সার্কিট ব্রেকার দ্বারা ছোট ইনডাকটিভ ধারার পরিচ্ছেদনে Transient Recovery Voltage (TRV)
লিনিয়ার সিস্টেমে প্রাথমিক ঘটনার বিশ্লেষণ: সুপারপজিশনের নীতি ব্যবহার করে
লিনিয়ার সিস্টেমে সুইচিং অপারেশন দ্বারা উৎপন্ন প্রাথমিক ঘটনার বিশ্লেষণে, সুপারপজিশনের নীতি একটি শক্তিশালী হাতিয়ার। ওপেন-সার্কিট অপারেশনের আগে বিদ্যমান স্থিতিশীল অবস্থার সমাধান, শর্ট-সার্কিট ভোল্টেজ সোর্স এবং ওপেন-সার্কিট কারেন্ট সোর্স দ্বারা উদ্ভূত প্রাথমিক প্রতিক্রিয়া এবং সুইচ কন্টাক্টগুলি দিয়ে প্রবেশ করা কারেন্ট গুলি সংযোজন করে, সুইচিং প্রক্রিয়ার একটি সম্পূর্ণ বর্ণনা পাওয়া যায়।
ওপেন-সার্কিট অপারেশনের প্রাথমিক বিশ্লেষণ
একটি ওপেন-সার্কিট অপারেশনের সময়, সুইচ টার্মিনাল দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট অপারেশনের পর শূন্য হতে হবে। তাই, সিস্টেমে প্রবেশ করা কারেন্ট সুইচ টার্মিনাল দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টের সমান হতে হবে যা ওপেনিং অপারেশনের আগে ছিল। সুইচ কন্টাক্টগুলি পৃথক হতে শুরু করলে, তাত্ক্ষণিকভাবে কন্টাক্টগুলির মধ্যে একটি প্রাথমিক পুনরুদ্ধার ভোল্টেজ (TRV) উদ্ভূত হয়। TRV কারেন্ট শূন্য হওয়ার পর তাত্ক্ষণিকভাবে উদ্ভূত হয় এবং বাস্তব সিস্টেমে সাধারণত মিলিসেকেন্ডের জন্য স্থায়ী হয়। বাস্তব পাওয়ার সিস্টেমে, TRV-এর বৈশিষ্ট্য সার্কিট ব্রেকারের কার্যক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
প্রাথমিক পুনরুদ্ধার ভোল্টেজ (TRV)-এর গুরুত্ব
পাওয়ার সিস্টেমে সার্কিট ব্রেকার অপারেশনের সাথে সম্পর্কিত প্রাথমিক ঘটনার বিশ্লেষণ টেস্টিং প্রক্রিয়া এবং সুইচিং উপকরণের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। স্ট্যান্ডার্ডগুলি TRV সিমুলেশনের জন্য সুপারিশ করা বৈশিষ্ট্য মান নির্দিষ্ট করে, যা ইঞ্জিনিয়ারদের সুইচিং ডিভাইসের আচরণ ভবিষ্যদ্বাণী এবং ডিজাইন করতে সাহায্য করে।
বিভিন্ন ধরনের সার্কিট সুইচিং
নিম্নলিখিত চিত্র খুব সহজ সার্কিটে সার্কিট ব্রেকার টার্মিনালে কারেন্ট বিচ্ছিন্ন করার সময় TRV দেখায়। প্রতিটি ক্ষেত্রে সার্কিটের প্রকৃতি অনুযায়ী ভিন্ন ভিন্ন তরঙ্গরেখা উদ্ভূত হয়:
রেজিস্টিভ লোড: শুধুমাত্র রেজিস্টিভ লোডের জন্য, সুইচিং অপারেশনের পর কারেন্ট শীঘ্রই শূন্য হয়, যা একটি সাপেক্ষভাবে সুষম TRV তরঙ্গরেখা উদ্ভূত করে।
ইনডাকটিভ লোড: ইনডাকটিভ লোডের জন্য, কারেন্ট শূন্য হওয়ার সাথে সাথে ইনডাক্টরের উপর ভোল্টেজ তার সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়। যেহেতু ইনডাক্টর শক্তি সঞ্চয় করে, যা অন্যান্য উপাদান (যেমন ক্যাপাসিটর) দিয়ে বিসর্জন করতে হয়, তাই দোলনা ঘটে। এই দোলনাগুলি ইনডাক্টর এবং ক্যাপাসিটরের মধ্যে শক্তি স্থানান্তরের ফলে ঘটে।
ক্যাপাসিটিভ লোড: ক্যাপাসিটিভ লোডের জন্য, সুইচিং অপারেশনের পর কারেন্ট ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যখন ভোল্টেজ দ্রুত বৃদ্ধি পায়। TRV তরঙ্গরেখা সাধারণত দ্রুত বৃদ্ধি পাওয়া ভোল্টেজ পালস প্রদর্শন করে।
ছোট কারেন্ট বিচ্ছেদ এবং কারেন্ট চপিং ঘটনা
পাওয়ার সিস্টেমে, ছোট কারেন্ট বিচ্ছেদ করা থেকে যে ঘটনাগুলি উদ্ভূত হয় তা হল কারেন্ট চপিং এবং ভার্চুয়াল চপিং। এই ঘটনাগুলি প্রাথমিক পুনরুদ্ধার ভোল্টেজ (TRV) এর উপর প্রভাব ফেলে এবং ওভারভোল্টেজ এবং পুনরায় জ্বলন সমস্যা উৎপন্ন করতে পারে।
স্বাভাবিক বিচ্ছেদ বনাম কারেন্ট চপিং
স্বাভাবিক বিচ্ছেদ: যখন কারেন্ট তার শূন্য পরিবর্তন বিন্দুতে স্বাভাবিকভাবে বিচ্ছিন্ন হয়, তখন এটি আদর্শ সুইচিং অপারেশন। এই ক্ষেত্রে, TRV সাধারণত নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে থাকে এবং ওভারভোল্টেজ বা পুনরায় জ্বলন ঘটে না।
কারেন্ট চপিং: যদি কারেন্ট শূন্য হওয়ার আগেই বিচ্ছিন্ন হয়, তাহলে এই ঘটনাকে কারেন্ট চপিং বলা হয়। কারেন্টের হঠাৎ বিচ্ছেদ থেকে প্রাথমিক ওভারভোল্টেজ উদ্ভূত হয়, যা উচ্চ কম্পাঙ্কের পুনরায় জ্বলন ঘটাতে পারে। এই ধরনের অস্বাভাবিক বিচ্ছেদ সার্কিট ব্রেকার এবং সিস্টেমের জন্য সম্ভাব্য ঝুঁকি তৈরি করে।
কারেন্ট চপিং-এর পরিণতি
যখন একটি সার্কিট ব্রেকার কারেন্টের শীর্ষ বিন্দুতে বিচ্ছিন্ন করে, তখন ভোল্টেজ প্রায় তাত্ক্ষণিকভাবে বৃদ্ধি পায়। যদি এই ওভারভোল্টেজ সার্কিট ব্রেকারের জন্য নির্দিষ্ট ডাইইলেকট্রিক শক্তির বেশি হয়, তাহলে পুনরায় জ্বলন ঘটে। যখন এই প্রক্রিয়া বারবার ঘটে, উচ্চ-কম্পাঙ্কের পুনরায় জ্বলনের ফলে ভোল্টেজ দ্রুত বৃদ্ধি পায়। এই উচ্চ-কম্পাঙ্ক দোলনা সম্পর্কিত সার্কিটের বৈদ্যুতিক প্যারামিটার, সার্কিটের বিন্যাস এবং সার্কিট ব্রেকারের ডিজাইন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যা প্রকৃত পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট শূন্য হওয়ার আগে শূন্য পরিবর্তন বিন্দুতে পৌঁছায়।
কারেন্ট চপিং এবং ভার্চুয়াল চপিং-এর পার্থক্য
কারেন্ট চপিং: কারেন্ট শূন্য হওয়ার আগেই বিচ্ছিন্ন হলে এই ঘটনা ঘটে, যা প্রাথমিক ওভারভোল্টেজ এবং উচ্চ-কম্পাঙ্কের পুনরায় জ্বলন উৎপন্ন করে।
ভার্চুয়াল চপিং: যখন কারেন্ট শূন্যের খুব কাছাকাছি হয়, তবে শূন্য হয় না, তখন এই ঘটনা ঘটে। এটি তাত্ক্ষণিক ওভারভোল্টেজ এবং পুনরায় জ্বলন উৎপন্ন করতে পারে, যদিও এটি ছোট হয়।
লোড-সাইড ভোল্টেজ এবং TRV-এর তুলনা
নিম্নলিখিত চিত্র দুটি ভিন্ন সিনারিওতে লোড-সাইড ভোল্টেজ এবং TRV-এর তুলনা করে:
কারেন্ট শূন্য বিন্দুতে বিচ্ছেদ: এই ক্ষেত্রে, লোড-সাইড ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, এবং TRV নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে থাকে, যা সিস্টেমের স্বাভাবিক কার্যক্রম নিশ্চিত করে।
কারেন্ট শূন্য বিন্দুর আগে বিচ্ছেদ (কারেন্ট চপিং): এই ক্ষেত্রে, লোড-সাইড ভোল্টেজ দ্রুত বৃদ্ধি পায়, এবং TRV বেশি হয়, যা ওভারভোল্টেজ এবং পুনরায় জ্বলনের সম্ভাবনা বৃদ্ধি করে। এই উদাহরণ থেকে স্পষ্ট যে, দ্বিতীয় সিনারিও আরও গুরুতর।
কারেন্ট চপিং-এর বোঝার গুরুত্ব
কারেন্ট চপিং-এর প্রভাব বোঝার জন্য, লোড-সাইড লোসের প্রভাব অমান্য করে নিতে পারেন। কারেন্ট শূন্য বিন্দুতে বিচ্ছিন্ন হওয়ার পর, লোড-সাইডে সঞ্চিত শক্তি মূলত ক্যাপাসিটরে থাকে, যেখানে ভোল্টেজ তার সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়। তবে, যদি কারেন্ট শূন্য হওয়ার আগেই বিচ্ছিন্ন হয়, তাহলে ক্যাপাসিটরের শক্তি সম্পূর্ণরূপে বিসর্জিত হয় না, যা দ্রুত ভোল্টেজ বৃদ্ধি এবং পরবর্তীতে ওভারভোল্টেজ এবং পুনরায় জ্বলন সমস্যা উৎপন্ন করে।
(a) সমতুল্য সার্কিট। (b) কারেন্ট শূন্য বিন্দুতে আর্ক বিচ্ছেদ। (c) কারেন্ট শূন্য বিন্দুর আগে আর্ক বিচ্ছেদ।
কারেন্ট চপিং এবং উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রাথমিক ঘটনা
কারেন্ট চপিং এর ক্ষেত্রে, কারেন্ট শূন্য বিন্দুর কাছাকাছি আর্কের অস্থিতিশীলতা প্রতিবেশী নেটওয়ার্ক উপাদানে উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রাথমিক কারেন্ট প্রবাহিত করতে পারে। এই উচ্চ-কম্পাঙ্ক কারেন্ট ছোট পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্টের উপর সুপারিমপোজ করে, যা কার্যত শূন্যে বিচ্ছিন্ন হয়। বিশেষভাবে:
কারেন্ট শূন্য বিন্দুর কাছাকাছি আর্কের অস্থিতিশীলতা: কারেন্ট শূন্যের দিকে যাওয়ার সাথে সাথে আর্ক অস্থিতিশীল হতে পারে, যা উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রাথমিক কারেন্ট উৎপন্ন করে। এই কারেন্টগুলি ছোট পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্টের উপর সুপারিমপোজ করে, যা সিস্টেমের প্রাথমিক প্রতিক্রিয়াকে আরও জটিল করে।
উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রাথমিক কারেন্টের প্রভাব: উচ্চ-কম্পাঙ্কের প্রাথমিক কারেন্টের উপস্থিতি ওভারভোল্টেজ এবং পুনরায় জ্বলন উৎপন্ন করতে পারে, বিশেষ করে ইনডাকটিভ লোডের ক্ষেত্রে। এই কারেন্টগুলির দ্রুত পরিবর্তনের ফলে অত্যন্ত উচ্চ ভোল্টেজ পিক উৎপন্ন হয়, যা সিস্টেমের ইনসুলেশন উপাদানের জন্য ঝুঁকি তৈরি করে।
ভার্চুয়াল চপিং এবং তার প্রভাব
ভার্চুয়াল চপিং এর ক্ষেত্রে, আর্কের অস্থিতিশীলতা প্রতিবেশী ফেজের দোলনার সাথে বৃদ্ধি পায়, যা কারেন্ট শূন্য হওয়ার আগেই উচ্চ-কম্পাঙ্কের কারেন্ট উৎপন্ন করে। বিশেষভাবে:
ভার্চুয়াল চপিং-এর প্রক্রিয়া: ভার্চুয়াল চপিং সাধারণত কারেন্ট শূন্যের খুব কাছাকাছি হলে ঘটে, কিন্তু শূন্য হয় না। এই সময়ে, আর্ক প্রতিবেশী ফেজের দোলনার সাথে মিলিত হয়,
