आकाशात कडाडणारी वीज (lightning), विद्युतदाबातील अचानक वाढ (Surge) आणि विद्युतदाबातील क्षणिक चढ-उतार (Transient) हे अनेकदा दुर्लक्षित राहणारे, पण अत्यंत धोकादायक असे विद्युत धोके आहेत. वीज (lightning) आणि विद्युत प्रणालीतील विविध व्यत्यय (electricaldisturbances) हे विद्युत आगींच्या कारणां मध्ये सर्वात कमी लक्ष दिले जाणारे घटक आहेत. ओव्हर लोड किंवा सैल जोडणी (looseconnection) यांसारख्या दोषां प्रमाणे यांची लक्षणे कधी कधी लगेच दिसून येत नाहीत. विज, विद्युतदाबातील अचानक वाढ (Surge) आणि विद्युत दाबातील क्षणिक चढ-उतार (Transient) यांमुळे होणारे नुकसान अनेकदा त्वरित बिघाड घडवत नाही; परंतु ते इन्सुलेशन कमकुवत करते, इलेक्ट्रॉनिक घटकांचे (parts) नुकसान करते आणि आगीचा‘सुप्त’धोका निर्माण करते- जे काही दिवसांनी किंवा महिन्यांनी आगीच्या स्वरूपात समोर येतात.
वीज पडणे ही नैसर्गिक घटना असून त्यामध्ये अत्यंत उच्च विद्युतदाब (voltage) आणि विद्युत प्रवाह (current)असतो. जेव्हा वीज विद्युत वाहिन्यांवर, जवळच्या बिल्डिंगवर किंवा एखाद्या इलेक्ट्रिक इंस्टॉलेशनच्या आसपास जमिनीवर पडते तेव्हा मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा विद्युत प्रणालीमध्ये (electricalsystem) प्रवेश करते. प्रत्यक्ष थेट वीज पडली नाही तरी, परिणामी निर्माण झाले लेव्होल्टेज (inducedvoltages) मुळे ही ऊर्जा ओव्हरहेड लाईन्स, अंडरग्राउंड केबल्स, कम्युनिकेशन नेटवर्क्स किंवा अर्थिंग प्रणाली द्वारे इमारतीत प्रवेश करू शकते. या अचानक ऊर्जे मुळे इन्सुलेशनवर तीव्र ताण येतो आणि उपकरणांच्या आतून नुकसान होते.
वीज आणि पॉवर सिस्टिम मधील व्यत्ययांचा एक सामान्य परिणाम म्हणजे विद्युत दाबातील अचानक वाढ (Surge).म्हणजेच विद्युतदाब अचानक वाढतो आणि लगेचच पुन्हा मूळ पातळीवर येतो. अशीवाढ (Surge) वीज पडणे, सबस्टेशनमध्ये स्विचिंग ऑपरेशन्स, फीडर ट्रिप होणे व पुन्हासुरूहोणे (reclosing), किंवामोठे भार अचानक बंद (disconnect) होणेयांमुळे निर्माण होतात. काही वेळा ट्रान्सफॉर्मरमध्ये न्यूट्रल तुटल्यास देखील (lossofneutral) अचानक विद्युत दाब वाढू शकतो. या वाढीचा (Surge) कालावधी कमी असला तरी त्याची तीव्रता इतकी जास्तअसू शकते की इन्सुलेशन पंक्चर होऊ शकते, स्विचगियरचे कॉन्टॅक्ट्स खराब होऊ शकतातआणि केबल्स कमकुवत होतात.वारंवार होणारी ही विद्दयुतवाढ विद्युत प्रणालीला हळूहळू कमकुवत करत जातात आणि त्यामुळे ओव्हरहिटिंग व आग लागण्याचा धोका वाढतो.
याच प्रमाणे दुसरा धोकादायक प्रकार म्हणजे विद्युत दाबातील क्षणिक चढ-उतार (Transient). यामध्ये विद्युतदाब काही काळासाठी झपाट्याने वर-खाली होतो आणि त्याचा स्वरूप झिगझॅग/स्पाइकी (zigzag/spiky) असतो. हे Transients मोटर्स, ट्रान्सफॉर्मर्स, वेल्डिंग मशीन, लिफ्ट्स, UPS सिस्टिम्स, आणि इलेक्ट्रॉनिक पॉवर सप्लाययांचे स्विचिंग झाल्यावर निर्माण होतात. एकाच विद्युत वाढप्रमाणे नाही, तर क्षणिक चढ-उतार (Transients)मध्येवारंवार अतिशय वेगाने वाढ-घट होते. त्यामुळे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्स, कंट्रोल पॅनल्स, सेन्सर्सआणि कम्युनिकेशन उपकरणांवर अधिक परिणाम होतो. या जलदबदलांमुळे स्थानिक (localized) उष्णता निर्माण होते, इन्सुलेशनवर ताण वाढतो आणि सूक्ष्म पातळीवर नुकसान होते- जे लगेच दिसून येत नाही.
यामुळे होणाऱ्या विद्युत आगी अनेकदा पॅनल्स, डिस्ट्रीब्युशनबोर्ड्स (DBs), कंट्रोल पॅनल्सआणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या आत सुरू होतात. टर्मिनल्स, PCB ट्रॅक्स, केबल जोड(joint)किंवा वाइंडिंग्समध्ये इन्सुलेशन ब्रेकडाउन होऊ शकतो. एकदा इन्सुलेशन कमकुवत झाले की, सामान्य विद्युत प्रवाह (current) चालू असतानाच त्याठिकाणी उष्णता निर्माण होऊ लागते.कालांतराने इन्सुलेशनकार्बनाइज होते, ट्रॅकिंग(tracking) होते, आर्किंग(arcing) निर्माण होते आणि शेवटी प्रज्वलन (ignition)होऊन आग लागते.
अयोग्य किंवा अपुरी अर्थिंग ही वीज (lightning), विद्युतदाबातील अचानक वाढ (Surge) आणि विद्युतदाबातील क्षणिक चढ-उतार (Transient) चा परिणाम अधिक गंभीर बनवते. चांगली अर्थिंग अतिरिक्त ऊर्जा सुरक्षितपणे जमिनीत सोडण्यास मदत करते. पण जेव्हाअर्थिंगचा प्रतिकार (resistance)जास्त असतो किंवा बॉन्डिंग खराब असते, तेव्हा वाढीव ऊर्जा उपकरणे, केबल्स आणि इमारतीच्या संरचनेतून अनपेक्षित मार्गाने जाते.यामुळे फक्त इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे नुकसान होत नाही, तर विद्युत काम (electricalwork)आणि काही वेळा संरचनेचेदेखील (structure) नुकसान होऊन आग लागण्याचा धोका वाढतो.
विजेपासून संरक्षणासाठी लाइटनिंग अरेस्टर(Lightning Arrestor), लाइटनिंग कंडक्टर (Lightning Conductor), विद्युतदाब झटका संरक्षण उपकरण (SurgeProtectionDevices/SPDs)आणि योग्य अर्थिंग यांची व्यवस्था केली जाते.याचे मुख्य काम वाढीव व्होल्टेज मर्यादित करणे आणि अतिरिक्त ऊर्जा अर्थिंगकडे वळवणे हे आहे. मात्र हे संरक्षण प्रभावी होण्यासाठी विद्युतदाब झटका संरक्षण उपकरण (SPD) योग्य प्रकारे निवडणे, योग्य ठिकाणी बसवणे, योग्य प्रकारेबॉन्डिंग करणे आणि कमी प्रतिकार (low-impedance) असलेली अर्थिंग प्रणाली उपलब्ध असणे अत्यावश्यक आहे. यात Type 1, Type 2, Type 3 असे प्रकार असतातआणि योग्य समन्वय (coordination) करूनच योग्य संरक्षण मिळते.
आधुनिक इमारतींमध्ये इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची संख्या प्रचंड वाढली आहे. फायर अलार्म सिस्टिम, कॅमेरे (CCTV), ॲक्सेस कंट्रोल, सर्व्हर्स, मेडिकल उपकरणेआणि इंडस्ट्रियल ऑटोमेशन सिस्टिम्स ही सर्व व्होल्टेजव्यत्य यांना अतिशय संवेदनशील असतात.मोठ्या विद्युतदाबातील अचानक वाढीमुळे किंवा वारंवार होणाऱ्या वाढीमुळे ही सुरक्षा प्रणालीच बंद पडू शकते आणि त्यामुळे संपूर्ण इमारतीचा आग धोका वाढतो.
वीज, विद्युतदाबातील अचानक वाढ आणि विद्युत दाबातील क्षणिक चढ-उतार हे नेहमीच त्वरित आग लावतील असे नाही- जर योग्य संरक्षण असेल तर नुकसान टाळता येते. परंतु यांचा धोका‘ उशिरा दिसणाऱ्या परिणामां’ मध्ये जास्त असतो. जे अदृश्य विद्युत ताणानेसुरू होते, ते पुढेइन्सुलेशन फेल्युअर, ओव्हरहिटिंग आणि आग या टप्प्यां पर्यंत पोहोचते. म्हणूनच या घटकांपासून संरक्षण हे विद्युत अग्निसुरक्षेचा मूलभूत भाग मानले पाहिजे, ऐच्छिक (optional) उपाय नव्हे. तसेच जर संरक्षण चुकीचे असेल किंवा संरक्षणच नसेल, तर काहीप्रसंगी आग तात्काळही लागू शकते.
म्हणून विद्युत प्रणालींची रचना करताना योग्य समन्वित संरक्षण, प्रभावी अर्थिंग आणि बॉन्डिंग, तसेच नियमित तपासणी आणि प्रतिबंधक देख भालही (preventivemaintenance) अनिवार्य असली पाहिजे. या अदृश्य धोक्यांकडे दुर्लक्ष करणे म्हणजे आग धोका हळूहळू वाढू देणे होयवीज, विद्युतदाबातील अचानक वाढ (Surge) आणि विद्युतदाबातील क्षणिक चढ-उतार (Transient) यांपासून योग्य संरक्षण नसेल, तर ही ऊर्जा प्रणालीमध्ये असे नुकसान करून जाते की जे योग्य क्षणाची वाट पाहत राहते आणि मग अचानक आगीच्या स्वरूपात समोर येते.
(लेखक वीजविषयकसल्लागारआहेत.)
ajitnkulkarni@yahoo.com
