একফেজ ট্রান্সফরমার উচ্চ বজ্রপাত প্রভাব সহ্যশীলতা সঙ্গে
১ পরিচিতি
রেলপথের নিরাপদ পরিচালনা এবং রেলপথ টেলিযোগাযোগ নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমে বজ্রপাতের ক্ষতি হ্রাস করার জন্য, লেখক একটি উচ্চ আঘাত ভোল্টেজ সহ্যশীলতা সম্পন্ন একফেজ সিরিজ ট্রান্সফরমার গবেষণা ও ডিজাইন করেছেন, যার মডেল নাম্বার D10 - 1.2 - 30/10। এই ট্রান্সফরমারটি তেল সঞ্চয়ক সহ এবং একটি সম্পূর্ণ বন্ধ স্ট্রাকচার (অনুসারে শুষ্ক-ধরনের স্ট্রাকচার হিসাবেও ডিজাইন করা যেতে পারে) অনুসরণ করে। এই সিরিজের ট্রান্সফরমার রেলপথ নিয়ন্ত্রণ সিগন্যালের জন্য একটি বিশেষ উদ্দেশ্যের ডিভাইস এবং এটি শিল্প ও কৃষি বিদ্যুৎ গ্রিডের ছোট স্কেলের বিতরণ পরিস্থিতিতেও ব্যবহৃত হতে পারে, যা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বহুমুখী বৈশিষ্ট্য রাখে।
২ বজ্রপাত এবং তার ঝুঁকি
২.১ বজ্রপাতের পদার্থিক বৈশিষ্ট্য
বজ্রপাত মূলত একটি অনিয়মিত স্পন্দন তরঙ্গ। এর তরঙ্গের সামনের অংশ খুব দ্রুত বেড়ে তারপর ধীরে ধীরে কমতে থাকে। বজ্রপাত তরঙ্গের খুব বেশি উঠার ঢালের কারণে এটি বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির জন্য খুব গুরুতর ক্ষতি করতে পারে।
২.২ বজ্রপাতের শ্রেণীবিভাগ এবং কারণ
বজ্রপাত মূলত দুই প্রকারের: সরাসরি বজ্রপাত এবং প্ররোচিত বজ্রপাত। সরাসরি বজ্রপাত হল এমন একটি বজ্রপাত যা সরাসরি লাইন বা যন্ত্রপাতিতে কাজ করে। যদিও এটি কর্তব্য ক্ষতির পরিমাণ খুব বেশি, তবে বাস্তব ঘটনার সম্ভাবনা অপেক্ষাকৃত কম; তবে, বেশিরভাগ বজ্রপাত ক্ষতি ঘটনা প্ররোচিত বজ্রপাত দ্বারা ঘটে। প্ররোচিত বজ্রপাত আবার দুই ভাগে বিভক্ত: তাপীয় প্ররোচিত বজ্রপাত এবং চৌম্বকীয় প্ররোচিত বজ্রপাত: তাপীয় প্ররোচিত বজ্রপাত হল আকাশের মেঘের তাপীয় ক্ষেত্রের কারণে ওভারহেড লাইন এবং পৃথিবীর মধ্যে উৎপন্ন হওয়া অতিরিক্ত ভোল্টেজ; চৌম্বকীয় প্ররোচিত বজ্রপাত হল মেঘ থেকে নিকটবর্তী লাইনে চৌম্বকীয় প্ররোচনার ফলে লাইনে উৎপন্ন হওয়া অতিরিক্ত ভোল্টেজ। তবে এর প্রভাব তাপীয় প্ররোচিত বজ্রপাতের তুলনায় অনেক কম।
২.৩ বজ্রপাতের ট্রান্সফরমারে ক্ষতির প্রকাশ
প্রকৃত পরিচালনার প্রক্রিয়ায়, ট্রান্সফরমারগুলি বজ্রপাতে ক্ষতি হওয়ার দুর্ঘটনা সময় থেকে সময় ঘটে। এই দুর্ঘটনাগুলি ট্রান্সফরমারের নিজের ক্ষতি না কেবল করে, বরং তরঙ্গ প্রভাবের মাধ্যমে দ্বিতীয় পর্যায়ের যন্ত্রপাতিতেও ক্ষতি করে, যা একটি ব্যাপক পরিসরের ফলাফল ঘটায়।
২.৪ বজ্রপাত তরঙ্গ দ্বারা ট্রান্সফরমারের ক্ষতির মেকানিজম
বজ্রপাত তরঙ্গ দ্বারা ট্রান্সফরমারের ক্ষতি মূলত দুটি কারণ থেকে আসে: প্রথমত, আঘাত ভোল্টেজের মান খুব বেশি, যা পর্যন্ত পর্যায় ভোল্টেজের ৮-১২ গুণ; দ্বিতীয়ত, বজ্রপাত তরঙ্গ একটি উচ্চ ঘনত্বের তড়িৎ ক্ষেত্র তৈরি করে, যা ট্রান্সফরমারের আইসোলেশন ক্ষমতাকে ক্ষতি করে। আঘাত তরঙ্গের কারণে, ট্রান্সফরমারের মুখ্য আইসোলেশন ক্ষতি হতে পারে। এটি কারণ, বজ্রপাত তরঙ্গের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং তীব্র তরঙ্গ প্রান্ত কুণ্ডলীর শুরুতে পটেনশিয়াল গ্রেডিয়েন্টকে সর্বাধিক মানে পৌঁছে দেয়, যা দীর্ঘায়িত আইসোলেশনকে খুব সহজে ভেঙে দেয়।
২.৫ বজ্রপাত তরঙ্গের ভোল্টেজ প্রেরণ ট্রান্সফরমারের কুণ্ডলীতে
যখন বজ্রপাত তরঙ্গ ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক কুণ্ডলীতে কাজ করে, তখন কুণ্ডলীর ভোল্টেজ দ্রুত বেড়ে যায়, যা খুব উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করার সমতুল্য। এই ক্ষেত্রে,
দ্বিতীয় পাশেও একটি ওভারভোল্টেজ উৎপন্ন হয়। প্রাথমিক এবং দ্বিতীয় কুণ্ডলীর মধ্যে তাপীয় ক্ষমতা সংযোগ এবং চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সংযোগের কারণে,
যদিও দ্বিতীয় পাশে উৎপন্ন ওভারভোল্টেজ রূপান্তর অনুপাতের সাথে সম্পর্কিত, তবে এটি একটি সরল রূপান্তর অনুপাত সম্পর্ক নয়।
কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, এই ওভারভোল্টেজ দ্বিতীয় কুণ্ডলী এবং এতে সংযুক্ত বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির আইসোলেশন স্তরকে বেশি করে অতিক্রম করতে পারে, শেষ পর্যন্ত দ্বিতীয় কুণ্ডলীতে সংযুক্ত বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিকে ক্ষতি করে। দ্বিতীয় কুণ্ডলীতে কাজ করা ওভারভোল্টেজ তাপীয় এবং চৌম্বকীয় উভয় উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত। চৌম্বকীয় উপাদানটি সূত্র m/n (এখানে, n হল রূপান্তর অনুপাত, e হল প্রাথমিক পাশের ভোল্টেজ, m হল সংযোগ গুণাঙ্ক, এবং এর আনুমানিক মান ১) দ্বারা গণনা করা যায়।
একটি ট্রান্সফরমারের প্রাথমিক-দ্বিতীয় কুণ্ডলী এবং কুণ্ডলী এবং মাটির মধ্যে স্ট্রে ক্ষমতা বিদ্যমান। যখন প্রাথমিক কুণ্ডলী এবং মাটির মধ্যে আঘাত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন দ্বিতীয় পাশের তাপীয় আঘাত ভোল্টেজ কুণ্ডলী এবং মাটির মধ্যে বিতরণ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে, নয় পাকের অনুপাতের উপর। দ্বিতীয় কুণ্ডলী এবং
মাটির মধ্যে প্রেরণ ভোল্টেজ t2 = &t1 (&: প্রেরণ/ভোল্টেজ প্রেরণ গুণাঙ্ক; t1: প্রাথমিক-মাটির মধ্যে আঘাত ভোল্টেজ)।
৩ উচ্চ আঘাত ভোল্টেজ সহ্যশীল একফেজ ট্রান্সফরমার
একটি বিদ্যুৎ ট্রান্সফরমারের ভোল্টেজ প্রেরণ গুণাঙ্ক (t2/t1) সাধারণত ০.২-০.৯ পর্যন্ত হয়; একটি পরীক্ষিত ট্রান্সফরমারের ক্ষেত্রে ০.২৫ ছিল।
ট্রান্সফরমারগুলি ভোল্টেজ স্তর/জাতীয় মান অনুযায়ী নির্ধারিত বজ্রপাত আঘাত ভোল্টেজ সহ্যশীলতা পরীক্ষা করা হয়। এই পণ্য (১০ কেভি গ্রিড, ১৫ কেভিতে পরীক্ষিত) কোন ক্ষতি হয়নি। বিশেষভাবে ডিজাইন করা, উচ্চ-আঘাত-ভোল্টেজ-সহ্যশীল ট্রান্সফরমার দ্বিতীয় পাশের ওভারভোল্টেজ কমায়, বজ্রপাত আঘাত প্রতিরোধ করে, বাধার প্রবাহ প্রতিরোধ করে, এবং বৈদ্যুতিক পারফরম্যান্স বাড়ায়। রেলওয়ে বিজ্ঞান একাডেমি দ্বারা পরীক্ষিত, এর ভোল্টেজ প্রেরণ গুণাঙ্ক ≤ ১/২০০, প্রাথমিক থেকে দ্বিতীয় পাশে আঘাত তরঙ্গের প্রেরণ কমায় ১/২০০ এর নিচে।
বজ্রপাত থেকে কম ভোল্টেজের যন্ত্রপাতি রক্ষা করার জন্য এটি নির্ভরযোগ্য গ্রাউন্ডিং (বজ্রপাতের সময় পটেনশিয়াল পার্থক্য যন্ত্রপাতিকে ক্ষতি করতে পারে; গ্রাউন্ডিং কর্ম শেলে পটেনশিয়াল ভারসাম্য রাখে, আঘাত ভোল্টেজ কমায়) প্রয়োজন। কম ভোল্টেজের যন্ত্রপাতিতে আঘাত ভোল্টেজের প্রবেশ পথ জটিল (প্রাথমিক/দ্বিতীয়/মাটির পাশ; একটি বা একসাথে)। নির্ভরযোগ্য গ্রাউন্ডিং গুরুত্বপূর্ণ।
৪ সারাংশ
একফেজ সিরিজ ট্রান্সফরমার (তেল সঞ্চয়ক, উচ্চ আঘাত ভোল্টেজ সহ্যশীল) ঐতিহ্যগত তেল সঞ্চয়ক স্ট্রাকচার ত্যাগ করে, উপকরণ সংরক্ষণ, সহজ প্রক্রিয়া এবং আকর্ষণীয় ডিজাইন অর্জন করে। একফেজ তেল-ভিত্তিক সিরিজ (তেল সঞ্চয়ক/সম্পূর্ণ বন্ধ) উচ্চ বজ্রপাত আঘাত সহ্যশীলতা, ওভারভোল্টেজ হ্রাস, দ্বিতীয় পর্যায়ের যন্ত্রপাতি রক্ষা, এবং বিদ্যুৎ লাইন শব্দ হ্রাস করে বিদ্যুৎ প্রদানের জন্য বজ্রপাত প্রতিরোধ করে।
১৯৯০-এর দশক থেকে, অনেক এমন ট্রান্সফরমার রেলওয়ে বুরোগুলিতে (জলবিদ্যুৎ/সিগন্যাল/বিদ্যুৎ প্রদান বিভাগ ইত্যাদি) পরিচালিত হয়েছে, যা বেশিরভাগ স্টেশন এবং বিশেষ করে বজ্রপাত-প্রবণ এলাকা জুড়ে বিস্তৃত। ঝড়ের সময় প্রমাণিত, এগুলি কম ক্ষতি, উপকরণ সংরক্ষণ, শক্তি দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদান করে, যা বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির নিরাপত্তা নিশ্চিত করে। রেলওয়ের আধুনিকীকরণ এবং প্রযুক্তি উন্নয়নের সাথে, এই ট্রান্সফরমারগুলি ব্যাপক ব্যবহার দেখা যাবে।
