स्विचगियर

स्विचगियर क्या है?

विद्युत परिपथों की डिज़ाइन में पूर्व निर्धारित भार क्षमता निर्धारित होती है। अत्यधिक धारा के कारण तारों में अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होने और सिस्टम के ओवरलोड होने से बचने के लिए इन्हें नियंत्रित करना आवश्यक है। ओवरलोड सिस्टम एक सुरक्षा जोखिम है जो महत्वपूर्ण घटकों को नुकसान पहुंचा सकता है और यहां तक ​​कि बिजली से आग लगने का कारण भी बन सकता है। विद्युत उपकरणों को नियंत्रित करने और उनके सुरक्षित एवं कुशल संचालन को सुनिश्चित करने के लिए स्विचगियर का उपयोग किया जाता है।

स्विचगियर के घटकों में विद्युत डिस्कनेक्ट स्विच, सर्किट ब्रेकर, फ्यूज और लाइटनिंग अरेस्टर शामिल हैं जो विद्युत प्रवाह को संचालित या बाधित करते हैं। जब विद्युत प्रवाह में अचानक वृद्धि होती है, तो स्विचगियर बिजली के प्रवाह को बाधित करता है और विद्युत प्रणालियों को ऊर्जा अधिभार से होने वाले नुकसान से बचाता है।

स्विचगियर की आवश्यकता क्यों होती है?

स्विचगियर को बिजली आपूर्ति से जुड़े उपकरणों को विद्युत अतिभार के खतरे से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। विद्युत स्विचिंग उपकरण विद्युत प्रवाह को नियंत्रित और विनियमित करके मशीनों, उपकरणों, मोटरों और अन्य प्रणालियों की सुरक्षा करते हैं जिनमें विद्युत परिपथ होते हैं।

स्विचगियर रखरखाव और मरम्मत विशेषज्ञों को सक्रिय सर्किट से अलग करके उन्हें नुकसान से भी बचाता है। इलेक्ट्रीशियन और बिजली कंपनियां सर्किट का सुरक्षित परीक्षण करने, रखरखाव कार्य करने और आगे आने वाली खराबी को दूर करने के लिए उपकरणों को निष्क्रिय करने के लिए स्विचगियर पर निर्भर करती हैं।

स्विचगियर कैसे काम करता है?

स्विचगियर उपकरण विद्युत प्रणाली में बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करके क्षति और सेवा में रुकावट को रोकता है। यह प्रभावित सर्किटों को अलग करते हुए एक साथ कई स्रोतों से लोड को बिजली की आपूर्ति कर सकता है। जब विद्युत उछाल या खराबी के कारण विद्युत स्विचिंग असेंबली में सर्किट ब्रेकर सक्रिय हो जाता है, तो सहायक घटक ओवरलोड सर्किट में करंट को रोककर उसे समाप्त कर देते हैं, जबकि चालू सर्किटों को बिजली की आपूर्ति जारी रखते हैं।

स्विचबोर्ड बनाम स्विचगियर
स्विचबोर्ड और स्विचगियर के कार्य अत्यंत भिन्न होते हैं। इनमें अलग-अलग हार्डवेयर घटक, वोल्टेज, उपयोग और सुरक्षा मानक होते हैं। स्विचबोर्ड कम वोल्टेज वाले उपकरण हैं जिनका उपयोग वाणिज्यिक और औद्योगिक परिवेश में अलग-अलग ट्रांसफार्मर, नियंत्रण प्रणाली, सर्किट पैनल और लोड को बिजली संचारित करने, पुनर्निर्देशित करने और वितरित करने के लिए किया जाता है। स्विचगियर खतरनाक बिजली के उछाल को रोकने के लिए विद्युत प्रवाह को नियंत्रित करता है।

स्विचगियर के प्रकार
उत्तरी अमेरिका में, प्रत्यावर्ती धारा की आपूर्ति करने वाले विद्युत प्रणालियों के लिए ANSI/IEEE और NEC 2014 मानकों के अनुसार तीन प्रकार के विद्युत स्विचिंग उपकरणों को वर्गीकृत किया गया है।

1. कम वोल्टेज वाले विद्युत स्विचिंग उपकरण का उपयोग उन प्रणालियों के लिए किया जाता है जो 1 किलोवोल्ट (kV) से कम पर संचालित होती हैं।

2. मध्यम-वोल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरण 1 केवी से 75 केवी तक के वोल्टेज पर संचालित होते हैं।

3. उच्च वोल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरण 75 केवी से लगभग 230 केवी तक के वोल्टेज पर संचालित होते हैं।

विद्युत स्विचिंग उपकरण को बाहरी उपयोग में लाते समय छेड़छाड़ और मौसम के प्रभावों से बचाने के लिए उसे उपयुक्त NEMA-रेटेड आवरण में रखा जाना चाहिए।

● निम्न-वोल्टेज स्विचगियर
लो-वोल्टेज स्विचगियर में स्विच, लो-वोल्टेज सर्किट ब्रेकर, अर्थ लीकेज सर्किट ब्रेकर, मिनिएचर सर्किट ब्रेकर (एमसीबी), मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर (एमसीसीबी), हाई-इंटरप्टिंग कैपेसिटी (एचआरसी) फ्यूज और ऑफलोड इलेक्ट्रिकल आइसोलेटर शामिल होते हैं।

इस उपकरण को इनडोर या आउटडोर उपयोग के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है और इसे 208 वोल्ट, 240 वोल्ट, 480 वोल्ट और 600 वोल्ट से लेकर 1000 वोल्ट तक के वोल्टेज पर उपयोग के लिए रेट किया जा सकता है। औद्योगिक, नगरपालिका और वाणिज्यिक प्रतिष्ठान आमतौर पर एचवीएसी, प्रकाश व्यवस्था और अन्य भवन प्रणालियों को बिजली आपूर्ति को नियंत्रित करने के लिए कम वोल्टेज वाले स्विचगियर का उपयोग करते हैं।

● मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर
मध्यम-वोल्टेज स्विचगियर बिजली के अचानक बढ़ने या सिस्टम में खराबी आने की स्थिति में करंट के प्रवाह को बाधित करने के लिए तेल, गैस या वैक्यूम इंसुलेटर और सर्किट ब्रेकर का उपयोग करते हैं। इंसुलेटर विद्युत स्विचिंग उपकरण के भीतर के घटकों की सुरक्षा और उन्हें ठंडा करते हैं, जबकि सर्किट ब्रेकर आर्क को समाप्त करने के लिए सर्किट के संपर्कों को अलग कर देता है।

इनडोर और आउटडोर सिस्टम आमतौर पर 5 kV, 12 kV, 15 kV और 35 kV से लेकर 75 kV तक की रेटिंग में उपलब्ध होते हैं, जो उनकी अधिकतम वोल्टेज क्षमता को दर्शाते हैं। इस प्रकार के विद्युत स्विचिंग उपकरण आमतौर पर बिजली उत्पादन स्टेशनों और ट्रांसमिशन सबस्टेशनों में उपयोग किए जाते हैं। इनका उपयोग औद्योगिक और वाणिज्यिक प्रतिष्ठानों में मोटर, फीडर सर्किट और जनरेटर को नियंत्रित करने के लिए भी किया जाता है।

● उच्च-वोल्टेज स्विचगियर
उच्च-वोल्टेज स्विचगियर कम से कम 75 केवी पर संचालित होने वाले विद्युत प्रणालियों को नियंत्रित करता है। यह विद्युत स्विचिंग उपकरण करंट को नियंत्रित करने, विनियमित करने, बाधित करने, पृथक करने और निकालने के लिए डिस्कनेक्टर, अर्थिंग स्विच, उच्च-करंट स्विचिंग तंत्र, फ्यूज और सर्किट ब्रेकर का उपयोग करता है।

किसी भी प्रकार की विद्युत खराबी से अत्यधिक शक्तिशाली आर्क उत्पन्न हो सकता है, इसलिए उच्च-वोल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरण का निरंतर और विश्वसनीय रूप से कार्य करना आवश्यक है। यह स्विचिंग उपकरण उन कार्यों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है जहाँ विद्युत खराबी की घटनाएं अधिक होती हैं और उपकरणों को नियमित रूप से बंद करने की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर बड़े विद्युत पारेषण और वितरण प्रणालियों तथा वाणिज्यिक या औद्योगिक प्रतिष्ठानों में पाया जाता है।

स्विचगियर इन्सुलेशन के प्रकार
वोल्टेज में भिन्नता होने पर, स्विचगियर सक्रिय उपकरणों को विद्युत दोषों से बचाने के लिए विभिन्न प्रकार के इन्सुलेशन का उपयोग कर सकता है। स्विचगियर के आवरणों में निम्नलिखित प्रकार के इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है।

● गैस-अछूते विद्युत स्विचिंग उपकरण
गैस-इंसुलेटेड स्विचगियर (जीआईएस) में सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है जो विद्युत दोष से उत्पन्न आर्क करंट को बुझाने के लिए कंडक्टरों और संपर्कों को इन्सुलेट करने हेतु दबावयुक्त सल्फर हेक्साफ्लोराइड गैस (एसएफ6) का इस्तेमाल करते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) एसएफ6 का एक पर्यावरण-अनुकूल विकल्प है। एसएफ6 को सीओ2 से बदलने पर उपकरण के जीवनकाल में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में 10 टन तक की कमी आ सकती है।

● वायुरोधी विद्युत स्विचिंग उपकरण
एयर-इंसुलेटेड स्विचगियर (एआईएस) में ऐसे सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है जो चाप को लंबा करने के लिए संपीड़ित हवा या चुंबकीय बल का उपयोग करते हैं ताकि वह स्वतः समाप्त हो जाए।

● तेल-अभेदित विद्युत स्विचिंग उपकरण
तेल से अछूता स्विचगियर, धारा प्रवाहित करने वाले संपर्कों के अलग होने पर उत्पन्न चाप पथ के साथ खनिज तेल को वाष्पीकृत करता है और इसे हाइड्रोजन गैस के बुलबुले से घेर लेता है जो धारा को समाप्त कर देता है और चाप को पुनः उत्पन्न होने से रोकता है।

● वैक्यूम-इंसुलेटेड इलेक्ट्रिकल स्विचिंग उपकरण
वैक्यूम-इंसुलेटेड स्विचगियर उन अणुओं को खत्म कर देता है जो विद्युत प्रवाह द्वारा आयनित हो सकते हैं। वोल्टेज बढ़ने पर भी कोई भी आर्क फैलकर समाप्त हो जाएगा।

स्विचगियर स्थापना
सभी विद्युत स्विचिंग उपकरणों को उचित लाइसेंस प्राप्त श्रमिकों द्वारा ही लागू सुरक्षा नियमों, भवन संबंधी दिशानिर्देशों और निर्माता के निर्देशों के अनुसार स्थापित किया जाना चाहिए। सही स्थापना से इष्टतम परिचालन विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है।