সুইচগিয়ারের জন্য শর্ট সার্কিট বিদ্যুৎপ্রবাহের অধীনে শর্ত তৈরি
সুইচগিয়ারে স্রোত প্রবাহ এবং প্রিস্ট্রাইক ঘটনার বিস্তারিত ব্যাখ্যা
সুইচগিয়ারে, বিশেষ করে সার্কিট ব্রেকার (CB) এবং লোড ব্রেক সুইচ (LBS) এ, স্রোত প্রবাহ বলতে সুইচ সংযোগগুলি বন্ধ হওয়ার সময় তার মধ্যে একটি বিদ্যুৎ চাপ উদ্ভব হওয়ার প্রক্রিয়াকে বোঝায়। এই প্রক্রিয়া ঠিক যখন সংযোগগুলি পরস্পর স্পর্শ করে না, কিন্তু এটি কয়েক মিলিসেকেন্ড আগেই ঘটতে পারে, এটি প্রিস্ট্রাইক নামে পরিচিত একটি ঘটনার ফলে। নিম্নে এই ঘটনা এবং তার প্রভাবের বিস্তারিত ব্যাখ্যা দেওয়া হল।
প্রিস্ট্রাইক: সংযোগ স্পর্শের আগে চাপ উদ্ভব
ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন: বন্ধ হওয়ার প্রক্রিয়ায় সংযোগগুলি একে অপরের দিকে আসার সময়, তাদের মধ্যে থাকা বিদ্যুৎ বাধক (যেমন বায়ু, SF6, বা শূন্যতা) একটি ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটে। এটি ঘটে কারণ সংযোগগুলির মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র বৃদ্ধি পায় যখন তারা একে অপরের কাছাকাছি আসে। যখন ক্ষেত্রের শক্তি বিদ্যুৎ বাধকের ডাইইলেকট্রিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়, তখন বিদ্যুৎ বাধক বিঘ্নিত হয় এবং একটি সুইচিং চাপ উদ্ভব হয়।
বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের গঠন: সংযোগগুলি একে অপরের দিকে যাওয়ার সাথে সাথে তাদের মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র গঠিত হয়। এই ক্ষেত্র সংযোগগুলির মধ্যে বিভব এবং তাদের মধ্যে দূরত্বের বিপরীত সমানুপাতিক। যখন ক্ষেত্রটি যথেষ্ট শক্তিশালী হয়, তখন এটি গ্যাপের গ্যাস অণুগুলিকে আয়নীভূত করে, যা স্রোত প্রবাহের জন্য একটি পরিবাহী পথ গঠন করে।
চাপ উদ্ভব: চাপ সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ করার আগেই উদ্ভব হয়, সাধারণত কয়েক মিলিসেকেন্ড আগে। এই আগের চাপ উদ্ভবকে প্রিস্ট্রাইক বলা হয়। প্রিস্ট্রাইক ঘটনায়, চাপ সংযোগগুলির মধ্যে ছোট গ্যাপে গঠিত হয়, এবং স্রোত চাপ দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে, সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ করার আগেই।
প্রিস্ট্রাইকের প্রভাব
সংযোগ পৃষ্ঠের অতিরিক্ত গলন: যদি প্রিস্ট্রাইকে জড়িত শক্তি বেশি হয়, তাহলে এটি সংযোগ পৃষ্ঠগুলির অতিরিক্ত গলন ঘটাতে পারে। এটি বিশেষ করে শর্ট সার্কিট শর্তে সমস্যাজনক, যেখানে স্রোত অত্যন্ত উচ্চ হতে পারে। সংযোগ পৃষ্ঠগুলির উপর গলিত ধাতু সংযোগগুলির মধ্যে সংযোজন ঘটাতে পারে, যেখানে দুটি পৃষ্ঠ একে অপরের সাথে সংযুক্ত হয়।
সংযোগের সংযোজন: সংযোজিত সংযোগগুলি সুইচিং ডিভাইসকে পরবর্তী খোলা নির্দেশে সঠিকভাবে প্রতিক্রিয়া দেওয়ার থেকে বাধা দিতে পারে। যদি সুইচগিয়ারের পরিচালন মেকানিজম সংযোজিত বিন্দুগুলি ভেঙে দেওয়ার যথেষ্ট শক্তি না দেয়, তাহলে ডিভাইসটি সঠিকভাবে খোলা না পারায় সুরক্ষা ঝুঁকি এবং যন্ত্রপাতির ক্ষতি হতে পারে।
শর্ট সার্কিট স্রোতের বৈশিষ্ট্য: শর্ট সার্কিট স্রোতগুলিতে সাধারণত ডিসি উপাদান থাকে, যা স্রোতের শীর্ষ মানকে শুধুমাত্র AC শর্ট সার্কিট স্রোতের চেয়ে অনেক বেশি করে তুলতে পারে। এই বৃদ্ধিপ্রাপ্ত শীর্ষ স্রোত প্রিস্ট্রাইকের প্রভাবকে বাড়িয়ে তুলতে পারে, যা আরও গুরুতর সংযোগ ক্ষতি এবং সংযোজন ঘটাতে পারে।
চাপ ভোল্টেজের নির্ভরশীলতা: চাপের উপর ভোল্টেজ (চাপ ভোল্টেজ) সুইচগিয়ারে ব্যবহৃত বিচ্ছেদ মাধ্যমের উপর বেশি নির্ভরশীল। যদিও খুব ছোট চাপ দৈর্ঘ্যের ক্ষেত্রেও, ইলেকট্রোডের কাছাকাছি উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ পতন হতে পারে। এটি কারণ চাপের রোধ তার দৈর্ঘ্যের সাথে সমান নয়, এবং ইলেকট্রোডের কাছাকাছি অঞ্চলগুলিতে তাপ এবং আয়নিত কণার সংগ্রহের কারণে রোধ বেশি হয়।
শর্ট সার্কিট শর্তে সুইচিং
সার্কিট ব্রেকার (CB): সার্কিট ব্রেকারে, শর্ট সার্কিট শর্তে সুইচিং বিশেষ চ্যালেঞ্জিং। উচ্চ স্রোত স্তর এবং DC উপাদানের উপস্থিতি তীব্র চাপ এবং সংযোগ ক্ষতি ঘটাতে পারে। আধুনিক সার্কিট ব্রেকারগুলি এই প্রভাবগুলি কমাতে উন্নত পদার্থ এবং শীতলকরণ মেকানিজম দিয়ে ডিজাইন করা হয়, কিন্তু প্রিস্ট্রাইক এখনও একটি উদ্বেগের বিষয় হিসাবে বিবেচিত হয়।
লোড ব্রেক সুইচ (LBS): লোড ব্রেক সুইচগুলিও সুইচিং সময়ে প্রিস্ট্রাইকের সাথে সংশ্লিষ্ট, বিশেষ করে উচ্চ-স্রোত অ্যাপ্লিকেশনে। তবে, LBS ডিভাইসগুলি সাধারণত সার্কিট ব্রেকারের তুলনায় নিম্ন-ভোল্টেজ এবং নিম্ন-স্রোত অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়, তাই গুরুতর সংযোগ ক্ষতির ঝুঁকি সাধারণত কম।
সুইচগিয়ারে সুইচিং প্রক্রিয়ার পর্যায়
সুইচগিয়ারের সুইচিং প্রক্রিয়া নিম্নলিখিত পর্যায়ে বিভক্ত করা যায়:
পর্যায় ১: সংযোগের প্রাথমিক আগমন: সংযোগগুলি একে অপরের দিকে যাত্রা শুরু করে, এবং তাদের মধ্যে বিদ্যুৎ ক্ষেত্র গঠিত হতে থাকে। এই পর্যায়ে, কোন স্রোত প্রবাহিত হয় না, কিন্তু প্রিস্ট্রাইকের সম্ভাবনা বৃদ্ধি পায়।
পর্যায় ২: প্রিস্ট্রাইক চাপ গঠন: সংযোগগুলি একে অপরের কাছাকাছি আসার সাথে সাথে, বিদ্যুৎ ক্ষেত্র বিদ্যুৎ বাধকের ডাইইলেকট্রিক শক্তির চেয়ে বেশি হয়, যা ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটায়। একটি প্রিস্ট্রাইক চাপ গঠিত হয়, এবং স্রোত সংযোগগুলি স্পর্শ করার আগেই চাপ দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে।
পর্যায় ৩: সংযোগ স্পর্শ এবং চাপ স্থানান্তর: সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে পরস্পর স্পর্শ করে, এবং চাপ সংযোগগুলির মধ্যে থেকে সংযোগ পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয়। স্রোত এখন বন্ধ সার্কিট দিয়ে প্রবাহিত হতে থাকে।
পর্যায় ৪: স্থিতিস্থাপক পরিচালন: সংযোগগুলি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ হওয়ার পর, সিস্টেম স্থিতিস্থাপক পরিচালনে প্রবেশ করে, এবং স্রোত বন্ধ সংযোগগুলি দিয়ে প্রবাহিত হয় বিনা চাপে।
নিরসন কৌশল
প্রিস্ট্রাইক এবং সংযোগ সংযোজনের প্রভাব কমাতে নিম্নলিখিত ডিজাইন এবং পরিচালন কৌশলগুলি ব্যবহৃত হতে পারে:
উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ বাধকের ব্যবহার: উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ বাধক, যেমন SF6 গ্যাস বা শূন্যতা, ব্যবহার করা হলে বিঘ্নিত হওয়ার জন্য বিদ্যুৎ ক্ষেত্রের উচ্চ শক্তির প্রয়োজন হয়, যা প্রিস্ট্রাইকের সম্ভাবনা কমাতে সাহায্য করে।
উন্নত সংযোগ পদার্থ: উচ্চ গলন বিন্দু এবং ভাল তাপ পরিবহন বৈশিষ্ট্য সহ সংযোগ পদার্থ ব্যবহার করা হলে প্রিস্ট্রাইকের সময় সংযোগ ক্ষতি কমাতে সাহায্য করে। উচ্চ-ভোল্টেজ সুইচগিয়ারে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে তামা-টাঙ্সটেন সংমিশ্রণ ব্যবহৃত হয়।
শীতলকরণ মেকানিজম: পাফার সিস্টেম বা বাধ্যতামূলক গ্যাস প্রবাহ সহ শীতলকরণ মেকানিজম ব্যবহার করা হলে চাপ থেকে উত্পন্ন তাপ বিতরণ করা যায় এবং সংযোগ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা কমানো যায়, যা সংযোজনের ঝুঁকি কমাতে সাহায্য করে।
মেকানিক্যাল ডিজাইন উন্নয়ন: পরিচালন মেকানিজম যথেষ্ট শক্তি প্রদান করে যাতে খোলা পরিচালনের সময় সংযোজিত বিন্দুগুলি ভেঙে দেওয়া যায়, এটি সুইচগিয়ার সঠিকভাবে খোলা না পারার ঝুঁকি কমাতে সাহায্য করে।
সুরক্ষা সিস্টেম: ওভারকারেন্ট রিলে এবং ফল্ট ডিটেকশন মেকানিজম সহ সুরক্ষা সিস্টেম ব্যবহার করা হলে শর্ট সার্কিট শর্তগুলি দ্রুত সনাক্ত এবং প্রতিক্রিয়া দেওয়া যায়, যা চাপের সময় এবং তীব্রতা কমাতে সাহায্য করে।
সারাংশ
প্রিস্ট্রাইক ঘটনা, যেখানে চাপ সংযোগগুলি প্রকৃতপক্ষে স্পর্শ করার আগেই উদ্ভব হয়, সুইচগিয়ারের সুইচিং 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 বাধকের বৈশিষ্ট্য, সেগুলি বুঝা সুইচগিয়ারের ডিজাইন এবং পরিচালনের জন্য অপরিহার্য। উচ্চ-ডাইইলেকট্রিক-শক্তি বিদ্যুৎ বাধক, উন্নত সংযোগ পদার্থ এবং শীতলকরণ মেকানিজম সহ উপযুক্ত নিরসন কৌশল ব্যবহার করা হলে প্রিস্ট্রাইকের প্রভাব কমানো যায়, যা সার্কিট ব্রেকার এবং লোড ব্রেক সুইচে সুরক্ষিত এবং বিশ্বসনীয় পরিচালন নিশ্চিত করে।
