লাইটনিং আক্রমণের সময় একটি সার্জ প্রোটেক্টরের অভ্যন্তরে কী ঘটে?

বজ্রপাতের সময় একটি সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসের মধ্যে কী ঘটে?

বজ্রপাতের সময়, সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস (SPD) বিদ্যুত উপকরণগুলিকে ট্রান্সিয়েন্ট ওভারভোল্টেজ (অর্থাৎ, সার্জ) থেকে রক্ষা করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। নিম্নলিখিত প্রক্রিয়া এবং মেকানিজমগুলি এমন ঘটনার সময় SPD-এর মধ্যে ঘটে:

1. সার্জ শনাক্ত এবং প্রতিক্রিয়া

বজ্রপাত কারণে সার্জ পাওয়ার সিস্টেমে প্রবেশ করলে, সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইস দ্রুত এই অস্বাভাবিক ভোল্টেজ শনাক্ত করে। সাধারণত, SPD-এ একটি থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ সেট থাকে; একবার শনাক্তকৃত ভোল্টেজ এই থ্রেশহোল্ড ছাড়িয়ে যায়, তখন প্রোটেক্টর তার প্রোটেকশন মেকানিজম চালু করে।

2. শক্তি শোষণ এবং বিসর্জন

SPD-এরা সার্জ শক্তি শোষণ এবং বিসর্জন করে যাতে এটি সংযুক্ত বিদ্যুত উপকরণগুলিতে পৌঁছানো না যায়। সাধারণ শোষণ এবং বিসর্জন মেকানিজমগুলি হল:

a. মেটাল অক্সাইড ভ্যারিস্টর (MOVs)

• কাজের নীতি: MOVs হল অ-রৈখিক রোধীয় উপাদান যাদের রোধ প্রয়োগকৃত ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হয়। স্বাভাবিক পরিচালনা ভোল্টেজের সময়, MOVs উচ্চ রোধ প্রদর্শন করে; যখন ভোল্টেজ নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ড ছাড়িয়ে যায়, তখন তাদের রোধ দ্রুত কমে যায়, যাতে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে পারে।

• শক্তি বিসর্জন: MOVs অতিরিক্ত বিদ্যুৎ শক্তিকে তাপ তে রূপান্তরিত করে এবং বিসর্জন করে। যদিও MOVs-এর আত্ম-পুনরুদ্ধার বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এগুলি বেশ কিছু ছোট সার্জের পরেও কাজ করতে পারে, বড় বা পুনরাবৃত্ত সার্জের পরে এগুলি ফেইল হতে পারে।

b. গ্যাস ডিসচার্জ টিউব (GDTs)

• কাজের নীতি: GDTs হল নিষ্ক্রিয় গ্যাস দিয়ে পূর্ণ করা সীল করা টিউব। যখন দুই প্রান্তের মধ্যে ভোল্টেজ নির্দিষ্ট মান ছাড়িয়ে যায়, তখন ভিতরের গ্যাস আয়নিত হয়, যাতে বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্য একটি পরিবাহী পথ তৈরি হয়।

• শক্তি বিসর্জন: GDTs গ্যাস আয়নিত হওয়ার ফলে তৈরি প্লাজমা দিয়ে সার্জ শক্তি বিসর্জন করে এবং যখন ভোল্টেজ স্বাভাবিক হয়, তখন প্লাজমা স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্বাপিত হয়, যাতে পরিবাহিতা পুনরুদ্ধার হয়।

c. ট্রান্সিয়েন্ট ভোল্টেজ সুপ্রেশন (TVS) ডায়োড

• কাজের নীতি: TVS ডায়োডগুলি স্বাভাবিক পরিচালনা ভোল্টেজের সময় উচ্চ-রোধ অবস্থায় থাকে। যখন ভোল্টেজ তাদের ব্রেকডাউন ভোল্টেজ ছাড়িয়ে যায়, তখন ডায়োড দ্রুত কম রোধ অবস্থায় পরিবর্তিত হয়, যাতে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে পারে।

• শক্তি বিসর্জন: TVS ডায়োডগুলি তাদের অভ্যন্তরীণ PN জংশনের মধ্যে অ্যাভালঞ্চ প্রভাব দিয়ে সার্জ শক্তি বিসর্জন করে এবং দ্রুত-প্রতিক্রিয়া ছোট সার্জের জন্য উপযুক্ত।

3. শক্তি পরিচালন এবং গ্রাউন্ডিং

SPD-এরা শুধুমাত্র সার্জ শক্তি শোষণ করে না, বরং এটি গ্রাউন্ড লাইনে পরিচালন করে যাতে উপকরণগুলির উপর প্রভাব কমানো যায়। নির্দিষ্ট মেকানিজমগুলি হল:

• পরিচালন সার্কিট: SPD-এরা বিশেষ পরিচালন সার্কিট দিয়ে ডিজাইন করা হয় যাতে ওভারভোল্টেজ গ্রাউন্ড লাইনে পরিচালিত হয়, যাতে এটি সরাসরি লোড উপকরণে প্রবেশ না করে।

• গ্রাউন্ডিং সিস্টেম: একটি ভাল গ্রাউন্ডিং সিস্টেম SPD-এর কার্যকারিতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। গ্রাউন্ডিং সিস্টেম একটি কম-ইম্পিডেন্স পথ প্রদান করে যাতে সার্জ শক্তি দ্রুত পৃথিবীতে বিসর্জিত হয়।

4. সার্জের পরে পুনরুদ্ধার

সার্জ ঘটনার পর, SPD-এর স্বাভাবিক পরিচালনা অবস্থায় ফিরে আসতে হয়। বিভিন্ন ধরনের প্রোটেক্টর বিভিন্ন পুনরুদ্ধার মেকানিজম রয়েছে:

• MOVs: যদি সার্জ প্রতিরোধকে স্থায়ীভাবে ক্ষতি করে না, তাহলে এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে উচ্চ-রোধ অবস্থায় ফিরে আসবে যখন ভোল্টেজ স্বাভাবিক হবে।

• GDTs: যখন ভোল্টেজ স্বাভাবিক হয়, তখন GDT-এর ভিতরের প্লাজমা স্বয়ংক্রিয়ভাবে নির্বাপিত হয়, যাতে পরিবাহিতা অবস্থা পুনরুদ্ধার হয়।

• TVS ডায়োড: ভোল্টেজ স্বাভাবিক হলে, TVS ডায়োডগুলিও স্বয়ংক্রিয়ভাবে উচ্চ-রোধ অবস্থায় ফিরে আসে।

5. ফেইল মোড এবং প্রোটেকশন

যদিও SPD-এরা সার্জ হান্ডেল করার জন্য ডিজাইন করা হয়, তবুও এগুলি অত্যন্ত ক্ষেত্রে ফেইল হতে পারে। নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য, অনেক SPD-এ অতিরিক্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে:

• থার্মাল ডিসকানেক্ট ডিভাইস: যখন একটি MOV বা অন্য উপাদান অতিরিক্ত তাপ পায় এবং ফেইল হয়, তখন থার্মাল ডিসকানেক্ট ডিভাইস সার্কিট ভেঙে দেয় যাতে আগুন এবং অন্যান্য ঝুঁকি প্রতিরোধ করা যায়।

• ইন্ডিকেটর লাইট/আলার্ম: কিছু SPD-এ ইন্ডিকেটর লাইট বা আলার্ম সহ থাকে যাতে ব্যবহারকারীদের জানানো হয় যে প্রোটেক্টর সঠিকভাবে কাজ করছে কিনা।

সংক্ষিপ্তসার

বজ্রপাতের সময়, সার্জ প্রোটেক্টিভ ডিভাইসগুলি নিম্নলিখিত পদক্ষেপগুলি দিয়ে বিদ্যুত উপকরণগুলিকে রক্ষা করে:

• সার্জ শনাক্ত: ভোল্টেজ স্বাভাবিক পরিসীমা ছাড়িয়ে যাওয়া পরিস্থিতি শনাক্ত করুন।

• শক্তি শোষণ এবং বিসর্জন: MOVs, GDTs, এবং TVS ডায়োডগুলি ব্যবহার করে সার্জ শক্তিকে তাপ বা অন্য শক্তির রূপে রূপান্তরিত করুন।

• গ্রাউন্ড লাইনে পরিচালন: ওভারভোল্টেজ গ্রাউন্ড লাইনে পরিচালন করুন যাতে উপকরণগুলির উপর প্রভাব কমানো যায়।

• স্বাভাবিক অবস্থায় ফিরে আসা: সার্জের পর, প্রোটেক্টর স্বাভাবিক পরিচালনা অবস্থায় ফিরে আসে।

• ফল্ট প্রোটেকশন: অত্যন্ত ক্ষেত্রে অতিরিক্ত নিরাপত্তা ব্যবস্থা প্রদান করুন যাতে আরও ক্ষতি প্রতিরোধ করা যায়।