सौर स्ट्रीट लाइट्स के लिए सर्ज प्रोटेक्शन: पहले ग्राउंडिंग, फिर SPD (Surge Protection Devices)

सर्ज (Surge) के स्रोत

हम जो नुकसान देखते हैं, उसके लगभग सभी कारण निम्नलिखित हैं:

• पोल, पैनल या आसपास की संरचनाओं पर होने वाले प्रत्यक्ष बिजली गिरने के कारण।
• अनुप्रेरित बिजली (Induced lightning) – पास की जगह पर हुए बिजली गिरने से उत्पन्न विद्युत-चुम्बकीय तरंगें पैनल एवं केबलों तक पहुँच जाती हैं।
• पावर ग्रिड (Power Grid) के संचालन के कारण – ग्रिड में होने वाले परिवर्तन ग्रिड से जुड़े सभी उपकरणों पर प्रभाव डालते हैं।
• प्रणाली के अंदर होने वाले परिवर्तन (Internal system changes) – ये आमतौर पर मामूली होते हैं, लेकिन वर्षों में इनका संचय होकर नुकसान का कारण बन सकता है।

एक एकल, “ऑल-इन-वन” (all-in-one) सौर स्ट्रीट लाइट (solar street light) ग्रिड (grid) से गैल्वेनिक रूप से (galvanically) अलग होती है; इस कारण चारों घटकों में से एक घटक कार्य नहीं कर पाता। बचे हुए तीन घटकों के कारण ही “पैनल-से-कंट्रोलर” (panel-to-controller) का पथ (circuit) प्रणाली में सबसे अधिक जोखिम में होता है।

पहला स्तर: ग्राउंडिंग (Grounding) एवं बॉन्डिंग (Bonding)

यही वह स्तर है जो यह तय करता है कि बाकी सभी घटक कार्य कर पाएंगे या नहीं। हर ऐसा धातु का घटक जो विद्युत आघात (electric shock) को सह सकता है – जैसे पैनल माउंटिंग ब्रैकेट (panel mounting brackets), खंभे (poles), उपकरणों के कवर (equipment enclosures) – को ग्राउंडिंग उपकरण (grounding device) से विश्वसनीय रूप से जोड़ना आवश्यक है। ग्राउंडिंग पथ (grounding path) का प्रतिरोध (resistance) कम होना आवश्यक है, ताकि विद्युत आघात की ऊर्जा सीधे बाहर निकल सके। कई स्थानीय नियमों में प्रकाश उपकरणों की ग्राउंडिंग के लिए 10 Ω या उससे कम प्रतिरोध की आवश्यकता बताई गई है; इस संख्या की पुष्टि अपने क्षेत्र के मानकों के अनुसार करें। ग्राउंडिंग प्रणाली कमजोर भी हो सकती है – कनेक्शन जंग लग सकते हैं। कमीशनिंग (commissioning) के समय मापा गया प्रतिरोध, पाँच साल बाद भी वही नहीं रह सकता। ग्राउंडिंग प्रतिरोध का नियमित परीक्षण करना ही यह जानने का एकमात्र तरीका है कि सुरक्षा प्रणाली अभी भी कार्य कर रही है या नहीं।

दूसरा स्तर: वायरिंग व्यवस्था (Wiring System)

केबलों का रूप एवं उनका स्थान दोनों ही महत्वपूर्ण हैं।

• बिजली की लाइनों एवं सिग्नल केबलों को अलग-अलग रखें, एवं ऐसी लंबी, समानांतर लाइनों से बचें जो अतिरिक्त विद्युत आवेग (सर्ज) पैदा कर सकती हैं।
• महत्वपूर्ण केबलों के लिए, उन्हें जमीन से जुड़े धातु के कन्डक्टर (metal conduit) में डालें; ऐसा करने से केबलों को सुरक्षा मिलती है।
• जहाँ डिज़ाइन ऐसा अनुमत करता है, वहाँ उन केबलों पर “सर्ज-प्रोटेक्टेड” (surge-protected) केबल असेंबली (cable assemblies) का उपयोग करें।

तीसरा स्तर: सही जगहों पर SPD (Surge Protection Devices) लगाएँ

मूल्यवान उपकरणों एवं बिजली-गिरने की संभावना वाले क्षेत्रों में, विशेष SPD (Surge Protection Devices) लगाना आवश्यक है। इसकी रणनीति पदानुक्रमिक है – प्रत्येक महत्वपूर्ण जगह (सौर पैनल का आउटपुट, डीसी वितरण कैबिनेट, इन्वर्टर का इनपुट, एवं एसी आउटपुट) पर SPD लगाएँ, ताकि अतिरिक्त विद्युत आवेग धीरे-धीरे नष्ट हो जाए एवं कंट्रोलर तक पूरी ताकत के साथ न पहुँचे। प्रत्येक SPD का “अधिकतम निरंतर संचालन वोल्टेज” (maximum continuous operating voltage) एवं “वोल्टेज सुरक्षा स्तर” (voltage protection level) उस परिपथ के अनुसार होना चाहिए जिसे वह सुरक्षित करता है।

चयन एवं स्थापना के नियम: ये नियम तय करते हैं कि कोई SPD वास्तव में कार्य करता है या केवल जगह घेरता है…

• टाइप 1 SPDs (जिन्हें आंशिक बिजली की धाराओं के खिलाफ परीक्षण किया गया है) सौर पैनल की ओर लगाए जाते हैं; टाइप 2 SPDs (जिन्हें उत्पन्न आवेगों के खिलाफ परीक्षण किया गया है) डाउनस्ट्रीम सुरक्षा के लिए उपयुक्त हैं। ये IEC 61643-11 परीक्षण श्रेणियाँ हैं – यह वर्गीकरण बताता है कि उपकरण परीक्षण में किस प्रकार के आवेगों का सामना कर पाया, न कि उसका ब्रांड।
• SPD को सुरक्षित उपकरण के जितना हो सके निकट लगाएँ , एवं जमीन से जोड़ने का सबसे छोटा एवं सीधा मार्ग अपनाएँ। SPD एवं जमीन के बीच का प्रत्येक अतिरिक्त मीटर, आवेग के लिए एक प्रतिरोध के रूप में कार्य करता है। यदि SPD का जमीन से जोड़ने का तरीका ठीक न हो, तो वह केवल एक शैलीगत विशेषता होगी।
• सभी उपकरणों को एक ही ग्रिड से जोड़ें। सभी उपकरणों के जमीन से जोड़ने वाले बिंदुओं – सौर पैनल, नियंत्रक, इन्वर्टर, धातु के नलिकाएँ, SPD के जमीन से जोड़ने वाले तार – को एक ही समविभव प्रणाली (equipotential system) में जोड़ दें। यह खतरनाक विभव अंतरों को दूर करता है, जो आवेग के कारण होने वाले द्वितीयक नुकसान का कारण बन सकते हैं।

आधुनिक नियंत्रकों एवं इन्वर्टरों में निहित आवेग-नियंत्रण प्रणालियाँ (built-in suppression systems) उपयोगी हैं, लेकिन ये केवल प्राथमिक सुरक्षा प्रणाली हैं। इन्हें अन्य सुरक्षा उपायों का पूरक ही मानें, कभी भी उनका पूर्ण विकल्प नहीं।

तूफान के बाद आखिर क्या वास्तव में टूट जाता है?

बिजली गिरने के मौसम के बाद हमारे पास वापस आने वाले पैनलों के मामलों में एक सुसंगत पैटर्न देखा गया है: नुकसान आमतौर पर पैनल के नियंत्रण उपकरण (कंट्रोलर) के डीसी इनपुट चरण या एलईडी ड्राइवर (LED Driver) को होता है; पैनल खुद तो अक्सर बच जाता है, क्योंकि उसमें कोई इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ही नहीं होता। इसी कारण हम तूफान प्रभावित क्षेत्रों के खरीदारों से कहते हैं कि वे पैनल संरक्षण हेतु उपयोग में आने वाले उपकरणों में से “एसपीडी” (SPD – Surge Protection Device) को सबसे महत्वपूर्ण उपकरण मानें, एवं रखरखाव के लिए एक अतिरिक्त कंट्रोलर भी रखें।

रखरखाव: वह पहलू जिसे हर कोई नजरअंदाज कर देता है…

सुरक्षा प्रणाली तो समय के साथ खराब होती जाती है… यह तो ऐसा उत्पाद नहीं है जिसे एक बार खरीदकर आपका काम हमेशा के लिए पूरा हो जाता है!

• निर्धारित समय-सारणी के अनुसार, तथा किसी भी बड़े तूफान के बाद, ग्राउंडिंग प्रतिरोध (grounding resistance) की जाँच करें।
• SPD (Surge Protection Device) फॉल्ट इंडिकेटरों की जाँच करें, एवं सक्रिय या क्षतिग्रस्त मॉड्यूलों को तुरंत बदल दें; क्योंकि एक क्षतिग्रस्त SPD एक खुला सर्किट (open circuit) हो जाता है।
• वायरिंग में किसी भी नुकसान की जाँच करें, विशेष रूप से उन स्थानों पर जहाँ नमी एवं हलचल के कारण समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।
• बिजली गिरने के मौसम में, पूर्वानुमानों पर नज़र रखें, एवं गंभीर तूफान से पहले गैर-आवश्यक लोडों को डिस्कनेक्ट करने की योजना बनाएँ। महत्वपूर्ण स्थापनाओं पर, सर्ज इवेंट रिकॉर्डर (surge event recorders) द्वारा प्राप्त जानकारी का उपयोग तुरंत करें।

यह पृष्ठ क्या नहीं कवर करता है:

यह पृष्ठ प्रकाश इकाइयों एवं उनके डीसी (DC) सर्किटों के लिए सर्ज सुरक्षा (surge protection) संबंधी जानकारी प्रदान करता है। यह इमारतों के बिजली सुरक्षा डिज़ाइन (IEC 62305 मानक), सबस्टेशन-स्तरीय सुरक्षा (substation-level protection), या उपयोगिता-आधारित अंतरकनेक्शन आवश्यकताओं (utility interconnection requirements) को कवर नहीं करता। कंपोनेंट-स्तर पर आवश्यक सामग्री की जानकारी हेतु, हमारे सौर स्ट्रीट लाइट कंपोनेंट पृष्ठ को देखें; कंट्रोलर एवं बैटरियों के आकार निर्धारण हेतु, हमारे कंट्रोलर साइज़िंग कैलकुलेटर का उपयोग करें।