স্বিচগারের জন্য শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎ প্রবাহের অধীনে শর্ত তৈরি

সুইচগিয়ারে বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং প্রিস্ট্রাইক ঘটনার বিস্তারিত ব্যাখ্যা
সুইচগিয়ারে, বিশেষত সার্কিট ব্রেকার (CB) এবং লোড ব্রেক সুইচ (LBS) এ, বিদ্যুৎ প্রবাহ শুরু হয় যখন সংযোগ শুরু হয়। এই প্রক্রিয়া শুরু হয় না যখন সংযোগগুলি পরস্পর স্পর্শ করে, বরং কয়েক মিলিসেকেন্ড আগেই একটি প্রিস্ট্রাইক ঘটনার কারণে শুরু হয়। নিচে এই ঘটনার বিস্তারিত ব্যাখ্যা এবং এর প্রভাব দেওয়া হল।
১. প্রিস্ট্রাইক: সংযোগ স্পর্শ করার আগে আর্ক শুরু
•    ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন: সংযোগগুলি বন্ধ করার সময় একে অপরের দিকে এগোতে থাকে, তখন মধ্যবর্তী বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যম (যেমন বায়ু, SF6, বা বায়ুমন্ডল) একটি ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটে। এটি ঘটে কারণ সংযোগগুলির মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র তাদের একে অপরের দিকে এগোতে থাকলে বৃদ্ধি পায়। যখন ক্ষেত্রের শক্তি বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যমের ডাইইলেকট্রিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়, তখন ফাঁক বিদ্যুৎ বিভব বিশ্লেষণ ঘটে এবং একটি সুইচিং আর্ক শুরু হয়।
•    বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের গঠন: সংযোগগুলি একে অপরের দিকে এগোতে থাকলে তাদের মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র গঠিত হয়। এই ক্ষেত্র সংযোগগুলির মধ্যে বিভব এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বিপরীত সমানুপাতিক। যখন ক্ষেত্রটি যথেষ্ট শক্তিশালী হয়, তখন এটি ফাঁকের গ্যাস অণুগুলিকে আয়নিত করে, যা বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্য একটি পরিবাহী পথ গঠন করে।
•    আর্ক শুরু: আর্ক শুরু হয় সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ করার আগে, সাধারণত কয়েক মিলিসেকেন্ড আগে। এই আগের আর্ক শুরুকে প্রিস্ট্রাইক বলা হয়। প্রিস্ট্রাইক সময়ে, আর্ক সংযোগগুলির মধ্যে ছোট ফাঁকে গঠিত হয়, এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ আর্ক দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে, সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ না করা পর্যন্ত অপেক্ষা করে না।
২. প্রিস্ট্রাইকের প্রভাব
•    সংযোগ পৃষ্ঠের অতিরিক্ত গলন: যদি প্রিস্ট্রাইকে জড়িত শক্তি বেশি হয়, তবে এটি সংযোগ পৃষ্ঠগুলির অতিরিক্ত গলন ঘটাতে পারে। এটি বিশেষত সংক্ষিপ্ত সার্কিট শর্তে সমস্যাজনক, যেখানে বিদ্যুৎ প্রবাহ অত্যন্ত বেশি হতে পারে। সংযোগ পৃষ্ঠগুলির গলিত ধাতু সংযোগগুলির মধ্যে সংযোজন ঘটাতে পারে, যেখানে দুটি পৃষ্ঠ একে অপরের সাথে সংযুক্ত হয়।
•    সংযোগের সংযোজন: সংযুক্ত সংযোগগুলি সুইচিং ডিভাইসকে পরবর্তী খোলা কমান্ডে সঠিকভাবে প্রতিক্রিয়া দেওয়ার থেকে বাধা দিতে পারে। যদি সুইচগিয়ারের পরিচালন মেকানিজম সংযুক্ত বিন্দুগুলি ভাঙার জন্য যথেষ্ট শক্তি না প্রদান করে, তবে ডিভাইসটি সঠিকভাবে খোলা না হওয়ার ঝুঁকি থাকে, যা সুরক্ষার ঝুঁকি এবং যন্ত্রপাতির ক্ষতির দিকে পরিচালিত করতে পারে।
•    সংক্ষিপ্ত সার্কিট বিদ্যুৎ প্রবাহের বৈশিষ্ট্য: সংক্ষিপ্ত সার্কিট বিদ্যুৎ প্রবাহ সাধারণত একটি DC উপাদান ধারণ করে, যা পুরোপুরি AC সংক্ষিপ্ত সার্কিট বিদ্যুৎ প্রবাহের চেয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহের পরম মান অনেক বেশি করতে পারে। এই বৃদ্ধি প্রিস্ট্রাইকের প্রভাব বাড়াতে পারে, যা আরও গুরুতর সংযোগ ক্ষতি এবং সংযোজনের দিকে পরিচালিত করতে পারে।
•    আর্ক বিদ্যুৎ প্রবাহের নির্ভরশীলতা: আর্কের উপর বিদ্যুৎ প্রবাহ (আর্ক বিদ্যুৎ প্রবাহ) সুইচগিয়ারে ব্যবহৃত বিচ্ছিন্নকরণ মাধ্যমের উপর নির্ভর করে। খুব ছোট আর্ক দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রেও, ইলেকট্রোডের কাছে উল্লেখযোগ্য বিদ্যুৎ প্রবাহের পতন হতে পারে। এটি কারণ আর্কের প্রতিরোধ তার দৈর্ঘ্যের মধ্যে সমান নয়, এবং ইলেকট্রোডের কাছে প্রতিরোধ উচ্চ হয় কারণ তাপ এবং আয়নিত কণার ঘনত্ব বেশি হয়।
৩. সংক্ষিপ্ত সার্কিট শর্তে সৃষ্টি
•    সার্কিট ব্রেকার (CB): সার্কিট ব্রেকারে, সংক্ষিপ্ত সার্কিট শর্তে সৃষ্টি করার প্রক্রিয়া বিশেষভাবে চ্যালেঞ্জিং। উচ্চ বিদ্যুৎ প্রবাহের স্তর এবং DC উপাদানের উপস্থিতি তীব্র আর্কিং এবং সংযোগ ক্ষতি ঘটাতে পারে। আধুনিক সার্কিট ব্রেকারগুলি এই প্রভাবগুলি কমানোর জন্য উন্নত উপকরণ এবং শীতলকরণ মেকানিজম দিয়ে ডিজাইন করা হয়, কিন্তু প্রিস্ট্রাইক একটি বিষয় থাকে।
•    লোড ব্রেক সুইচ (LBS): লোড ব্রেক সুইচগুলিও সৃষ্টি করার সময় প্রিস্ট্রাইকের প্রতি বিপন্ন, বিশেষত উচ্চ-বিদ্যুৎ প্রবাহের অ্যাপ্লিকেশনে। তবে, LBS ডিভাইসগুলি সাধারণত সার্কিট ব্রেকারের তুলনায় নিম্ন-বিদ্যুৎ এবং নিম্ন-বিদ্যুৎ প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়, তাই গুরুতর সংযোগ ক্ষতির ঝুঁকি সাধারণত কম হয়।
৪. সুইচগিয়ারে সৃষ্টি প্রক্রিয়ার পর্যায়
সুইচগিয়ারে সৃষ্টি প্রক্রিয়া নিম্নলিখিত পর্যায়ে বিভক্ত করা যায়, যা চিত্রে দেখানো হয়:
•    পর্যায় ১: সংযোগের প্রাথমিক প্রায়শন: সংযোগগুলি একে অপরের দিকে এগোতে শুরু করে, এবং তাদের মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র গঠিত হতে শুরু করে। এই পর্যায়ে, কোন বিদ্যুৎ প্রবাহ হয় না, কিন্তু প্রিস্ট্রাইকের সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়।
•    পর্যায় ২: প্রিস্ট্রাইক আর্ক গঠন: যখন সংযোগগুলি একে অপরের কাছে আসে, তখন বিদ্যুৎ ক্ষেত্র বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যমের ডাইইলেকট্রিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়, যা ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটায়। একটি প্রিস্ট্রাইক আর্ক গঠিত হয়, এবং সংযোগগুলি স্পর্শ করার আগেই বিদ্যুৎ প্রবাহ আর্ক দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে।
•    পর্যায় ৩: সংযোগ স্পর্শ এবং আর্ক স্থানান্তর: সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে পরস্পর স্পর্শ করে, এবং আর্ক সংযোগগুলির মধ্যে ফাঁক থেকে সংযোগ পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয়। বিদ্যুৎ প্রবাহ এখন বন্ধ সার্কিট দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে।
•    পর্যায় ৪: স্থিতিশীল অবস্থা পরিচালনা: সংযোগগুলি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হওয়ার পর, সিস্টেম স্থিতিশীল অবস্থায় প্রবেশ করে, এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ সংযোগ দিয়ে প্রবাহিত হয় কোন আর্কিং ছাড়া।
৫. কমানোর কৌশল
প্রিস্ট্রাইক এবং সংযোগ সংযোজনের প্রভাব কমাতে, নিম্নলিখিত ডিজাইন এবং পরিচালনা কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে:
•    উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যমের ব্যবহার: উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যম, যেমন SF6 গ্যাস বা বায়ুমন্ডল, ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের প্রয়োজন হয় বিভব বিশ্লেষণ শুরু করার জন্য বেশি হয়।
•    উন্নত সংযোগ উপকরণ: উচ্চ গলনাংক এবং ভাল তাপীয় পরিবাহী সংযোগ উপকরণ ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে প্রিস্ট্রাইকের সময় সংযোগ ক্ষতি কমানো যায়। উচ্চ-ভোল্টেজ সুইচগিয়ারে সাধারণত তামা-টানগস্টেন আয়ার ব্যবহার করা হয়।
•    শীতলকরণ মেকানিজম: পাফার সিস্টেম বা বাধ্যতামূলক গ্যাস প্রবাহ অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে যাতে আর্ক থেকে তাপ বিসর্জন করা যায় এবং সংযোগ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা কমানো যায়, যাতে সংযোজনের ঝুঁকি কমানো যায়।
•    মেকানিক্যাল ডিজাইন উন্নয়ন: পরিচালন মেকানিজম যথেষ্ট শক্তি প্রদান করে যাতে খোলা পরিচালনার সময় যেকোন সংযুক্ত বিন্দু ভেঙে যায়, এটি সুইচগিয়ার খোলা না হওয়ার ঝুঁকি থেকে রক্ষা করতে পারে।
•    রক্ষার সিস্টেম: অতিরিক্ত বিদ্যুৎ প্রবাহ রিলে এবং দোষ শনাক্ত মেকানিজম অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে যাতে সংক্ষিপ্ত সার্কিট শর্তগুলি দ্রুত শনাক্ত এবং প্রতিক্রিয়া দেওয়া যায়, যাতে আর্কের স্থায়িত্ব এবং তীব্রতা কমানো যায়।
সংক্ষিপ্ত বিবরণ
প্রিস্ট্রাইক ঘটনা, যেখানে আর্ক সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ করার আগেই শুরু হয়, সুইচগিয়ারে সৃষ্টি প্রক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক। এটি অতিরিক্ত সংযোগ ক্ষতি, সংযোজন এবং সুইচিং ডিভাইসের সম্ভাব্য ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করতে পারে। প্রিস্ট্রাইকের জন্য যে কারণগুলি অবদান রাখে, যেমন বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের গঠন এবং বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যমের বৈশিষ্ট্য, এগুলি বুঝা সুইচগিয়ার ডিজাইন এবং পরিচালনার জন্য অপরিহার্য। উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ পরিবাহী মাধ্যম, উন্নত সংযোগ উপকরণ এবং শীতলকরণ মেকানিজম ব্যবহার করে প্রিস্ট্রাইকের প্রভাব কমানো যায়, যাতে সুইচগিয়ার সুরক্ষিত এবং বিশ্বস্তভাবে সার্কিট ব্রেকার এবং লোড ব্রেক সুইচে পরিচালিত হয়।