गैस इंसुलेटेड स्विचगियर (जीआईएस) क्या है?

गैस इन्सुलेटेड स्विचगियर (जीआईएस)यह विद्युत स्विचगियर का एक कॉम्पैक्ट, धातु से घिरा हुआ रूप है।

सभी प्रमुख चालक भागों को दबावयुक्त वातावरण में सील कर दिया जाता है, जो इन्सुलेटिंग गैस से भरा होता है। आकार में छोटा होने के कारण यह पारंपरिक एयर इंसुलेटेड स्विचगियर (एआईएस) से काफी अलग दिखता है। यह तकनीक पारंपरिक एआईएस की तुलना में सबस्टेशन के आकार को 90% तक कम कर सकती है।

परंपरागत रूप से मुख्य इन्सुलेटिंग गैस सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF₆) रही है। हालाँकि, उद्योग अब तेजी से अधिक पर्यावरण अनुकूल विकल्पों की ओर बढ़ रहा है। उपयोग की जाने वाली गैस चाहे जो भी हो, गैस इन्सुलेटेड स्विचगियर किसी भी विद्युत प्रणाली में आवश्यक बुनियादी कार्यों को पूरा करता है।

• बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए।
• विद्युत उपकरणों को खराबी से बचाने के लिए।
• रखरखाव के लिए सर्किटों को अलग करना।

जीआईएस कैसे काम करता है

यहां हम गैस इंसुलेटेड स्विचगियर को इतना प्रभावी बनाने में इन्सुलेटिंग गैस द्वारा निभाई जाने वाली दो प्रमुख भूमिकाओं पर गौर करेंगे: इन्सुलेशन और आर्क शमन।

बेहतर परावैद्युत सामर्थ्य

परावैद्युत सामर्थ्य किसी पदार्थ की बिना टूटे वोल्टेज को सहन करने की क्षमता है।

जीआईएस में प्रयुक्त होने वाली इन्सुलेटिंग गैस, परंपरागत रूप से एसएफ₆, में प्रबल विद्युतऋणात्मक गुण होते हैं। इसका अर्थ है कि यह आसानी से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर लेती है जो अन्यथा विद्युत निर्वहन शुरू कर सकते हैं।

यह विशेषता, संलग्नक के भीतर दबाव के साथ मिलकर, यह प्रदान करती है किSF₆ गैस के श्रेष्ठ परावैद्युत गुण.

यह हवा की तुलना में कहीं बेहतर कुचालक के रूप में काम करता है, इसलिए चालक भागों को सुरक्षित रूप से एक दूसरे के बहुत करीब रखा जा सकता है।

विद्युत चाप को वश में करना

जब किसी सर्किट ब्रेकर को फॉल्ट करंट को रोकना होता है, तो वह एक शक्तिशाली विद्युत चाप उत्पन्न करता है। इस चाप को बुझाने में इंसुलेटिंग गैस की अहम भूमिका होती है। प्रक्रिया इस प्रकार काम करती है:

1. पता लगाने के दोष:सिस्टम के सुरक्षा रिले ओवरकरंट या शॉर्ट सर्किट का पता लगाते हैं और ब्रेकर को ट्रिप करने का संकेत देते हैं।
2. संपर्क पृथक्करण:जैसे ही सर्किट ब्रेकर के यांत्रिक संपर्क अलग होते हैं, उनके बीच एक विद्युत चाप उत्पन्न होता है।
3. गैस विस्फोट:ब्रेकर के अंदर एक तंत्र उच्च दबाव वाली इन्सुलेटिंग गैस का एक विस्फोट सीधे आर्क के मार्ग में भेजता है।
4. आर्क कूलिंग और शमन:यह गैस आर्क को जल्दी से ठंडा कर देती है और उसकी ऊष्मा ऊर्जा को अवशोषित कर लेती है। इसकी विद्युतऋणात्मक प्रकृति आयनित कणों को वापस एक साथ लाने में मदद करती है, जिससे आर्क बुझ जाता है और करंट रुक जाता है।
5. सिस्टम अलगाव:अब सर्किट को सुरक्षित रूप से डी-एनर्जाइज़ कर दिया गया है और यह खुला हुआ है।

मध्यम वोल्टेज समाधान

गैस असंरक्षित स्विचगियर (YRM6-12/24)

• पूर्णतः सीलबंद डिजाइन:पर्यावरण को पूरी तरह से अलग रखने के लिए SF6 से भरा स्टेनलेस स्टील का गैस टैंक।
• छोटा आकार:मॉड्यूलर डिजाइन और ऊपर की ओर विस्तार की क्षमता, सीमित स्थान वाली परियोजनाओं के लिए आदर्श।
• अत्यधिक विश्वसनीयता:उच्च ऊंचाई वाले, आर्द्र और संक्षारक वातावरण में स्थिर प्रदर्शन।
• अनुपालन:इसे दीर्घकालिक विद्युत स्थिरता के लिए अंतरराष्ट्रीय आईईसी मानकों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

और जानें →

जीआईएस संलग्नक के अंदर

गैस इंसुलेटेड स्विचगियर एक अत्यधिक एकीकृत, मॉड्यूलर प्रणाली है। सीलबंद असेंबली के अंदर कई प्रमुख कार्यात्मक इकाइयाँ एक साथ स्थित होती हैं।

जीआईएस विभाग में आमतौर पर निम्नलिखित मुख्य घटक पाए जाते हैं:

• परिपथ तोड़ने वाले:सामान्य और दोषपूर्ण धाराओं को बाधित करने वाला सक्रिय उपकरण।
• डिस्कनेक्टर (आइसोलेटर) और अर्थ स्विच:इसका उपयोग रखरखाव के लिए एक सुरक्षित अलगाव क्षेत्र बनाने और पृथक किए गए अनुभागों को सुरक्षित रूप से ग्राउंड करने के लिए किया जाता है।
• बसबार:स्विचगियर के विभिन्न भागों के बीच बिजली पहुंचाने वाले मुख्य चालक।
• इंस्ट्रूमेंट ट्रांसफॉर्मर (सीटी और वीटी):करंट और वोल्टेज ट्रांसफार्मर मीटरिंग, मॉनिटरिंग और सुरक्षा रिले के लिए सिग्नल प्रदान करते हैं।
• सीलबंद धातु आवरण:ग्राउंडेड एल्यूमीनियम या स्टील का आवरण जिसमें सभी लाइव पार्ट्स और इंसुलेटिंग गैस होती है, ऑपरेटरों को सुरक्षित रखता है और उपकरणों को पर्यावरण से बचाता है।
• गैस निगरानी प्रणाली:एक महत्वपूर्ण सुरक्षा उपकरण जो गैस के घनत्व और दबाव पर लगातार नज़र रखता है, और ऑपरेटरों को किसी भी संभावित रिसाव के बारे में सचेत करता है।

जीआईएस बनाम एआईएस तुलना

गैस इंसुलेटेड स्विचगियर के महत्व को समझने के लिए, इसकी तुलना सीधे एयर इंसुलेटेड स्विचगियर से करना उपयोगी होता है। जीआईएस विश्वसनीयता और रखरखाव में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, लेकिन इसकी शुरुआती लागत अधिक होती है।

जीआईएस के लिए एक हरित भविष्य

आधुनिक गैस इंसुलेटेड स्विचगियर प्रौद्योगिकी में सबसे बड़ा बदलाव पर्यावरणीय चिंताओं को दूर करने के लिए SF₆ गैस से दूर जाना है।

SF₆ पर्यावरणीय चुनौती

SF₆ एक तकनीकी गैस के रूप में बहुत कारगर है, लेकिन यह विज्ञान द्वारा ज्ञात सबसे शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस भी है। इसका वैश्विक तापन विभव (GWP) CO₂ से 24,000 गुना से भी अधिक है। यह वायुमंडल में 3,000 वर्षों से भी अधिक समय तक रह सकती है।

यूरोपीय संघ के एफ-गैस विनियमन जैसे सख्त पर्यावरणीय नियम इस बदलाव को गति दे रहे हैं।प्रमुख निर्माता SF₆-मुक्त समाधान विकसित कर रहे हैं।इन समाधानों का उद्देश्य पर्यावरणीय नुकसान को कम करते हुए प्रदर्शन के समान स्तर को बनाए रखना है।

पर्यावरण के अनुकूल विकल्पों से मिलें

अब इस क्षेत्र में पर्यावरण के अनुकूल इन्सुलेटिंग गैसों की एक नई पीढ़ी का उपयोग किया जा रहा है। ये विकल्प बहुत कम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ समान प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

आज हमारे सामने मौजूद प्रमुख विकल्पों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• g³ (ग्रिड के लिए हरित गैस):फ्लोरोनाइट्राइल पर आधारित एक गैस मिश्रण जो SF₆ की तुलना में सकल वजन तापमान (GWP) को 99% से अधिक कम कर देता है।
• शुष्क वायु / CO₂ मिश्रण:ये शुद्ध हवा, नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड को इन्सुलेटिंग माध्यम के रूप में उपयोग करके शून्य-जीडब्ल्यूपी समाधान प्रदान करते हैं।
• फ्लोरोकेटोन-आधारित मिश्रण:एक अन्य प्रकार की सिंथेटिक गैस जो जीडब्ल्यूपी में भी बड़ी कमी लाती है।

ये प्रौद्योगिकियां अब केवल परीक्षण के चरण में नहीं हैं। बिजली कंपनियां सक्रिय रूप से इनका उपयोग नई परियोजनाओं में कर रही हैं, जिनमें नए जीआईएस इंस्टॉलेशन के लिए प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त गैसें और अन्य SF₆-मुक्त विकल्प शामिल हैं।

आवश्यक जीआईएस अनुप्रयोग

गैस इंसुलेटेड स्विचगियर के अनूठे लाभ इसे कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए सर्वोत्तम विकल्प, और कभी-कभी एकमात्र विकल्प बनाते हैं।

• शहरी सबस्टेशन:जहां जमीन बहुत महंगी हो या मिलना मुश्किल हो, वहां जीआईएस का छोटा आकार आवश्यक है।
• अपतटीय पवन ऊर्जा संयंत्र और तटीय क्षेत्र:सीलबंद आवरण नमकीन हवा और नमी से पूर्ण सुरक्षा प्रदान करता है, जिससे कठोर समुद्री वातावरण में भी उपकरण विश्वसनीय बने रहते हैं।
• भूमिगत और आंतरिक स्थापनाएँ:बेसमेंट, सुरंगों या ऐसी इमारतों में स्थित सबस्टेशनों के लिए जीआईएस अच्छी तरह से काम करता है जहां सुरक्षा और सीमित स्थान सबसे बड़ी चिंताएं हैं।
• औद्योगिक सुविधाएं:धूल या रासायनिक प्रदूषण से प्रभावित स्थानों में, सीलबंद डिजाइन संदूषण को रोकता है और संचालन को स्थिर बनाए रखता है।
• जलविद्युत संयंत्र:इनका निर्माण अक्सर पहाड़ों या गुफाओं के अंदर किया जाता है जहां जगह बहुत सीमित होती है।

निष्कर्ष: जीआईएस का स्थायी महत्व

गैस इंसुलेटेड स्विचगियर ने अपनी प्रमुख खूबियों - छोटे आकार, उच्च विश्वसनीयता, बेहतर सुरक्षा और कम रखरखाव - के माध्यम से अपनी उपयोगिता साबित की है। यद्यपि प्रौद्योगिकी में SF₆ से दूर होकर पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए बदलाव हो रहे हैं, फिर भी इसका मूल डिज़ाइन आधुनिक विद्युत ग्रिडों का आधार बना हुआ है।

मजबूत और स्थान-कुशल विद्युत अवसंरचना के निर्माण के लिए जीआईएस आवश्यक है। यह घनी आबादी वाले शहरी क्षेत्रों में नवीकरणीय ऊर्जा लाने में मदद करता है और प्रतिनिधित्व करता है।स्विचगियर प्रौद्योगिकी का भविष्यमजबूत प्रदर्शन और बढ़ते पर्यावरणीय मानकों के बीच संतुलन बनाए रखना।