পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশনে একটি সাধারণ গ্রাউন্ডিং সিস্টেম ব্যবহারের সুবিধাগুলো কী কী এবং কী প্রতিবন্ধকতাগুলো অবলম্বন করা উচিত?

কমন গ্রাউন্ডিং কি?

কমন গ্রাউন্ডিং বলতে এমন প্রথা বোঝায় যেখানে একটি সিস্টেমের ফাংশনাল (ওয়ার্কিং) গ্রাউন্ডিং, যন্ত্রপাতির প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ডিং এবং বজ্রপাত প্রতিরোধ গ্রাউন্ডিং একটি একক গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড সিস্টেম শেয়ার করে। অথবা, এটি বলতে পারে যে বিভিন্ন ইলেকট্রিক্যাল ডিভাইসগুলির গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টরগুলি একত্রিত হয় এবং একাধিক কমন গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোডের সাথে সংযুক্ত হয়।

1. কমন গ্রাউন্ডিংএর সুবিধাসমূহ

• অল্প সংখ্যক গ্রাউন্ডিং কন্ডাক্টর সহ সরল সিস্টেম, যা মেইনটেনেন্স এবং পরীক্ষার কাজকর্মকে সহজ করে।

• সমান্তরালভাবে সংযুক্ত বিভিন্ন গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোডের সমতুল্য গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স স্বতন্ত্র, স্বাধীন গ্রাউন্ডিং সিস্টেমগুলির মোট রেজিস্ট্যান্সের চেয়ে কম। যখন বিল্ডিংয়ের স্ট্রাকচারাল স্টিল বা রিবার কমন গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়—তার আন্তরিকভাবে কম রেজিস্ট্যান্সের কারণে—কমন গ্রাউন্ডিংএর সুবিধাগুলি আরও বেশি প্রকট হয়।

• বিশ্বস্ততা বৃদ্ধি: যদি একটি গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড ব্যর্থ হয়, অন্যান্য ইলেকট্রোডগুলি প্রতিস্থাপন করতে পারে।

• গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোডের সংখ্যা কমে, যা ইনস্টলেশন এবং উপকরণ খরচ কমায়।

• আইসোলেশন ফেলের ফলে ফেজ-টু-চ্যাসিস শর্ট সার্কিট ঘটলে, একটি বড় ফল্ট কারেন্ট প্রবাহিত হয়, যা সুরক্ষামূলক ডিভাইসগুলির দ্রুত প্রচালন নিশ্চিত করে। এছাড়াও যখন কর্মীরা দোষপূর্ণ যন্ত্রপাতির সাথে যোগাযোগ করে, তখন টাচ ভোল্টেজ কমে।

• বজ্রপাত অতিচাপের থেকে হাজার্ড কমায়।

তত্ত্বগতভাবে, বজ্রপাত-প্ররোচিত ব্যাক-ফ্ল্যাশওভার প্রতিরোধ করতে, বজ্রপাত প্রতিরোধ গ্রাউন্ডিংকে বিল্ডিং স্ট্রাকচার, ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতি এবং তাদের গ্রাউন্ডিং সিস্টেমগুলি থেকে নিরাপদ দূরত্বে রাখা উচিত। তবে, বাস্তব প্রকৌশলে এটি অনেক সময় অসম্ভব। বিল্ডিংগুলিতে সাধারণত বিস্তৃত এলাকায় ছড়িয়ে থাকে বিভিন্ন ইনকামিং বিল্টিন লাইন (বিদ্যুৎ, ডাটা, পানি, ইত্যাদি)। বিশেষ করে, যখন রিইনফোর্সড কনক্রিট স্ট্রাকচারাল রিবারগুলি লুকানো বজ্রপাত প্রতিরোধ কন্ডাক্টর হিসাবে ব্যবহৃত হয়, তখন বজ্রপাত প্রতিরোধ সিস্টেমকে বিল্ডিং পাইপিং, যন্ত্রপাতির এনক্লোজার বা বিদ্যুৎ সিস্টেমের গ্রাউন্ডিং থেকে ইলেকট্রিক্যালি বিচ্ছিন্ন করা প্রায় অসম্ভব হয়।

এমন ক্ষেত্রে, কমন গ্রাউন্ডিং পরামর্শ দেওয়া হয়—ট্রান্সফর্মারের নিউট্রাল, সমস্ত ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতির ফাংশনাল এবং প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ড এবং বজ্রপাত প্রতিরোধ সিস্টেমকে একই গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ বিল্ডিংগুলিতে, ইলেকট্রিক্যাল গ্রাউন্ডিং এবং বজ্রপাত প্রতিরোধ সিস্টেমের সংযুক্তি বিল্ডিংয়ের অভ্যন্তরীণ স্টিল ফ্রেমওয়ার্ক ব্যবহার করে একটি ফারাডে কেজ গঠন করে। এই কেজের সাথে সংযুক্ত সমস্ত অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রিক্যাল যন্ত্রপাতি এবং কন্ডাক্টরগুলি বজ্রপাত-প্ররোচিত পটেনশিয়াল পার্থক্য এবং ব্যাক-ফ্ল্যাশওভার থেকে সুরক্ষিত থাকে।

সুতরাং, যখন বিল্ডিংয়ের ধাতব স্ট্রাকচার গ্রাউন্ডিং ব্যবহার করা হয়, তখন বিভিন্ন সিস্টেমের জন্য কমন গ্রাউন্ডিং না কেবল সম্ভব, বরং সুবিধাজনকও, যদি মোট গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স 1 Ω এর নিচে ধরা যায়।

2. কমন গ্রাউন্ডিংএর জন্য মূল বিবেচনাসমূহ

গ্রাউন্ডিং কারেন্টের প্রকৃতি:
গ্রাউন্ড পোটেনশিয়াল রাইজ (GPR)-এর ঝুঁকি গ্রাউন্ডিং কারেন্টের পরিমাণ, স্থায়িত্ব এবং কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, বজ্রপাত অ্যারেস্টার বা রডগুলি বজ্রপাতের সময় খুব বেশি কারেন্ট প্রবাহিত করতে পারে, কিন্তু এই ঘটনাগুলি সংক্ষিপ্ত এবং অস্থায়ী—তাই ফলস্বরূপ GPR সীমিত ঝুঁকি প্রকাশ করে।

তবে, কমন গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স সম্পর্কিত সব সংযুক্ত সিস্টেমের মধ্যে সবচেয়ে কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে, আদর্শভাবে ≤1 Ω।

সোলিডলি গ্রাউন্ডেড নিউট্রাল সহ লো-ভোল্টেজ ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে, কমন গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড সমস্ত সংযুক্ত লোড থেকে স্থায়ী লিকেজ কারেন্ট প্রবাহিত করতে পারে, যা সার্কুলেটিং গ্রাউন্ড কারেন্ট গঠন করে। যদি গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স নিরাপদ সীমার বাইরে চলে যায়, তবে এটি যন্ত্রপাতি এবং কর্মীদের জন্য ঝুঁকি তৈরি করতে পারে।

এছাড়াও, কম্পিউটার এবং সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতির ব্যাপক ব্যবহারের কারণে, ফিল্টার গ্রাউন্ডিং প্রায়শই প্রয়োজন। বড় লাইন-টু-গ্রাউন্ড EMI/RFI ফিল্টারগুলি পৃথিবীতে প্রচুর ক্যাপাসিটিভ লিকেজ কারেন্ট প্রবাহিত করে, যা মোট গ্রাউন্ড কারেন্টের অবদান রাখে।

গ্রাউন্ড পোটেনশিয়াল রাইজের প্রভাব সংযুক্ত যন্ত্রপাতিতে:
একটি অভ্যন্তরীণ কম্প্যাক্ট সাবস্টেশন ইউনিটকে উদাহরণ হিসাবে বিবেচনা করুন। ঐতিহ্যগতভাবে, ট্রান্সফর্মারের নিউট্রাল, ধাতব এনক্লোজার এবং লোড যন্ত্রপাতির চ্যাসিস সব একটি কমন গ্রাউন্ডের সাথে সংযুক্ত ছিল। একইসাথে, বজ্রপাত অ্যারেস্টারগুলি প্রায়শই একটি আলাদা গ্রাউন্ড দেওয়া হত যাতে ডিসচার্জের সময় বিপজ্জনক পোটেনশিয়াল রাইজ এড়ানো যায়।

তবে, যদি একটি লোড ডিভাইসে আইসোলেশন ফেল ঘটে এবং কারেন্ট লিক হয়, তাহলে সম্পূর্ণ ফল্ট লুপ কারেন্ট কমন গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড দিয়ে প্রবাহিত হয়, যা স্থানীয় গ্রাউন্ড পোটেনশিয়াল এবং সুইচগিয়ার এনক্লোজারের ভোল্টেজ বাড়ায়। যদি মেইনটেনেন্স কর্মীরা এই শর্তগুলির অধীনে ক্যাবিনেট দরজা খোলে, তাহলে তারা বিদ্যুৎ সংস্পর্শের ঝুঁকিতে পড়তে পারে। এমন ঘটনাগুলি পুনঃপুনঃ ঘটেছে।

ফলস্বরূপ, আধুনিক প্রথায় অভ্যন্তরীণ সাবস্টেশনে ফাংশনাল গ্রাউন্ডিং (উদাহরণস্বরূপ, ট্রান্সফর্মারের নিউট্রাল) প্রোটেক্টিভ এবং বজ্রপাত গ্রাউন্ডিং থেকে বিচ্ছিন্ন করা হয়—যদিও এটি ইনস্টলেশনের জটিলতা বাড়ায়।

3. সংশ্লিষ্ট মান এবং নিয়মাবলী (চীন)

• বর্তমান চীনা বিদ্যুৎ শিল্পের মান অনুযায়ী:

• ক্লাস B ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনের ক্ষেত্রে, যদি সরবরাহকারী ডিস্ট্রিবিউশন ট্রান্সফর্মার ক্লাস B যন্ত্রপাতি সম্পন্ন বিল্ডিংয়ের ভিতরে না থাকে, এবং তার উচ্চ-ভোল্টেজ পাশটি অগ্রাহ্য, Petersen coil (arc-suppression coil)-গ্রাউন্ডিং, বা উচ্চ-রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং সিস্টেমে পরিচালিত হয়, তাহলে নিম্ন-ভোল্টেজ সিস্টেমের ওয়ার্কিং গ্রাউন্ড ট্রান্সফর্মারের প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ডের একই গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড শেয়ার করতে পারে, যদি গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স R ≤ 50/I (Ω) এবং R ≤ 4 Ω পূরণ করে।

• ক্লাস A ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনের ক্ষেত্রে, যা কার্যকরভাবে গ্রাউন্ডিং সিস্টেমে পরিচালিত হয়, ট্রান্সফর্মারের ওয়ার্কিং গ্রাউন্ড প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ডিং গ্রিডের বাইরে অবস্থিত হতে হবে—অর্থাৎ, কমন গ্রাউন্ডিং অনুমোদিত নয়।

• যদি বিতরণ ট্রান্সফরমারটি ক্লাস বি ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনের একটি ভবনের অভ্যন্তরে ইনস্টল করা হয়, এবং এর উচ্চ-ভোল্টেজ পাশটি কম রেজিস্ট্যান্স গ্রাউন্ডিং ব্যবহার করে, তবে নিম্ন-ভোল্টেজ কাজের গ্রাউন্ড প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ড শেয়ার করতে পারে যদি:

  • গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স R ≤ 2000/I (Ω) পূরণ করে, এবং

  • ভবনটি মেইন ইকুইপটেনশিয়াল বন্ডিং (MEB) সিস্টেম ব্যবহার করে।

• এছাড়াও, 1 kV এর উপরের বড় গ্রাউন্ড শর্ট-সার্কিট কারেন্ট সিস্টেমগুলিতে, দ্রুত ফল্ট ক্লিয়ারেন্স নিশ্চিত থাকলে সাধারণ গ্রাউন্ডিং প্রদান করা যায়, কিন্তু গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স < 1 Ω হতে হবে।

• ক্লাস এ ইনস্টলেশনে বিতরণ ট্রান্সফরমারের প্রোটেক্টিভ গ্রাউন্ডিং সম্পর্কিত বজ্রপাত প্রতিরোধক গ্রাউন্ডিং-এর সাথে একই গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড শেয়ার করতে পারে।

4. সিদ্ধান্ত

অভিজ্ঞতা দেখায় যে, জনসাধারণের নিম্ন-ভোল্টেজ বিতরণ সিস্টেমে, যেখানে গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের সম্পূর্ণ পৃথকীকরণ প্রায়শই অসম্ভব, সাধারণ গ্রাউন্ডিং—কাজ, প্রোটেকশন এবং বজ্রপাত গ্রাউন্ডিং একত্রে—বেশি নিরাপদ, অর্থনৈতিক, সহজ ইনস্টল এবং সহজ রক্ষণাবেক্ষণ হয়।

সাধারণ গ্রাউন্ডিং-এর সম্ভাব্য ঝুঁকি কমাতে, ইঞ্জিনিয়াররা উল্লেখিত পদক্ষেপ গ্রহণ করতে পারে:

• ভবনের কাঠামোগত ইস্পাত সম্পূর্ণরূপে প্রাকৃতিক গ্রাউন্ডিং ইলেকট্রোড হিসাবে ব্যবহার করা,

• মোট গ্রাউন্ডিং রেজিস্ট্যান্স 1 Ω এর নিচে রাখা, এবং

• সুবিধার সার্বিক ইকুইপটেনশিয়াল বন্ডিং বাস্তবায়ন করা।

এই পদক্ষেপগুলি হাজার্ড কমাতে এবং আধুনিক ইলেকট্রিক্যাল ইনস্টলেশনের নিরাপদ এবং বিশ্বস্ত পরিচালনা নিশ্চিত করতে কার্যকর হয়।