সার্কিট ব্রেকারে রোধ স্যুইচিং

প্রতিরোধ সুইচিং

প্রতিরোধ সুইচিং হল এমন একটি প্রথা যেখানে সার্কিট ব্রেকারের যোগাযোগ ফাঁক বা আর্কের সাথে সমান্তরালভাবে একটি নির্দিষ্ট প্রতিরোধকে সংযুক্ত করা হয়। এই পদ্ধতিটি প্রাথমিকভাবে যোগাযোগ স্থানে উচ্চ পোস্ট-আর্ক প্রতিরোধ সহ সার্কিট ব্রেকারে প্রয়োগ করা হয়, মূলত রিস্ট্রাইকিং ভোল্টেজ এবং স্থানান্তরিত ভোল্টেজ স্পাইক কমাতে।

পাওয়ার সিস্টেমে গুরুতর ভোল্টেজ পরিবর্তন দুটি প্রধান দৃশ্যমান থেকে উদ্ভূত হয়: কম মাত্রার ইনডাক্টিভ বিদ্যুৎ প্রবাহ বিচ্ছিন্ন করা এবং ক্যাপাসিটিভ বিদ্যুৎ প্রবাহ ভেঙে দেওয়া। এই অতিরিক্ত ভোল্টেজগুলি সিস্টেম পরিচালনার জন্য ঝুঁকি তৈরি করে, তবে সার্কিট ব্রেকারের যোগাযোগ স্থানে প্রতিরোধকে সংযুক্ত করে প্রতিরোধ সুইচিং দ্বারা এগুলি কার্যকরভাবে ব্যবস্থাপনা করা যায়।

অন্তর্নিহিত নীতি হল বিচ্ছেদের সময় সমান্তরাল প্রতিরোধ দ্বারা বিদ্যুৎ প্রবাহের একটি অংশ পরিচালিত হয়, ফলে বিদ্যুৎ প্রবাহের পরিবর্তনের হার (di/dt) সীমিত হয় এবং স্থানান্তরিত পুনরুদ্ধার ভোল্টেজের উত্থান দমন করা হয়। এটি আর্ক পুনরায় জ্বলার সম্ভাবনা কমিয়ে আর্ক শক্তি আরও দক্ষভাবে বিঘ্নিত করে। প্রতিরোধ সুইচিং বিশেষভাবে অতি উচ্চ ভোল্টেজ (EHV) সিস্টেমে সুইচিং অতিরিক্ত ভোল্টেজের জন্য সংবেদনশীল প্রয়োগে গুরুত্বপূর্ণ, যেমন অপরিবহন করা ট্রান্সমিশন লাইন বা ক্যাপাসিটর ব্যাঙ্ক সুইচিং।

যখন কোনও দোষ ঘটে, সার্কিট ব্রেকারের যোগাযোগ ফাঁক খুলে যায়, এর মধ্যে একটি আর্ক তৈরি হয়। আর্ক R দ্বারা শান্ট করা হলে, আর্ক প্রবাহের একটি অংশ প্রতিরোধকে দিয়ে পরিচালিত হয়, ফলে আর্ক প্রবাহ কমে যায় এবং আর্ক চ্যানেলের ডিআইওনাইজেশন হার বৃদ্ধি পায়।

এটি একটি স্ব-পুনরাবৃত্তি চক্র চালু করে: আর্ক প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়, বেশি প্রবাহ শান্ট প্রতিরোধকে R দিয়ে পরিচালিত হয়, ফলে আর্ককে শক্তি থেকে বঞ্চিত করা হয়। এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে যতক্ষণ না প্রবাহ আর্ক পরিপূর্ণতার জন্য সমাপ্ত হয় (নিম্নে দেখানো ছবি অনুযায়ী), তখন আর্ক নির্বাপিত হয় এবং সার্কিট ব্রেকার সফলভাবে সার্কিট বিচ্ছিন্ন করে।

মেকানিজমটি শান্ট প্রতিরোধ দ্বারা বিদ্যুৎ প্রবাহের বিতরণ বিন্যাস নিয়ন্ত্রণ করে, আর্ককে "প্রবাহ হ্রাস → ত্বরিত ডিআইওনাইজেশন → আর্ক প্রতিরোধ বৃদ্ধি" এর একটি দুর্বল চক্রে ফেলে। এটি আর্ক চ্যানেলে ডাইয়েলেকট্রিক শক্তির দ্রুত পুনরুদ্ধার সম্ভব করে, প্রায়শই প্রবাহ শূন্য ক্রসিং আগেই, যা উচ্চ কম্পাঙ্কের পুনরায় জ্বলার অতিরিক্ত ভোল্টেজ দমনে বিশেষভাবে কার্যকর। এই কার্যকারিতা ক্যাপাসিটিভ বিদ্যুৎ প্রবাহ বিচ্ছিন্ন করা বা ছোট ইনডাক্টিভ বিদ্যুৎ প্রবাহ ভেঙে দেওয়ার সময় EHV সার্কিট ব্রেকারে গুরুত্বপূর্ণ।

বিকল্পভাবে, প্রতিরোধ স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রধান যোগাযোগ থেকে প্রোব যোগাযোগে আর্ক স্থানান্তর করার মাধ্যমে সক্রিয় করা যেতে পারে - যেমন অক্ষীয় ব্লাস্ট সার্কিট ব্রেকারে দেখা যায় - এই কাজটি অত্যন্ত দ্রুত সময়ে সংঘটিত হয়। আর্ক পথকে ধাতব পথ দিয়ে প্রতিস্থাপন করে, প্রতিরোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহ সীমিত হয়, ফলে সহজে বিচ্ছিন্ন করা যায়।

শান্ট প্রতিরোধ রিস্ট্রাইকিং ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্টের দোলনামূলক বৃদ্ধি দমনেও গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। গাণিতিকভাবে প্রমাণ করা যায় যে, প্রদর্শিত সার্কিটের দোলনামূলক কম্পাঙ্ক (fn) নিয়ন্ত্রিত হয়: একটি প্রতিরোধ উপাদান যোগ করলে সার্কিটের ড্যাম্পিং বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়, দোলনামূলক আয়তন হ্রাস পায় এবং ভোল্টেজ উত্থানের হার বিলম্বিত হয়। এটি LC দোলনামূলক লুপে একটি বিঘ্নিত শাখা যোগ করার সাথে সমান, অবিঘ্নিত দোলনামূলক থেকে বিঘ্নিত দোলনামূলকে রূপান্তরিত করে এবং সার্কিট ব্রেকারের বিচ্ছিন্ন করার স্থিতিশীলতা বেশি করে।

অক্ষীয় ব্লাস্ট কনফিগারেশনে, দ্রুত আর্ক স্থানান্তর নিশ্চিত করে যে প্রতিরোধ প্রবাহ শূন্য আগেই সক্রিয় হয়, ফলে ট্রানজিয়েন্ট প্রক্রিয়ার শুরুতে ড্যাম্পিং নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। এই ডিজাইনটি বিশেষভাবে EHV প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত, যেখানে সুইচিং অতিরিক্ত ভোল্টেজ সীমাবদ্ধ করা প্রয়োজন, কারণ প্রতিরোধ এবং আর্কের সিনের্জিটি বিচ্ছিন্ন করার সময় ইলেকট্রোম্যাগনেটিক শক্তির ক্রমবর্তী বিঘ্ন সম্ভব করে।

প্রতিরোধ সুইচিং ফাংশনের সারাংশ

সংক্ষেপে, সার্কিট ব্রেকারের যোগাযোগ ফাঁকের মধ্যে একটি প্রতিরোধক এক বা একাধিক নিম্নলিখিত ফাংশন পালন করতে পারে:

সার্কিট ব্রেকারের RRRV (রিস্ট্রাইকিং ভোল্টেজের হার বৃদ্ধি) হ্রাস করে

আর্ক প্রবাহ পরিচালিত করে এবং আর্ক চ্যানেলের ডিআইওনাইজেশন ত্বরান্বিত করে, প্রতিরোধ ট্রানজিয়েন্ট পুনরুদ্ধার ভোল্টেজ (TRV) বৃদ্ধির হার দমন করে, ফলে ব্রেকার বিচ্ছিন্নকারীর ডাইয়েলেকট্রিক শক্তি পুনরুদ্ধারের বোঝা কমে।

ইনডাক্টিভ/ক্যাপাসিটিভ লোড সুইচিং সময় উচ্চ-কম্পাঙ্ক রিস্ট্রাইকিং ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্ট হ্রাস করে

ইনডাক্টিভ প্রবাহ (উদাহরণস্বরূপ, অপরিবহন ট্রান্সফরমার) বা ক্যাপাসিটিভ প্রবাহ (উদাহরণস্বরূপ, চার্জিং কেবল) বিচ্ছিন্ন করার সময়, শান্ট প্রতিরোধ শক্তি বিঘ্ন দ্বারা দোলনামূলক অতিরিক্ত ভোল্টেজের আয়তন সীমিত করে, ফলে পরিবারক ভেঙে যাওয়ার ঝুঁকি প্রতিরোধ করে।

 মাল্টি-ব্রেক সার্কিট ব্রেকারে TRV বিতরণ সমান করে

বহু বিচ্ছিন্নকারী ফাঁক সহ ব্রেকারে, প্রতিরোধ ভোল্টেজ বিভাজন দ্বারা যোগাযোগ ফাঁকের মধ্যে সমান TRV বিতরণ নিশ্চিত করে, একটি একক ফাঁকে ভোল্টেজ সংকেন্দ্রিত হওয়ার কারণে পুনরায় জ্বলার থেকে রক্ষা করে।

প্রতিরোধ সুইচিং অপ্রয়োজনীয় দৃশ্যমান

যোগাযোগ স্থানে কম পোস্ট-আর্ক প্রতিরোধ সহ ঐতিহ্যগত সার্কিট ব্রেকার (উদাহরণস্বরূপ, মাধ্যম/নিম্ন-ভোল্টেজ এয়ার ব্রেকার) কোনও অতিরিক্ত শান্ট প্রতিরোধের প্রয়োজন হয় না। তাদের আর্ক চ্যানেল প্রাকৃতিকভাবে পর্যাপ্ত দ্রুত ডিআইওনাইজ হয় যাতে বাহ্যিক প্রতিরোধ ছাড়াই বিচ্ছিন্ন করার দরকার পূরণ করা যায়।

তাক্তিক নীতি বিশ্লেষণ

প্রতিরোধ সুইচিংয়ের মূল মূল্য হল "ইম্পেডেন্স ম্যাচিং-শক্তি বিঘ্ন-দোলনামূলক দমন" এর সিনের্জিটিক মেকানিজম, যা সরঞ্জামের সহ্যশক্তির সীমার মধ্যে সুইচিং ট্রানজিয়েন্ট নিয়ন্ত্রণ করে। এই প্রযুক্তি বিশেষভাবে EHV সিস্টেমে (110kV এবং তার উপর) গুরুত্বপূর্ণ, যা কার্যকরভাবে পরিচালনা করে:

• ছোট প্রবাহ বিচ্ছিন্ন করার সময় কারেন্ট চপিং অতিরিক্ত ভোল্টেজ

• ক্যাপাসিটিভ প্রবাহ বিচ্ছিন্ন করার সময় পুনরায় জ্বলার অতিরিক্ত ভোল্টেজ

এই সমাধানগুলি ট্রানজিয়েন্ট অতিরিক্ত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণে ঐতিহ্যগত আর্ক নির্বাপন পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করে।