কিভাবে শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎ গণনা করবেন?

কিভাবে শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎ গণনা করবেন?

শর্ট সার্কিট বিদ্যুতের সংজ্ঞা

শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎ হল এমন একটি বড় পরিমাণের বিদ্যুৎ যা একটি ফলতা ঘটলে তখন ইলেকট্রিক সিস্টেম দিয়ে প্রবাহিত হয়, যা সার্কিট ব্রেকারের উপাদানগুলিকে ক্ষতি করতে পারে।

একটি শর্ট সার্কিট ফলতা ঘটলে, বড় পরিমাণের বিদ্যুৎ সিস্টেম দিয়ে প্রবাহিত হয়, যার মধ্যে সার্কিট ব্রেকার (CB) অন্তর্ভুক্ত। এই প্রবাহ, যদি CB ট্রিপ না করে থামানো না হয়, তাহলে CB-এর উপাদানগুলিকে বেশি পরিমাণে যান্ত্রিক ও তাপগতিক চাপের সম্মুখীন করায়।

যদি CB-এর পরিবহনকারী অংশগুলির যথেষ্ট অনুভূমিক ক্ষেত্রফল না থাকে, তাহলে তারা অতিরিক্ত তাপ প্রাপ্ত হতে পারে, যা আবরণকে ক্ষতি করতে পারে।CB সংস্পর্শ বিন্দুগুলিও তাপ প্রাপ্ত হয়। সংস্পর্শ বিন্দুগুলির তাপগতিক চাপ I2Rt-এর সমানুপাতিক, যেখানে R হল সংস্পর্শ বিন্দুর রোধ, I হল শর্ট সার্কিট বিদ্যুতের RMS মান, এবং t হল বিদ্যুৎ প্রবাহের সময়।

ফলতা শুরু হওয়ার পর, শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎ সার্কিট ব্রেকারের বিচ্ছিন্নকারী একক বিচ্ছিন্ন না করা পর্যন্ত থাকে। তাই, সময় t হল সার্কিট ব্রেকারের বিচ্ছিন্নকরণ সময়। এই সময় মিলিসেকেন্ডের স্কেলে খুব কম হওয়ায়, ধরা হয় যে ফলতার সময় উৎপন্ন হওয়া সমস্ত তাপ পরিবহনকারী উপাদান দ্বারা গৃহীত হয়, কারণ তাপের সঞ্চার ও বিকিরণের জন্য যথেষ্ট সময় নেই।

তাপমাত্রা বৃদ্ধি নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা নির্ধারণ করা যায়,

যেখানে, T হল প্রতি সেকেন্ডে তাপমাত্রা বৃদ্ধি ডিগ্রি সেলসিয়াসে। I হল বিদ্যুৎ (RMS সমমিতিক) এম্পিয়ারে। A হল পরিবহনকারী উপাদানের অনুভূমিক ক্ষেত্রফল। ε হল 20 ^oC তাপমাত্রায় পরিবহনকারী উপাদানের রোধ গুণাঙ্ক।

আলুমিনিয়াম 160°C-এর উপরে তার শক্তি হারায়, তাই এটি এই সীমার নিচে তাপমাত্রা বৃদ্ধি রাখা গুরুত্বপূর্ণ। এই প্রয়োজনীয়তা শর্ট সার্কিটের সময় অনুমোদিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি নির্ধারণ করে, যা CB-এর বিচ্ছিন্নকরণ সময় নিয়ন্ত্রণ করে এবং পরিবহনকারী উপাদানের মাত্রা সঠিকভাবে ডিজাইন করে ব্যবস্থাপনা করা যায়।

শর্ট সার্কিট বল

দুইটি সমান্তরাল বিদ্যুৎ প্রবাহকারী পরিবহনকারী উপাদানের মধ্যে উন্নীত হওয়া তড়িৎচৌম্বকীয় বল, নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়,

যেখানে, L হল উভয় পরিবহনকারী উপাদানের দৈর্ঘ্য ইঞ্চিতে। S হল তাদের মধ্যে দূরত্ব ইঞ্চিতে। I হল প্রতিটি পরিবহনকারী উপাদান দ্বারা বহন করা বিদ্যুৎ।

পরীক্ষার মাধ্যমে প্রমাণিত হয়েছে যে, তড়িৎচৌম্বকীয় শর্ট সার্কিট বল সর্বাধিক হয় যখন শর্ট সার্কিট বিদ্যুতের I-এর মান 1.75 গুণ সমমিতিক শর্ট সার্কিট বিদ্যুতের তরঙ্গের প্রাথমিক RMS মান।

তবে, নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে এই বলের চেয়ে বেশি বল উন্নীত হতে পারে, যেমন, খুব কঠিন বার বা বারগুলি যারা যান্ত্রিক দোলনের কারণে রেজোন্যান্স করতে পারে। পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে একটি অ-রেজোন্যান্ট স্ট্রাকচারে একটি পরিবর্তনশীল বিদ্যুৎ দ্বারা ফলতার প্রয়োগ বা অপসারণের সময় উন্নীত বলগুলি বিদ্যুৎ প্রবাহের সময় অনুভূত বলগুলির চেয়ে বেশি হতে পারে।

অতএব, নিরাপত্তার দিকে ভুল করা এবং সমস্ত সম্ভাব্য পরিস্থিতির জন্য সাবধান থাকা উচিত, যার জন্য একে অনুমোদিত সর্বাধিক বল ধরা উচিত যা অ-সমমিতিক শর্ট সার্কিট বিদ্যুতের প্রাথমিক পর্যায়ের মান দ্বারা উন্নীত হতে পারে। এই বল হল উপরোক্ত সূত্র থেকে গণনা করা বলের দ্বিগুণ।

উপরোক্ত সূত্র কেবল গোলাকার অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের পরিবহনকারী উপাদানের জন্য কার্যকর। যদিও L হল পরিবহনকারী উপাদানের সমান্তরাল অংশের সসীম দৈর্ঘ্য, কিন্তু সূত্রটি কেবল প্রতিটি পরিবহনকারী উপাদানের মোট দৈর্ঘ্য অসীম হলে যথাযথ।

প্রায়শই পরিবহনকারী উপাদানের মোট দৈর্ঘ্য অসীম নয়। এটি মনে রাখা হয় যে, বিদ্যুৎ প্রবাহকারী উপাদানের শেষ দিকের প্রায় মাঝামাঝি অংশের চেয়ে চৌম্বক ফ্লাক্স ঘনত্ব বেশি পরিমাণে পরিবর্তিত হয়।

অতএব, যদি আমরা উপরোক্ত সূত্র ব্যবহার করি একটি ছোট পরিবহনকারী উপাদানের জন্য, তাহলে গণনা করা বল প্রকৃত বলের চেয়ে বেশি হবে।দেখা যায় যে, এই ত্রুটি বেশি পরিমাণে কমানো যায় যদি আমরা উপরোক্ত সূত্রে L/S-এর পরিবর্তে টার্ম ব্যবহার করি।

সূত্র (2) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা, L/S-এর অনুপাত 20-এর বেশি হলে ত্রুটি মুক্ত ফলাফল দেয়। যখন 20 > L/S > 4, তখন সূত্র (3) ত্রুটি মুক্ত ফলাফলের জন্য যথাযথ।

যদি L/S < 4, তখন সূত্র (2) ত্রুটি মুক্ত ফলাফলের জন্য যথাযথ। উপরোক্ত সূত্রগুলি কেবল গোলাকার অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের পরিবহনকারী উপাদানের জন্য প্রযোজ্য। কিন্তু আয়তাকার অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের পরিবহনকারী উপাদানের জন্য, সূত্রটি কিছু সংশোধন গুণাঙ্কের প্রয়োজন। ধরা যাক এই গুণাঙ্ক K। তাই, উপরোক্ত সূত্র শেষ পর্যন্ত হয়ে যায়।

যদিও পরিবহনকারী উপাদানের অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের আকৃতির প্রভাব পরিবহনকারী উপাদানের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি হলে দ্রুত হ্রাস পায়, K-এর মান সর্বাধিক হয় যখন পরিবহনকারী উপাদান স্ট্রিপ আকৃতির হয় যার মোটা অংশ খুব কম এবং প্রস্থ অনেক বেশি। K-এর মান নগণ্য হয় যখন পরিবহনকারী উপাদানের অনুভূমিক ক্ষেত্রফলের আকৃতি পুরোপুরি বর্গাকার। K-এর মান এক হয় যখন পরিবহনকারী উপাদানের অনুভূমিক ক্ষেত্রফল পুরোপুরি গোলাকার। এটি উভয় মানদণ্ড ও দূরবর্তী নিয়ন্ত্রণ সার্কিট ব্রেকারের জন্য প্রযোজ্য।