स्विचगियर

स्विचगियर म्हणजे काय?

विद्युत परिपथ रचनेनुसार एक पूर्वनिश्चित भार क्षमता हाताळतात. अतिरिक्त प्रवाहामुळे वायरिंग जास्त गरम होऊन प्रणालीवर अतिभार येऊ नये, यासाठी त्यांचे नियमन करणे आवश्यक असते. अतिभारित प्रणाली हा एक सुरक्षिततेचा धोका आहे, ज्यामुळे महत्त्वाच्या घटकांचे नुकसान होऊ शकते आणि विजेमुळे आग लागण्याची शक्यताही असते. विद्युत उपकरणांचे नियमन करण्यासाठी आणि त्यांचे सुरक्षित व कार्यक्षम संचालन सुनिश्चित करण्यासाठी स्विचगियर अस्तित्वात आहे.

स्विचगियरच्या घटकांमध्ये विद्युत डिस्कनेक्ट स्विच, सर्किट ब्रेकर, फ्यूज आणि लाइटनिंग अरेस्टर यांचा समावेश होतो, जे वाहणारा विद्युत प्रवाह वाहून नेतात किंवा खंडित करतात. जेव्हा विजेचा धक्का बसतो, तेव्हा स्विचगियर विजेचा प्रवाह खंडित करते आणि विद्युत प्रणालींना ऊर्जेच्या अतिभाराच्या हानीपासून वाचवते.

स्विचगियरची गरज का आहे?

स्विचगिअर हे वीज पुरवठ्याशी जोडलेल्या उपकरणांना विद्युत अतिभाराच्या धोक्यापासून वाचवण्यासाठी बनवलेले असतात. विद्युत स्विचिंग उपकरणे विद्युत प्रवाहाचे नियंत्रण आणि नियमन करून, विद्युत परिपथ असलेल्या यंत्रे, उपकरणे, मोटर्स आणि इतर प्रणालींचे संरक्षण करतात.

स्विचगियर देखभाल आणि दुरुस्ती तज्ञांना चालू सर्किट्सपासून वेगळे करून त्यांना हानीपासून वाचवते. सर्किटरीची सुरक्षितपणे चाचणी करण्यासाठी, देखभालीची कामे करण्यासाठी आणि डाउनस्ट्रीममधील दोष दूर करण्यासाठी उपकरणे बंद करण्याकरिता वीजतंत्रज्ञ आणि वीज कंपन्या स्विचगियरवर अवलंबून असतात.

स्विचगियर कसे काम करते?

स्विचगियर उपकरणे विद्युत प्रणालीमधील वीज प्रवाहावर नियंत्रण ठेवून नुकसान आणि सेवा खंडित होणे टाळतात. ते एकाच वेळी अनेक स्रोतांकडून लोडला वीजपुरवठा करत असताना, बाधित सर्किट्सना वेगळे करू शकते. जेव्हा विद्युत प्रवाहाची अचानक वाढ (सर्ज) किंवा बिघाडामुळे इलेक्ट्रिकल स्विचिंग असेंब्लीमधील सर्किट ब्रेकर कार्यान्वित होतो, तेव्हा सहाय्यक घटक कार्यरत सर्किट्सची सेवा चालू ठेवत, ओव्हरलोड झालेल्या सर्किटमधील विद्युत प्रवाह खंडित करून तो थांबवतात.

स्विचबोर्ड विरुद्ध स्विचगियर
स्विचबोर्ड आणि स्विचगिअर यांची कार्ये अत्यंत भिन्न असतात. त्यांचे हार्डवेअर घटक, व्होल्टेज, उपयोग आणि सुरक्षा मानके वेगवेगळी असतात. स्विचबोर्ड ही कमी व्होल्टेजची उपकरणे आहेत, जी व्यावसायिक आणि औद्योगिक ठिकाणी वैयक्तिक ट्रान्सफॉर्मर, नियंत्रण प्रणाली, सर्किट पॅनेल आणि लोड यांना वीज प्रसारित करण्यासाठी, तिचे मार्ग बदलण्यासाठी आणि वितरित करण्यासाठी वापरली जातात. स्विचगिअर धोकादायक पॉवर सर्जेस टाळण्यासाठी विद्युत प्रवाहाचे नियमन करते.

स्विचगियरचे प्रकार
उत्तर अमेरिकेत, प्रत्यावर्ती प्रवाह पुरवणाऱ्या विद्युत प्रणालींसाठी ANSI/IEEE आणि NEC 2014 मानकांनुसार तीन प्रकारच्या विद्युत स्विचिंग उपकरणांचे वर्गीकरण केले जाते.

१. कमी-व्होल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरणे १ किलोव्होल्ट (kV) पेक्षा कमी व्होल्टेजवर चालणाऱ्या प्रणालींसाठी वापरली जातात.

२. मध्यम-व्होल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरणे १ kV ते ७५ kV व्होल्टेजवर चालतात.

३. उच्च-व्होल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरणे ७५ kV ते सुमारे २३० kV व्होल्टेजवर चालतात.

विद्युत स्विचिंग उपकरणे घराबाहेर वापरताना त्यांना छेडछाड आणि नैसर्गिक घटकांपासून वाचवण्यासाठी योग्य NEMA-रेटेड आवरणात ठेवणे आवश्यक आहे.

● कमी व्होल्टेज स्विचगियर
लो-व्होल्टेज स्विचगियरमध्ये स्विचेस, लो-व्होल्टेज सर्किट ब्रेकर्स, अर्थ लीकेज सर्किट ब्रेकर्स, मिनिएचर सर्किट ब्रेकर्स (MCBs), मोल्डेड केस सर्किट ब्रेकर्स (MCCBs), हाय-इंटरप्टिंग कपॅसिटी (HRC) फ्यूज आणि ऑफलोड इलेक्ट्रिकल आयसोलेटर्स यांचा समावेश असतो.

हे उपकरण घराच्या आत किंवा बाहेर वापरण्यासाठी कॉन्फिगर केले जाऊ शकते आणि ते २०८ व्होल्ट, २४० व्होल्ट, ४८० व्होल्ट, आणि ६०० व्होल्ट ते १००० व्होल्ट पर्यंतच्या वापरासाठी रेट केलेले असू शकते. औद्योगिक, नगरपालिका आणि व्यावसायिक आस्थापनांमध्ये सामान्यतः HVAC, प्रकाशयोजना आणि इतर इमारती प्रणालींना होणारा वीजपुरवठा नियंत्रित करण्यासाठी लो-व्होल्टेज स्विचगियरचा वापर केला जातो.

● मध्यम-व्होल्टेज स्विचगियर
मध्यम-व्होल्टेज स्विचगिअरमध्ये, पॉवर सर्ज किंवा सिस्टीममधील बिघाड झाल्यास विद्युत प्रवाह खंडित करण्यासाठी तेल, वायू किंवा व्हॅक्यूम इन्सुलेटर आणि सर्किट ब्रेकरचा वापर केला जातो. इन्सुलेटर विद्युत स्विचिंग उपकरणांमधील घटकांचे संरक्षण करतात आणि त्यांना थंड ठेवतात, तर सर्किट ब्रेकर आर्क बाहेर काढण्यासाठी सर्किटचे कॉन्टॅक्ट्स वेगळे करतो.

इनडोअर आणि आउटडोअर सिस्टीम्सना सामान्यतः ५ kV, १२ kV, १५ kV, आणि ३५ kV ते ७५ kV पर्यंतचे रेटिंग दिले जाते, जे त्या हाताळू शकणाऱ्या कमाल व्होल्टेजचे द्योतक आहे. ही इलेक्ट्रिकल स्विचिंग उपकरणे सामान्यतः जनित्र आणि पारेषण उपकेंद्रांमध्ये वापरली जातात. औद्योगिक आणि व्यावसायिक आस्थापनांमध्ये मोटर्स, फीडर सर्किट्स आणि जनरेटर्स नियंत्रित करण्यासाठी देखील याचा उपयोग होतो.

● उच्च-व्होल्टेज स्विचगियर
उच्च-व्होल्टेज स्विचगियर किमान ७५ kV वर चालणाऱ्या विद्युत प्रणालींना नियंत्रित करते. हे विद्युत स्विचिंग उपकरण विद्युत प्रवाहावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी, त्याचे नियमन करण्यासाठी, त्यात व्यत्यय आणण्यासाठी, त्याला विलग करण्यासाठी आणि तो प्रवाह समाप्त करण्यासाठी डिस्कनेक्टर, अर्थिंग स्विच, उच्च-प्रवाह स्विचिंग यंत्रणा, फ्यूज आणि सर्किट ब्रेकर यांचा वापर करते.

कोणत्याही विद्युत दोषामुळे अत्यंत शक्तिशाली आर्क निर्माण होऊ शकत असल्यामुळे, उच्च-व्होल्टेज विद्युत स्विचिंग उपकरणे सतत आणि विश्वसनीयपणे कार्यरत राहणे आवश्यक असते. ज्या कार्यांमध्ये विद्युत दोषांचे प्रमाण जास्त असते आणि उपकरणांचा वीजपुरवठा नियमितपणे खंडित करण्याची आवश्यकता असते, त्यांच्यासाठी ही स्विचिंग उपकरणे अत्यावश्यक आहेत. ही उपकरणे सामान्यतः मोठ्या विद्युत पारेषण आणि वितरण प्रणालींमध्ये, तसेच व्यावसायिक किंवा औद्योगिक आस्थापनांमध्ये आढळतात.

स्विचगियर इन्सुलेशनचे प्रकार
बदलत्या व्होल्टेजनुसार, विद्युत बिघाडांपासून चालू असलेल्या उपकरणांचे संरक्षण करण्यासाठी स्विचगियरमध्ये विविध प्रकारच्या इन्सुलेशनचा वापर केला जाऊ शकतो. स्विचगियरच्या आवरणांमध्ये खालील प्रकारच्या इन्सुलेशनचा वापर केला जातो.

● गॅस-इन्सुलेटेड इलेक्ट्रिकल स्विचिंग उपकरणे
गॅस-इन्सुलेटेड स्विचगियर (GIS) मध्ये असे सर्किट ब्रेकर्स वापरले जातात, जे विद्युत दोषामुळे निर्माण होणारा आर्क करंट विझवण्यासाठी आणि कंडक्टर व कॉन्टॅक्ट्सना इन्सुलेट करण्यासाठी दाबयुक्त सल्फर हेक्साफ्लोराइड वायू (SF6) वापरतात. कार्बन डायऑक्साइड (CO2) हा SF6 साठी एक हवामान-अनुकूल पर्याय आहे. SF6 च्या जागी CO2 वापरल्याने उपकरणाच्या संपूर्ण जीवनचक्रात हरितगृह वायू उत्सर्जन १० टनांनी कमी होऊ शकते.

● हवा-रोधक विद्युत स्विचिंग उपकरणे
एअर-इन्सुलेटेड स्विचगियर (AIS) मध्ये असे सर्किट ब्रेकर्स वापरले जातात जे संकुचित हवा किंवा चुंबकीय शक्तीचा वापर करून आर्कचा कालावधी वाढवतात, जेणेकरून तो आपोआप विझून जाईल.

● तेल-रोधक विद्युत स्विचिंग उपकरणे
तेल-विद्युतरोधित स्विचगियरमध्ये, विद्युत प्रवाह वाहणारे संपर्क वेगळे झाल्यावर तयार होणाऱ्या आर्क मार्गावरील खनिज तेलाचे बाष्पीभवन होते आणि त्याच्याभोवती हायड्रोजन वायूचा बुडबुडा तयार होतो, जो विद्युत प्रवाह बाहेर काढतो आणि आर्क पुन्हा पेटण्यापासून रोखतो.

● निर्वात-रोधक विद्युत स्विचिंग उपकरणे
निर्वात-विद्युतरोधक स्विचगियर विद्युत प्रवाहामुळे आयनीकृत होऊ शकणारे रेणू काढून टाकते. त्यामुळे व्होल्टेज वाढत असतानाही कोणतीही विद्युत ठिणगी (आर्क) ताणली जाऊन विझून जाते.

स्विचगियर इन्स्टॉलेशन
योग्य परवानाधारक कामगारांनी सर्व विद्युत स्विचिंग उपकरणे लागू असलेल्या सुरक्षा संहिता, बांधकाम मार्गदर्शक तत्त्वे आणि उत्पादकाच्या सूचनांनुसार स्थापित करणे आवश्यक आहे. योग्य स्थापनेमुळे सर्वोत्तम कार्यान्वयन विश्वसनीयता सुनिश्चित होते.