एक ऐसे शहर की कल्पना करें जहां विद्युत ग्रिड में विश्वसनीय सुरक्षा तंत्र की कमी है। एक ही दोष पूरी महानगर को अंधेरे में डुबो सकता है। मध्यम वोल्टेज स्विचगियर बिजली प्रणालियों के "रक्षक" के रूप में कार्य करता है, जो उपकरणों और कर्मियों की सुरक्षा के लिए दोषों को तुरंत अलग करता है, जबकि बुद्धिमानी से बिजली वितरण का प्रबंधन करता है। यह लेख इस महत्वपूर्ण विद्युत बुनियादी ढांचे के घटक की बुनियादी बातों, परिचालन सिद्धांतों, प्रकारों और भविष्य के रुझानों की पड़ताल करता है।

विद्युत प्रणालियों के एक मुख्य घटक के रूप में, स्विचगियर अनिवार्य रूप से सर्किट सुरक्षा उपकरणों का एक केंद्रीकृत संग्रह प्रस्तुत करता है। सर्किट ब्रेकर, फ्यूज और स्विच से मिलकर, ये तत्व सामूहिक रूप से विद्युत उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा, नियंत्रण और अलगाव कार्य करते हैं। ये सुरक्षात्मक उपकरण आमतौर पर धातु संरचनाओं के भीतर रखे जाते हैं, जिसमें एक या अधिक ऐसे असेंबली को स्विचगियर लाइनों या घटकों के रूप में जाना जाता है।

स्विचगियर उपयोगिता ट्रांसमिशन और वितरण प्रणालियों के साथ-साथ बड़े और मध्यम आकार की वाणिज्यिक या औद्योगिक सुविधाओं में व्यापक अनुप्रयोग पाता है। उत्तरी अमेरिका में, विद्युत स्विचगियर मानकों को IEEE द्वारा परिभाषित किया गया है, जबकि यूरोप और अन्य क्षेत्र IEC मानकों का पालन करते हैं।

स्विचगियर के प्राथमिक कार्य बिजली वितरण और सुरक्षा के इर्द-गिर्द घूमते हैं। यह बिजली को विभिन्न सुविधा क्षेत्रों और उनके संबंधित भारों तक पहुंचाता है। अधिक महत्वपूर्ण रूप से, यह सिस्टम धाराओं को सीमित करके कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करता है। जब करंट सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाता है, तो स्विचगियर तुरंत सर्किट को बाधित कर देता है, जिससे संभावित खतरों को रोका जा सकता है।

मध्यम वोल्टेज स्विचगियर डिजाइन और अनुप्रयोग के अनुसार भिन्न होता है। सामान्य प्रकारों में शामिल हैं:

यह धातु-बंद मध्यम वोल्टेज समाधान सीलबंद सर्किट ब्रेकर और डिस्कनेक्टर की सुविधा देता है, जो अंतरिक्ष-बाधित या पहुंचने में मुश्किल स्थानों के लिए आदर्श है। डिजाइन IEEE C37.20.9 और IEC 62271 मानकों का अनुपालन करते हैं।

IEEE C37.20.2 द्वारा परिभाषित, यह कॉन्फ़िगरेशन सभी विद्युत घटकों को अलग-अलग धातु डिब्बों में रखता है, जो बेहतर सुरक्षा और रखरखाव क्षमता प्रदान करता है। 5 kV से 38 kV अनुप्रयोगों के लिए रेटेड, यह आमतौर पर ड्रॉ-आउट सर्किट ब्रेकर का उपयोग करता है।

IEEE C37.20.3 के अनुसार, यह प्रकार अलग बाधाओं की आवश्यकता के बिना सुरक्षा उपकरणों को एकीकृत करता है। वाणिज्यिक और औद्योगिक सुविधाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जिसमें 480/600V से अधिक आपूर्ति वोल्टेज होता है।

IEEE C37.74 के अनुसार 5-38 kV भूमिगत वितरण प्रणालियों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसके लिए जमीन के ऊपर संचालन की आवश्यकता होती है। बाहरी रेटिंग और बर्बरता-प्रतिरोधी निर्माण की विशेषता, यह हवा, SF6 गैस और तरल/ठोस डाइलेक्ट्रिक्स सहित विभिन्न इन्सुलेटिंग मीडिया को समायोजित करता है।

ANSI/IEEE C37.20.7 आर्क-प्रतिरोधी डिज़ाइनों को वर्गीकृत करता है जो कर्मियों से दूर दोष ऊर्जा को सुरक्षित रूप से पुनर्निर्देशित करते हैं। चार वर्गीकरण सुरक्षा कवरेज क्षेत्रों को निर्दिष्ट करते हैं, केवल सामने (टाइप 1) से लेकर आसन्न डिब्बों सहित पूर्ण परिधि सुरक्षा (टाइप 2C) तक।

बाधा क्षमता (आमतौर पर मध्यम वोल्टेज ब्रेकर के लिए 25-63 kAIC) अधिकतम दोषपूर्ण करंट को इंगित करती है जिसे एक सुरक्षात्मक उपकरण सुरक्षित रूप से बाधित कर सकता है। स्विचगियर प्रतिरोध रेटिंग (2-सेकंड अवधि के लिए 25-63 kA सममित) अधिकतम दोषपूर्ण करंट को दर्शाती है जिसे असेंबली बिना नुकसान के सहन कर सकती है।

600A से 4000A तक, यह मुख्य सुरक्षा उपकरणों और बसबारों की निरंतर करंट-वहन क्षमता को निर्दिष्ट करता है जिससे ट्रिपिंग या उपकरण क्षति नहीं होती है।

ANSI/IEEE मानक मध्यम वोल्टेज को 600V से 69 kV के रूप में परिभाषित करते हैं, जिसमें सामान्य स्विचगियर अनुप्रयोगों में 12.47 kV, 13.8 kV और 15 kV सिस्टम शामिल हैं।

स्मार्ट ब्रेकर, सेंसर और माइक्रोप्रोसेसर-आधारित रिले जैसे बुद्धिमान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (IED) का एकीकरण उन्नत निगरानी और नियंत्रण क्षमताओं को सक्षम बनाता है। आधुनिक स्विचगियर तेजी से क्लाउड-आधारित एनालिटिक्स प्लेटफार्मों से जुड़ता है, जो सिस्टम सुरक्षा, विश्वसनीयता और परिचालन दक्षता को बढ़ाने के लिए कार्रवाई योग्य अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।