কেন বৈদ্যুতিক খামার এবং টাওয়ারে ওভারহেড পাওয়ার লাইনগুলি ঢিলে?
ইউটিলিটি পোল এবং ট্রান্সমিশন টাওয়ারে ওভারহেড পাওয়ার লাইনগুলি কেন ঢিলে?
আজকের দ্রুত প্রযুক্তি উন্নয়নের যুগে, মানুষ, জিনিসপত্র এবং পরিষেবাগুলির পরিবহণ অনেক সহজ হয়েছে। ভৌগোলিক দূরত্ব আর একটি প্রচণ্ড বাধা নয়। এই স্থুল পদার্থগুলি দীর্ঘ দূরত্বে দক্ষভাবে পরিবহণ করা যায়, তেমনি বিদ্যুৎও দীর্ঘ দূরত্বে পরিবহণ করতে হয়। তবে, স্থুল পদার্থের মতো নয়, বিদ্যুতের জন্য এর যাত্রার জন্য একটি মাধ্যম প্রয়োজন।
আপনি যেমন অনেক সময় দেখতে পান যে ইউটিলিটি পোল এবং ট্রান্সমিশন টাওয়ার থেকে ঝুলানো পাওয়ার ট্রান্সমিশন লাইনগুলি খুব শক্তভাবে বাঁধা নয়, বরং ঢিলে। এই দৃশ্য অনেক সময় এই প্রশ্ন তৈরি করে: এই লাইনগুলি কেন আরও শক্তভাবে বাঁধা নয়?
এই অনুসন্ধানে, আমরা পোলে পাওয়ার লাইনের ঢিলামি এবং ডিস্ট্রিবিউশন এবং ট্রান্সমিশন লাইনে স্যাগের প্রয়োজনীয়তার পিছনে কারণগুলি উন্মোচন করব। বিস্তারিত ব্যাখ্যা করার আগে, আমরা এই বৈদ্যুতিক প্রকৌশল ঘটনাটির বোঝার জন্য কিছু মৌলিক বিষয় পর্যালোচনা করি।
বিদ্যুৎ ট্রান্সমিশন: নীতি, ক্ষতি এবং উপাদান
বিদ্যুৎ ট্রান্সমিশনের মৌলিক বিষয়
পাওয়ার হল কাজ করার হার। বিদ্যুতের ক্ষেত্রে, বিদ্যুত শক্তি যখন একটি দূরত্ব পার হয়, তখন কাজ সম্পন্ন হয়। ফলস্বরূপ, পাওয়ার হল একক সময়ে সরবরাহকৃত শক্তির পরিমাণ। দীর্ঘ দূরত্বে বিদ্যুত পরিবহণের জন্য, পাওয়ার লাইনগুলি এই স্থানান্তরের জন্য প্রয়োজনীয় মাধ্যম হিসাবে কাজ করে।
অ্যাক্টিভ পাওয়ার, বিদ্যুত পাওয়ারের যে অংশটি উপযোগী কাজ করে, সাধারণত ওয়াটে পরিমাপ করা হয়। বিদ্যুৎ ট্রান্সমিশনের ক্ষেত্রে, শক্তি সংরক্ষণের জন্য উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন প্রথিতযায়গিক পদ্ধতি। এটি কারণ একটি পরিবাহী দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুত ধারার কারণে তাপ উৎপন্ন হয়, যা অত্যন্ত ক্ষতিকর হতে পারে। তাপ দ্বারা বিদ্যুত লাইনগুলি সময়ের সাথে ভেঙে যায়, যা প্রাথমিক ক্ষতি এবং সম্ভাব্য ব্যর্থতা তৈরি করে। শক্তি ক্ষতি কমানো এবং ট্রান্সমিশন করা পাওয়ার সংরক্ষণের জন্য, লাইনগুলি দিয়ে প্রবাহিত বিদ্যুত ধারার পরিমাণ কমিয়ে ভোল্টেজ বাড়ানো বেশি দক্ষ। এই পদ্ধতিকে উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার ট্রান্সমিশন বলা হয়, যা ট্রান্সমিশন লাইনে তাপের রূপে প্রতিস্থাপিত পাওয়ার কমায়।
পরিবাহন এবং পাওয়ার ক্ষতি
বিদ্যুৎ ট্রান্সমিশন প্রক্রিয়ার সময়, কিছু বিদ্যুৎ পাওয়ার অবশ্যই পরিবেশে হারিয়ে যায়। এটি প্রধানত ঘটে কারণ ট্রান্সমিশন লাইনগুলি সম্পূর্ণরূপে অবরোধ করা হয় না, যার ফলে তাপ পরিত্যাগ এবং বিদ্যুত পরিত্যাগ হয়। ওহমের সূত্র অনুযায়ী, একটি পরিবাহীর প্রতিরোধ (R) এর দৈর্ঘ্য (L) এর সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। ফলে, ট্রান্সমিশন লাইনের দৈর্ঘ্য বাড়ার সাথে সাথে তার প্রতিরোধও বাড়ে। এছাড়াও, ট্রান্সমিশন লাইনগুলির চারপাশে থাকা বাতাস একটি খারাপ পরিবাহী এবং বিদ্যুত ধারার দ্বারা উৎপন্ন তাপকে দক্ষভাবে পরিত্যাগ করতে পারে না।
এই সমস্যাগুলি কমানোর জন্য, বৈদ্যুতিক লাইনগুলি বড় ব্যাসের সাথে ডিজাইন করা হয়। এই ডিজাইন পছন্দ করা হয় কারণ একটি পরিবাহীর প্রতিরোধ (R) তার অনুভূমিক বিভাগের সাথে ব্যাসের বিপরীতে সমানুপাতিক। পরিবাহীর ব্যাস বাড়ালে, তার অনুভূমিক বিভাগ বাড়ে, যা প্রতিরোধ কমায়। এই প্রতিরোধ কমানোর ফলে ট্রান্সমিশন লাইনে তাপ উৎপন্নের কারণে পাওয়ার ক্ষতি কমে।
বৈদ্যুতিক তার এবং কেবল
বৈদ্যুতিক কেবল এবং তারগুলি হল পরিবাহী যার মাধ্যমে বিদ্যুত পরিবহণ করা হয়, এবং এগুলি প্রধানত তামার দ্বারা তৈরি করা হয় কারণ তামার বিদ্যুত পরিবাহিতা অত্যন্ত ভালো। তবে, এই পরিবাহীগুলি শুধুমাত্র প্রাকৃতিক তামা দিয়ে তৈরি হয় না। তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি, যেমন শক্তি এবং দীর্ঘায়ু, বাড়ানোর জন্য তামার সাথে অন্যান্য উপাদান মিশ্রিত করা হয়। এই উপাদানগুলির যোগ তামার বিদ্যুত পরিবাহিতাকে ক্ষতি করে না। বরং, তারা পরিবাহীর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করে, যাতে এটি ইনস্টলেশন এবং পরিচালনার কঠোরতা সহ্য করতে পারে এবং বিদ্যুত পরিবহণের দক্ষতা রক্ষা করে।
জুলের বৈদ্যুতিক তাপীয় সূত্র
বাস্তবে, কোনো ধাতুই সত্যিই পরিষ্কার নয়; যে কোনো ধাতুর পরিষ্কারতা সবসময় 100% এর কম। ফলে, সব ধাতুই অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ রাখে। যখন একটি পরিবাহী দিয়ে বিদ্যুত ধারা প্রবাহিত হয়, তখন শক্তি তাপের আকারে পরিত্যাগ হয়। তাপ উৎপন্নের পরিমাণ জুলের বৈদ্যুতিক তাপীয় সূত্র দিয়ে গণনা করা যায়, যা বৈদ্যুতিক পরিবাহী, প্রতিরোধ এবং তাপ উৎপন্নের মধ্যে সম্পর্কের মৌলিক বোঝার একটি প্রদান করে।
জুলের সূত্রের অন্যান্য রূপ
জুলের সূত্র এবং পরিবেশগত কারণের প্রভাব বৈদ্যুতিক লাইনে
জুলের বৈদ্যুতিক তাপীয় সূত্র অনুযায়ী, একটি পরিবাহী দিয়ে ইলেকট্রনের প্রবাহের দ্বারা উৎপন্ন তাপ (P) প্রতিরোধ (R), সময় (t) এবং ধারার বর্গ I^2 এর সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। যখন বিদ্যুত ধারা একটি পরিবাহী দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন এটি পরিবাহী পদার্থের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধকে অতিক্রম করতে হয়। এই প্রতিরোধ ইলেকট্রনের প্রবাহের জন্য একটি বাধা হিসাবে কাজ করে, যা ধারাকে পরিবেশে তাপের আকারে শক্তি পরিত্যাগ করতে বাধ্য করে।
আবহাওয়া এবং তাপমাত্রার প্রভাব বৈদ্যুতিক লাইনে
একটি পরিবাহীর প্রতিরোধ তাপমাত্রার দ্বারা প্রভাবিত হয়। পরিবাহীর তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে তার প্রতিরোধও বাড়ে। এটি ঘটে কারণ বাড়তি তাপমাত্রার কারণে পরিবাহীর ইলেকট্রনগুলি বাড়তি গতিশক্তি পায়, যার ফলে অধিক অস্থির এবং যাদৃচ্ছিক গতি হয়। এই শক্তিশালী ইলেকট্রনগুলি পরিবাহী পদার্থের পরমাণুগুলির সাথে প্রায়শই সংঘর্ষ করে, যার ফলে তাপ উৎপন্ন হয়।
একটি পরিবাহী দ্বারা উৎপন্ন অতিরিক্ত তাপ গুরুতর হুমকি হতে পারে, যা পরিবাহীকে গলিয়ে ফেলতে পারে এবং সিস্টেম ব্যর্থতার কারণ হতে পারে। গরম আবহাওয়ার শর্তাধীনে, পরিবাহীগুলি তাপীয় প্রসারণের কারণে প্রসারিত হয়, যা ওভারহেড তারগুলিকে ঢিলে করে। বিপরীতে, ঠান্ডা আবহাওয়ায়, পরিবাহীগুলি সংকুচিত হয়, যা তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বৈদ্যুতিক পারফরম্যান্সের উপর প্রভাব ফেলতে পারে।
বৈদ্যুতিক লাইনে টেনশন
টেনশন হল একটি বল যা একটি তার বা কেবলে দুটি বিপরীত বলের কারণে উত্পন্ন হয়। ইউটিলিটি পোল বা ট্রান্সমিশন টাওয়ারের মধ্যে ঝুলানো ওভারহেড পাওয়ার লাইনের ক্ষেত্রে, টেনশন সবসময় উপস্থিত। যদি তারগুলিকে অত্যধিক শক্তভাবে বাঁধা হয়, তাহলে টেনশন বেশি হবে। এই বেশি টেনশন তারগুলিকে ক্ষতির জন্য বেশি সংবেদনশীল করে, কারণ তাপমাত্রার পরিবর্তন বা যান্ত্রিক চাপের কারণে অল্প সংকোচন বা প্রসারণ তারগুলিকে ভেঙে দিতে পারে।
ডিস্ট্রিবিউশন এবং ট্রান্সমিশন লাইনে স্যাগের প্রয়োজনীয়তা
ট্রান্সমিশন লাইনে স্যাগ হল পোল বা টাওয়ারের মধ্যে তারগুলির প্রতিদৃশ্যমান নিচের দিকের বক্ররেখা বা ডিপ। এই বক্ররেখা তারের ওজন এবং তার উপর কাজ করা টেনশনের সম্মিলিত প্রভাবের একটি স্বাভাবিক ফলাফল।
ডিস্ট্রিবিউশন এবং ট্রান্সমিশনে ঢিলে ওভারহেড পাওয়ার লাইন এবং স্যাগের গুরুত্ব
বিদ্যুতের দীর্ঘ-দূরত্বের ট্রান্সমিশন এবং ডিস্ট্রিবিউশনের সময়, তাপ পরিত্যাগ অনিবার্য। উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সমিশন পরিবাহী তারে তাপ উৎপন্ন করার কমানোর একটি কৌশলগত পদক্ষেপ হিসাবে ব্যবহার করা হয়। এটি কারণ, বৈদ্যুতিক প্রকৌশলের নীতি অনুযায়ী, ধারা কমানো (ভোল্টেজ বাড়ানো) প্রতিরোধের মাধ্যমে তাপে পরিবেশিত শক্তি বেশি কমে (জুলের সূত্র P = I^2R অনুযায়ী)। এছাড়াও, আবহাওয়ার শর্ত এবং তারের অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রার পরিবর্তন বৈদ্যুতিক লাইনগুলিকে একটি নির্দিষ্ট মাত্রায় ঢিলে রাখার প্রয়োজনীয়তা তৈরি করে।
যদি পাওয়ার লাইনগুলি শক্তভাবে টানা হত, তাহলে ঠান্ডা আবহাওয়া ট্রান্সমিশন লাইনে সংকোচন তৈরি করতে পারে। এই সংকোচন লাইনের মধ্যে টেনশন বেশি হওয়ার কারণ হতে পারে। এই বেশি টেনশন তার এবং কেবলে গুরুতর ক্ষতি করতে পারে, যা বিদ্যুৎ বিয়োগ, নিরাপত্তা ঝুঁকি এবং ব্যয়বহুল মেরামতের কারণ হতে পারে। এই দুর্দান্ত ফলাফলগুলি এড়ানোর জন্য, পাওয়ার লাইনগুলি উচ্চারিতভাবে ঢিলে রাখা হয়। এই ডিজাইন তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে তারগুলিকে সংকুচিত বা প্রসারিত হওয়ার জন্য যথেষ্ট স্থান প্রদান করে
