचलित और नष्ट करते हैं। यह लेख कर्षण प्रणालियों के लिए सर्ज अरेस्टर का चयन करने की बहुआयामी प्रक्रिया, ऊर्जा और रेटेड वोल्टेज गणना, रेखा की लंबाई निर्भरता, आधारहीन प्रणालियों के लिए विचार, अस्थायी ओवरवोल्टेज (टीओवी) स्थितियों से लगातार निपटने के साथ-साथ हैंडलिंग और स्थापना दिशानिर्देशों पर प्रकाश डालता है।
लगातार बढ़ती गति, इंजनों की बढ़ती शक्ति, डीजल इंजनों से चरणबद्ध तरीके से बाहर निकलने, बिजली की गतिविधियों में वृद्धि और एन. सी. आर. टी. सी., एन. एच. एस. आर. सी. एल., डी. एफ. सी. सी. आई. एल. और कई अन्य जैसे नए युग की परियोजनाओं के साथ 2x25के. वी. जैसी नई कर्षण शक्ति प्रणालियों की शुरुआत के साथ-प्रणाली की सुरक्षा और भी अधिक महत्वपूर्ण हो गई है और गिरफ्तारी करने वालों का सही चयन विश्वसनीयता सुनिश्चित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।
ऊर्जा गणनाः
सर्ज अरेस्टर, जिन्हें अक्सर सर्ज प्रोटेक्टर या लाइटनिंग अरेस्टर के रूप में जाना जाता है, संवेदनशील उपकरणों से दूर क्षणिक ऊर्जा को अवशोषित और पुनर्निर्देशित करके कार्य करते हैं। उनकी प्रभावशीलता सुनिश्चित करने के लिए, सर्ज अरेस्टर की ऊर्जा-प्रबंधन क्षमता उस संभावित क्षणिक ऊर्जा से अधिक होनी चाहिए जिसे सर्ज घटनाओं के दौरान पेश किया जा सकता है। आई. ई. सी. 60099-5 के अनुसार, स्विचिंग सर्ज के दौरान सर्ज अरेस्टर द्वारा अवशोषित ऊर्जा (डब्ल्यू) की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती हैः
आम तौर पर, कुल ऊर्जा W '2xW है और इसे kJ (किलो जूल) में दर्शाया जाता है क्योंकि स्विचिंग सर्ज के 2 स्ट्रोक माने जाते हैं। हालांकि, कर्षण के मामले में, खंड के भीतर लोकोमोटिव की आवाजाही बहुत बार होने की स्थिति में कारक 4 भी हो सकता है। इसके अलावा, आम तौर पर 25 प्रतिशत का सुरक्षा कारक जोड़ा जाता है।
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यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आवश्यक ऊर्जा क्षमता रेखा की लंबाई (एल) के सीधे आनुपातिक है और सर्ज इम्पीडेन्स (जेडएस) के विपरीत आनुपातिक है, और इन मापदंडों में किसी भी बदलाव के परिणामस्वरूप आवश्यक ऊर्जा क्षमता में परिवर्तन होगा।
हाल के घटनाक्रमों में, भारतीय रेलवे ने पहले से ही इन कारणों से इंजनों के लिए 42 केवी क्लास-4 अरेस्टर का उपयोग किया है।
टी. ओ. वी. और आधारहीन प्रणालियों के लिए विचारः
कुछ मामलों में, कर्षण प्रणाली जमीनी दोषों के कारण होने वाले सेवा व्यवधानों को कम करने के लिए आधारहीन प्रणालियों का उपयोग कर सकती है। जबकि अनग्राउंडेड सिस्टम (पावर ट्रांसफॉर्मर के संबंध में अनग्राउंडेड सिस्टम) तत्काल रुकावटों को कम कर सकते हैं, वे क्षणिक घटनाओं के दौरान चुनौतियों का सामना करते हैं। अस्थायी ओवरवोल्टेज (टी. ओ. वी.) स्थितियाँ प्रणाली दोषों के दौरान उभर सकती हैं, जिससे वोल्टेज प्रत्याशित सामान्य स्तरों से ऊपर बढ़ जाता है। एकल-चरण-से-भूमि दोषों की बढ़ती संभावना पर विचार करते हुए, जो गंभीर प्रणाली-व्यापी मुद्दों में बढ़ सकते हैं, आधारहीन प्रणालियों के लिए सर्ज अरेस्टर का चयन सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए। सर्ज अरेस्टर चयन को प्रभावी सुरक्षा प्रदान करने के लिए आधारहीन प्रणालियों की अनूठी विशेषताओं के लिए जिम्मेदार होना चाहिए।
उदाहरण के लिएः 25/27.5 केवी की पारंपरिक रेलवे प्रणालियों में, अधिकतम अनुमेय वोल्टेज 29 केवी है। ठोस रूप से ग्राउंडेड प्रणालियों के लिए 1.4 के कारक को लागू करके, हम 29 x 1.4 = 40.6 के रेटेड वोल्टेज पर पहुंचते हैं, जो 42kV के रूप में 3 के निकटतम गुणक के लिए गोल होता है।
हालांकि, समान वोल्टेज स्तरों के आधारहीन प्रणालियों के मामले में, कारक 1.73 हो जाता है, और उपयुक्त रेटेड वोल्टेज 29 x 1.73 = 50.6 हो जाता है, जो 51kV तक गोल हो जाता है।
आई. ई. सी. 60099-5 के अनुसार, "क्योंकि वितरण प्रणालियों पर ओवरवोल्टेज के स्तर की अच्छी तरह से निगरानी नहीं की जाती है और कई मामलों में अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है, उन्हें सिस्टम ग्राउंड फॉल्ट के दौरान सबसे खराब स्थिति माना जाता है। चूंकि ग्राउंड फॉल्ट एक वितरण प्रणाली पर अस्थायी ओवरवोल्टेज का सबसे आम कारण है और दोषरहित चरण पर वोल्टेज वृद्धि का परिमाण शायद ही कभी ज्ञात होता है, इसलिए गिरफ्तारी के आकार के उद्देश्यों के लिए इसे सबसे खराब मामला माना जाता है। सबसे खराब स्थिति वोल्टेज वृद्धि प्रणाली तटस्थ विन्यास पर निर्भर करती है
इन स्थितियों का मुकाबला करने के लिए, एन. एच. एस. आर. सी. एल. ने चरण-भूमि दोष के मामले में स्वास्थ्य लाइन पर वोल्टेज स्पाइक्स की निगरानी के लिए एक ई. वी. टी. (अर्थिंग वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर) स्थापित किया है।
शून्य-पार संचालन और वोल्टेज स्पाइक्स के साथ सह-संबंधः
नए युग के सर्किट ब्रेकर में शून्य-पार करने की स्थिति में काम करने की क्षमता होती है-जो वोल्टेज की वृद्धि को सीमित करता है/वोल्टेज-दोगुना प्रभाव से बचाता है। हालांकि, शून्य पार करने की क्षमता नहीं होने के मामले में, इन्सुलेशन-समन्वय अध्ययन का संचालन करते समय सावधानी बरतनी चाहिए। गैर-शून्य क्रॉसिंग ब्रेकर बनाम शून्य-क्रॉसिंग ब्रेकर के मामले में वोल्टेज में वृद्धि कई गुना अधिक पाई गई है।
संभालना और स्थापना पर विचारः
सर्ज अरेस्टर की उचित हैंडलिंग और स्थापना उनके प्रभावी संचालन के लिए महत्वपूर्ण है। शारीरिक क्षति या संदूषण को रोकने के लिए सर्ज अरेस्टर को निर्माता दिशानिर्देशों के अनुसार संग्रहीत और परिवहन किया जाना चाहिए। गिरफ्तार करने वालों को पानी के गड्ढे में जमीन पर रखा जाना बहुत आम बात है, जो तब लगातार कई दिनों तक वहाँ रहते हुए सभी प्रकार की मौसमी स्थितियों से गुजरता है। गिरफ्तारीकर्ताओं की लंबी आयु सुनिश्चित करने के लिए ऐसी स्थितियों से बचा जाना चाहिए।
अंत में, पृथ्वी प्रतिरोध गिरफ्तारीकर्ता के उचित कार्य के लिए एक मेक-या-ब्रेक विशेषता है। आर. डी. एस. ओ. के टी. आई./एम. आई./0030 के अनुसार गिरफ्तारीकर्ताओं की स्थापना और नियुक्ति से संबंधित-अधिकतम अनुमेय पृथ्वी प्रतिरोध ए. टी. पर 10 ओम, टी. एस. एस. पर 0.5 ओम और एस. पी./एस. एस. पी. पर 2 ओम हैं। इन प्रतिरोधों में कोई भी वृद्धि एक बड़ी वोल्टेज गिरावट का कारण बनती है जब बिजली का निर्वहन धारा गुजरती है जिससे इंसुलेशन वोल्टेज को सर्ज अरेस्टर की प्रतिरोध क्षमताओं पर जोर दिया जाता है।
निष्कर्षः
उपरोक्त केवल अवरोधक चयन के विशाल क्षेत्र की सतह को कम करता है जो विद्युत और यांत्रिक चयन के लिए 25 से अधिक कारकों (आई. ई. सी. 60099-5 के अनुसार) को ध्यान में रखता है-जैसे कि फेरंटी प्रभाव, बिजली की तीव्रता, एक निश्चित समय पर खंड में मौजूद इंजनों की संख्या, ट्रेनों की आवृत्ति, भार अस्वीकृति की स्थिति, कई अन्य मापदंडों के बीच।
अंत में-कर्षण प्रणालियों के लिए सर्ज अरेस्टर का चयन एक बहुआयामी प्रक्रिया है जो ऊर्जा और रेटेड वोल्टेज गणना, लाइन की लंबाई निर्भरता, सिस्टम ग्राउंडिंग, टीओवी स्थितियों और स्थापना प्रथाओं पर सावधानीपूर्वक विचार करने की मांग करती है। इन विचारों का पालन करके, रेलवे संचालक विद्युतीकृत रेलवे प्रणालियों की विश्वसनीयता, सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित करते हुए क्षणिक ओवरवोल्टेज के खिलाफ एक मजबूत रक्षा स्थापित कर सकते हैं। आधुनिक परिवहन के मूक संरक्षक के रूप में तेजी से गिरफ्तारी करने वाले, एक निरंतर विकसित होती दुनिया में इलेक्ट्रिक ट्रेनों के निर्बाध संचालन को बनाए रखने में एक अनिवार्य भूमिका निभाते हैं।