दोस्तो अगर आप electrical engineering की पढ़ाई कर रहे हैं तो आपने over voltage के बारे में अवश्य पढ़ा होगा कि over voltage क्या होता है ? अगर आप over voltage के बारे में नहीं जानते हैं तो आज के इस पोस्ट में हम over voltage के बारे में जानेंगे कि over voltage क्या होता है और power system में किन किन कारणों से over voltage उत्पन्न होता है ?
Over voltage क्या होता है ?
जब भी हम over voltage के बारे में बात करते हैं तो हम किसी electric circuit या transmission line या distribution line की बात करते हैं या फिर किसी device के बारे में बात करते हैं । हम ऐसा इस लिए करते हैं क्योंकि हमारे द्वारा हमारे घरों में जो भी उपकरण प्रयोग किये जाते हैं या transmission ,distribution lines में जितने भी उपकरण उपयोग किये जाते हैं उन्हें एक निश्चित voltage पर डिज़ाइन किया गया होता है। जब इन उपकरणों में वोल्टेज इनके fix value में रहता है तो उपकरण सही से काम करते हैं। लेकिन जब किन्ही कारणों से वोल्टेज का level इनके fix value से अधिक या इनके रेंज के अधिकतम मान तक पहुच जाता है तो इस voltage को over voltage कहते हैं ।
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“आसान शब्दो मे समझे तो जब किसी electrical circuit या device का वोल्टेज इनके operating वोल्टेज से अधिक हो जाता है तो इस कारण को over voltage कहते हैं।”
सिस्टम में over voltage उत्पन्न होने के कारण power system में या घरों में उपयोग किये जाने वाले device जैसे कि फ्रिज, कूलर, ac , tv, mobile charger आदि को बहुत हानि होती है। Over voltage के कारण वायर के इंसुलेशन जल जाते हैं , उपकरण फुक जाते हैं आदि।
Surge voltage
” Power system में अचानक जब voltage का मान कुछ माइक्रो सेकेंड के लिए करोङो में चला जाता है तो इस वोल्टेज को surge voltage कहते हैं।”
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Causes of over voltage
अगर हम over voltage उत्पन्न होने के कारण की बात करे तो यह मुख्यतः दो कारणों से उत्पन्न होेेते हैं |
i. Internal causes
ii. External causes
Internal causes
आतंरिक कारण ऐसे कारण होते है जो पॉवर सिस्टम के internal operation mode के बदलने के कारण ओवर voltage generate करते है | इन्हें internal over voltage के नाम से भी जाना जाता है इनमे voltage ज्यादा नहीं बढ़ता है केवल नार्मल वोल्टेज दो गुने के पास तक बढ़ता है जिनमे से कुछ Internal causes इस प्रकार हैं।
i. Insulation failure
ii. Arcing earth
iii. Switching operation
iv. Sudden interruption of circuit
v. Resonance
i. Insulation failure
Transmission या distribution lines में जितने भी conductor wire उपयोग किये जाते हैं तो उन conductors के मध्य air insulation का काम करती है । जब कोई conductor wire किन्ही कारणवश टूटकर एक दूसरे पर गिर जाते हैं या किसी पेड़ या पृथ्वी के संपर्क में आ जाते हैं तो उन वायर के बीच air का इंसुलेशन भंग हो जाता है जिसे insulation failure कहते हैं।
Insulation failure over voltage का एक कारण होता है क्योंकि जब power system में किन्ही दो चालकों के मध्य या चालक और पृथ्वी के मध्य विद्युत रोधन विफल होने पर वोल्टेज अचानक तेजी से शून्य मान प्राप्त करती है तो इसके फलश्वरूप एक अत्याधिक मान की ऋणात्मक मान की वोल्टता तरंग उत्पन्न होती है जो surge voltage के रूप में दोष बिंद के दोनों और travel करती हैं जिनके sending and receiving end पर पहुंचने पर यह वोल्टेज overvoltage का कारण होते हैं ।
ii. Arcing earth
Alternator अथवा transformer का isolated neutral उच्च वोल्टता एवं long ट्रांसमिशन लाइनों में arcing earth की समस्या उत्पन्न कर देता है क्योंकि दीर्घ संचरण लाइनों और चालकों के मध्य और भूमि के मध्य धारिता का मान अधिक होता है यदि लाइन के किसी एक चालक का किसी भी तरह भूमि से संपर्क स्थापित हो जाता है तो उस चालक और भूमि के मध्य धारिता का मान शून्य हो जाएगा तथा अन्य चालक और भूमि के मध्य उच्च धारिताओ में प्रवाहित धाराएं दोष बिंदु से प्रवाहित होने लगेंगी।
यदि faulty current का मान 4 एंपियर से अधिक हो जाता है तो दोष बिंदु पर उत्पन्न आयनित पथ में यह धारा arc को बनाये रखती है तथा दोष समाप्त हो जाने पर भी या धारा arc को स्थापित रख सकती है capacitive current के कारण arc उत्पत्ति की इस घटना को arcing earth कहते हैं ।
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Arcing earth के कारण बिंदु में से प्रदाय प्रणाली के पुष्ट दो चालक और भूमि के मध्य उत्पन्न उच्च धारिताओ के संधारित्रो का आवेशन एवं अनावेशन होता रहता है इसके फलस्वरूप सप्लाई सिस्टम पर surge voltage उत्पन्न हो जाती है जो supply voltage के मान को 3 से 6 गुना अधिक कर देती है ।
iii. Switching operation
Switching operation किसी circuit की condition को अचानक से change कर देता है जब ओवर voltage Switching operation से होता है तब उसे स्विचिंग सर्ज कहते है ।ये कई कारणों से हो सकता है जैसे कि जब किसी वोल्टेज source को unloaded लाइन से जोड़ा जाता है तो इसमें travelling wave इस लाइन को rapidly चार्ज करती है और जब ये wave open end पर पहुचती हैं तो बिना sign को बदले ये waves वापस reflected हो जाती हे जिससे ये voltage को इस end पर डबल कर देती है ।
इसके बाद ये जो reflected waves होती है ये supply end पर पहुचती है और वहा और voltage rise हो जाता हे । इसके अलावा जब loaded लाइन को supply source से जोड़ा जाए तब भी over voltage हो सकता है जब लोड suddenly interrupted हो जाए या फिर स्विचिंग सर्ज में current chopping हो जाए तब भी high voltage produce होता है जो की circuit breaker के पास होता हे और circuit breaker को नुकसान पहुंचाता है ।
iv. Sudden interruption of circuit
माना यदि i एम्पियर धारावाही परिपथ का sudden interruption हो जाए तो परिपथ में transeint voltage ( e=iZ ) की उत्पत्ति होती है ।
विद्युत लाइनों में अचानक अन्तरायन की घटना वैद्युत भार युक्त लाइन का चालक टूटने पर या लाइन के परिपथ वियोजन में धारा अवरुद्ध के कारण घटित हो जाती है ।
v. Resonance
Resonance ऐसी कंडीशन होती है जिसमें किसी electrical circuit की impedance purely resistive हो जाती है इस condition में circuit का power फैक्टर unity हो जाता है तथा साथ ही इस कंडीशन में inductive reactance तथा capacitive reactance बराबर हो जाती हे जिसके कारण ट्रांसमिशन लाइन में high voltage produce हो जाता है ।जब standing waves का amplitude बहुत ज्यादा या maximum हो जाता है तो ये ट्रांसमिशन लाइन को डैमेज कर देती है।
2. External causes of over voltage
जब ट्रांसमिशन या डिस्ट्रीब्यूशन लाइन पर आकाशीय बिजिली गिरती है तो या voltage के मान को कई गुना बढ़ा देता है। इसलिए वाह्य कारको में lightning over voltage का मुख्य कारण है। जब किसी transmission लाइन पर आकाशीय बिजिली गिरती है तो लाइन का voltage करोङो में चला जाता है जो नजदीकी स्थापित Grid या substation में लगे उपकरणों को खराब कर सकता है ।
Protection against over voltage
जिस प्रकार over voltage उत्पन्न होने के मुख्यतः दो कारण थे internal और external causes , उसी प्रकार इनसे बचने के उपाय नीचे दिए गए हैं।
यह वोल्टेज अस्थायी प्रकृति का होता है जो power system में मात्र कुछ समय के लिए उत्पन्न होता है। यह voltage मात्र कुछ ही सेकेंड के लिए उत्पन्न होता है लेकिन हमारे उपकरणों के लिए बहुत हानिकारक होता है। power system में surge voltage स्विचिंग या आकाशीय बिजिली के कारण उत्पन्न होता है।
i. Protection against over voltage due to internal causes
सामान्यतः internal causes द्वारा उत्पन्न over voltage सामान्य वोल्टेज से 2 गुने मान से कभी अधिक नही हो पाती।अतः इनसे रक्षण हेतु वैद्युत प्रणाली का वैद्युत रोधन सामान्य वोल्टता 2 गुना से अधिक रखना चाहिए।
ii. Protection against over voltage due to external causes
इसका मुख्य कारण लाइटनिंग होता है । अतः इससे रक्षण हेतु विभिन्न प्रकार के lightning arrester का उपयोग किया जाता है। जो करोङो की voltage को ground कर देता है और उपकरण जलने , फुकने आदि से बच जाते हैं।
Conclusion
दोस्तों ऊपर हमने over voltage के बारे में जानकारी ली कि over voltage क्या होता है और power system में over voltage किन किन कारणों से उत्पन्न होता है ?
आशा करता हूं कि हमारे द्वारा दी गयी जानकरी आपको अच्छी लगी होगी । अगर पोस्ट अच्छी लगी हो तो इस पोस्ट को like व अपने मित्रों के साथ share जरूर करें ।
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