সাবস্টেশনে আউটডোর হাই-ভোল্টেজ ডিসকানেক্টরে সাপোর্ট ব্র্যাকেটের ফাটলের বিশ্লেষণ
সাবস্টেশনের মধ্যে সরঞ্জামের পরিচালনা অবস্থা এবং নির্ভরযোগ্যতা ডাক্তারি শক্তি গ্রিডের নিরাপত্তা এবং স্থিতিশীলতাকে সরাসরি প্রভাবিত করে। সাবস্টেশনের বেশিরভাগ সরঞ্জামই পরিষ্কার তামা, কার্বন ইস্পাত, এবং রাস্তা-মুক্ত ইস্পাত সহ বিভিন্ন উপকরণ দিয়ে তৈরি ধাতু উপাদান নিয়ে গঠিত। দীর্ঘমেয়াদী পরিচালনার সময়, এই ধাতু উপাদানগুলির পারফরম্যান্স হ্রাস পাওয়ার ফলে সরঞ্জামের ব্যর্থতা ঘটে, যা সাবস্টেশনের নিরাপদ এবং স্থিতিশীল পরিচালনার জন্য বড় ঝুঁকি তৈরি করে।
বাইরের উচ্চ ভোল্টেজের ডিসকানেক্টর একটি প্রধান উদাহরণ। তাদের সঠিক কাজ খুবই গুরুত্বপূর্ণ—নির্ভরযোগ্যতা, নিরাপত্তা, এবং সাবস্টেশন পাওয়ার সাপ্লাইয়ের স্থিতিশীলতার জন্য শুধুমাত্র নয়, তাদের ব্যর্থতা পুরো ডাক্তারি গ্রিডের পতন ট্রিগার করতে পারে। তাই, সাবস্টেশনের সাধারণ সরঞ্জামের ব্যর্থতার মৌলিক কারণগুলি সক্রিয়ভাবে বিশ্লেষণ করা এবং লক্ষ্যভিত্তিক প্রোটেক্টিভ পদক্ষেপ প্রস্তাব করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
১. বাইরের উচ্চ ভোল্টেজের ডিসকানেক্টর পরিচিতি
একটি নির্দিষ্ট ৩৩০ কেভি সাবস্টেশনে বাইরের উচ্চ ভোল্টেজের ডিসকানেক্টরগুলি একটি পূর্ববর্তী উচ্চ ভোল্টেজ সুইচগিয়ার প্ল্যান্ট দ্বারা তৈরি GW4-সিরিজের পণ্য। তারা একটি ডাবল-কলাম হোরিজন্টাল স্ট্রাকচার এবং বাম-ডান সমমিতিক প্রদর্শন করে এবং একটি বেস, সাপোর্ট ব্র্যাকেট, ইনসুলেটর, এবং একটি মুখ্য পরিবাহী অ্যাসেম্বলি নিয়ে গঠিত। মুখ্য পরিবাহী অ্যাসেম্বলি সুপারিয়র কানেক্টর, টার্মিনাল ক্ল্যাম্প, পরিবাহী রড, কন্টাক্ট, কন্টাক্ট ফিঙ্গার, স্প্রিং, এবং রেইন শিল্ড নিয়ে গঠিত।
সেপ্টেম্বর ২০১৭-এ, সাধারণ রক্ষণাবেক্ষণের সময়, অপারেটররা আবিষ্কার করেছিলেন যে, এই বাইরের ডিসকানেক্টরগুলির কিছু সাপোর্ট ব্র্যাকেটে বিভিন্ন মাত্রার ফাটল এবং গুরুতর করোশন ছিল। এটি ম্যানুয়াল পরিচালনার সময় একটি গুরুতর নিরাপত্তা ঝুঁকি তৈরি করেছিল। ফলে, ফাটলের আকৃতির ম্যাক্রোস্কোপিক পরীক্ষা করা হয়েছিল। প্রতি ব্র্যাকেটের ক্ল্যাম-পাশ এবং টার্মিনাল-পাশ থেকে সংগৃহীত দূষণের উপর মাইক্রোস্কোপিক মেটালোগ্রাফিক বিশ্লেষণও করা হয়েছিল। আরও, একটি স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করে সাপোর্ট ব্র্যাকেট, পরিবাহী রড, এবং সংশ্লিষ্ট দূষণের রাসায়নিক সংমিশ্রণের সম্পূর্ণ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
২. সাপোর্ট ব্র্যাকেট ফাটলের পরীক্ষার ফলাফল
২.১ ম্যাক্রোস্কোপিক আকৃতি
ডিসকানেক্টর সাপোর্ট ব্র্যাকেটের পৃষ্ঠতলের কোটিং খসে গিয়েছিল, যা গুরুতর করোশন প্রকাশ করেছিল। ব্র্যাকেট এবং পরিবাহী রডের মধ্যে স্পষ্ট করোশন পণ্য লক্ষ্য করা গিয়েছিল। ফাটলগুলি ব্রিটল ফ্র্যাকচারের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করেছিল, যাতে ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠতলে "হেরিংবোন" (ছাতার মতো) প্যাটার্ন দেখা গিয়েছিল। ফাটলের উৎপত্তি এবং প্রসারণ অঞ্চলগুলি কালো বা অন্ধকার গ্রে রঙের ছিল।
ডিফলেকশন পরিমাপ দেখায় যে, টার্মিনাল-বোর্ড পাশে ৩.০ মিমি এবং ক্ল্যাম পাশে ২.০ মিমি ডিফর্মেশন ছিল, যা ব্র্যাকেটের উল্লেখযোগ্য কাঠামোগত বিকৃতি নিশ্চিত করে।
২.২ মাইক্রোস্কোপিক আকৃতি
মাইক্রোস্কোপিক মেটালোগ্রাফিক বিশ্লেষণ দেখায় যে, সাপোর্ট ব্র্যাকেটের ক্ল্যাম পাশে ১.১–৩.৩ মিমি এবং টার্মিনাল-বোর্ড পাশে ৩.২–৩.৫ মিমি দূষণ লেয়ারের বেধ ছিল।
২.৩ স্পেকট্রাল বিশ্লেষণ
সাপোর্ট ব্র্যাকেট, পরিবাহী রড, এবং দূষণের উপর স্পেকট্রোমিটার বিশ্লেষণ নিম্নলিখিত মূল ফলাফল দেখায় (টেবিল ১ দেখুন):
সাপোর্ট ব্র্যাকেটে ৯৪.৩% অ্যালুমিনিয়াম ছিল, যা এটি কাস্ট অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় তৈরি করেছিল।
পরিবাহী রডে ৯২.৭% তামা এবং কিছু ট্রেস উপাদান ছিল, যা এটিকে তামা অ্যালয় টিউব হিসাবে নিশ্চিত করে।
দূষণেও ৯৪.৩% অ্যালুমিনিয়াম ছিল।
আর্দ্র বায়ুমন্ডলীয় শর্তে, অ্যালুমিনিয়াম (ব্র্যাকেট থেকে) এবং তামা (পরিবাহী রড থেকে) একটি গ্যালভানিক কাপল গঠন করে, যা একটি ইলেকট্রোকেমিকাল (গ্যালভানিক) করোশন প্রতিক্রিয়া ট্রিগার করে। এই প্রক্রিয়াটি অ্যালুমিনিয়াম-আয়ন-রিচ করোশন পণ্য তৈরি করে—যা উপাদানের অবনতি এবং পরবর্তীতে ফাটলের প্রধান দূষণ হিসাবে চিহ্নিত হয়েছিল।
| নমুনার নাম | উপাদানের বিবরণ | |||||
| Al | Zn | Mn | Cu | Fe | Si | |
| আইসোলেটর সাপোর্ট | 94.3 | 0.33 | 0.39 | 2.64 | 0.76 | -- |
| পরিবাহী রড | 6.12 | 0.26 | < 0.017 | 92.66 | < 0.028 | 0.936 |
| বিষাক্ত পদার্থ | 94.3 | 0.34 | 0.28 | 2.51 | 0.61 | 1.13 |
3. কারণ বিশ্লেষণ এবং সুরক্ষা ব্যবস্থা
3.1 সাপোর্ট ব্র্যাকেটে ফাটলের কারণ বিশ্লেষণ
সাধারণত, ধাতব উপকরণের ব্যর্থতা দুটি ধরনের কারণের সাথে যুক্ত হতে পারে:
অভ্যন্তরীণ কারণ: উপকরণের গুণমান এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত;
বাহ্যিক কারণ: যান্ত্রিক লোডিং, সময়, তাপমাত্রা এবং পরিবেশগত মাধ্যমের মতো পরিষেবার শর্তাবলীর সাথে সম্পর্কিত।
3.1.1 অভ্যন্তরীণ কারণ বিশ্লেষণ
বিদ্যুৎ নেটওয়ার্ক প্রকল্পগুলিতে, ধাতব উপাদানগুলি সাধারণত উদ্ভাবনের আগে উপকরণের গঠন এবং প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবনসহ কঠোর গুণগত পরীক্ষা পাস করে। ক্ষেত্রের অভিজ্ঞতা দেখায় যে বাইরের উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসকানেক্টরগুলি কঠিন পরিবেশে কাজ করে এবং তাদের নির্ভরযোগ্যতা মূলত বাহ্যিক পরিষেবার শর্তাবলীর উপর নির্ভর করে না অন্তর্নিহিত উপকরণের ত্রুটির উপর। অতএব, এই ডিসকানেক্টরের সাপোর্ট ব্র্যাকেটে পর্যবেক্ষিত ফাটল খারাপ উপকরণের গুণমানের কারণে নয় বরং মূলত পরিবেশগত উন্মুক্ততার কারণে ঘটেছে।
3.1.2 বাহ্যিক কারণ বিশ্লেষণ
330 kV সাবস্টেশনটি উত্তর-পশ্চিমাঞ্চলে অবস্থিত যেখানে একটি স্বাভাবিক ক্রান্তীয় অর্ধ-শুষ্ক জলবায়ু রয়েছে—যা শুষ্ক বাতাস, প্রচুর সূর্যালোক এবং দৈনিক ও বার্ষিক তাপমাত্রার বড় পরিবর্তনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত। শীতকাল দীর্ঘ এবং শীতল হয় যেখানে অল্প বৃষ্টিপাত হয়, আবার গ্রীষ্মকাল সংক্ষিপ্ত কিন্তু উষ্ণ হয়।
ডিসকানেক্টরের অ্যালুমিনিয়াম খাদের সাপোর্ট ব্র্যাকেটটি এই কঠোর বায়ুমণ্ডলীয় পরিবেশে অবিরত উন্মুক্ত ছিল, যেখানে প্রবল বাতাস, তাপ চক্র, বরফের সঞ্চয় এবং মাঝে মাঝে বৃষ্টি হওয়ার মতো পরিস্থিতির সম্মুখীন হয়েছিল—যা চাপ দ্বারা সংক্ষিপ্ত ক্ষয় (SCC)-এর জন্য অত্যন্ত অনুকূল।
SCC বলতে একটি চাপযুক্ত ধাতব উপাদানের একটি ক্ষয়কারী পরিবেশে ভঙ্গুর ভাঙ্গনকে বোঝায়। এর ঘটনার জন্য দুটি অপরিহার্য শর্ত প্রয়োজন: টান চাপ এবং একটি নির্দিষ্ট ক্ষয়কারী মাধ্যম।
এই ক্ষেত্রে:
ব্র্যাকেটের নীচের কেন্দ্র রেখার উভয় পাশে নিচের দিকে টান চাপ এবং কেন্দ্রে উপরের দিকে উপস্থিত থাকে, যা অসম চাপ বিতরণের কারণ হয়।
এই অসম লোডিং ধাতুতে প্লাস্টিক বিকৃতি এবং বিস্থাপন পাতন ঘটায়, SCC-এর শুরু, প্রসারণ এবং অবশেষে ভাঙ্গনকে ত্বরান্বিত করে।
ব্র্যাকেটটি ঢালাই অ্যালুমিনিয়াম খাদ দিয়ে তৈরি। আর্দ্রতা এবং বাতাসে ভাসমান ধূলিকণার উপস্থিতিতে যা দ্রাব্য দূষণকারী গঠন করে, গ্যালভানিক এবং ফাঁক ক্ষয় সহজেই ঘটে—বিশেষ করে ক্ল্যাম্পের পাশের ফাঁকে, যেখানে জল বা বরফ জমতে পারে।
টান চাপ এবং ক্ষয়কারী আক্রমণের সমন্বিত প্রভাব শেষ পর্যন্ত ফাটলের কারণ হয়েছে।
ম্যাক্রোস্কোপিকভাবে, SCC ভাঙ্গনের তলগুলি সাধারণত ক্ষয়ের কারণে কালো বা ধূসর-কালো ফাটলের উৎপত্তি এবং প্রসারণ অঞ্চল দেখায়, যেখানে হঠাৎ ভঙ্গুর ভাঙ্গনের অঞ্চলগুলিতে রেডিয়াল প্যাটার্ন বা চেভ্রন ("হেরিংবোন") চিহ্ন থাকে—যা ডিসকানেক্টর ব্র্যাকেটের পর্যবেক্ষিত ভাঙ্গন গঠনের সাথে সঠিকভাবে মিলে যায়। এটি শক্তিশালীভাবে নিশ্চিত করে যে ব্যর্থতার কারণ ছিল চাপ দ্বারা সংক্ষিপ্ত ক্ষয়।
3.2 ব্র্যাকেট ফাটা থেকে সুরক্ষা ব্যবস্থা
সাবস্টেশনগুলিতে সবচেয়ে বেশি সংখ্যক সরঞ্জাম হিসাবে, বাইরের ডিসকানেক্টরগুলি দীর্ঘমেয়াদি উন্মুক্ত পরিবেশে কাজ করার সময় উল্লেখযোগ্য ঝুঁকির মুখোমুখি হয়—বিশেষ করে অনির্বাহী সাবস্টেশনগুলির ক্রমবর্ধমান ব্যবহারের সাথে, যা উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা চায়। নিম্নলিখিত চারটি সুরক্ষা কৌশল প্রস্তাবিত হয়:
3.2.1 সুরক্ষা আবরণ ইনস্টল করুন
যেহেতু বাইরের ডিসকানেক্টরগুলি সরাসরি বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থার সম্মুখীন হয়—এবং বিশেষ করে চরম জলবায়ুতে (যেমন, আলপাইন শীত, উচ্চ তাপ, উপকূলীয় লবণা (2) প্রস্তাবিত সুরক্ষা পদক্ষেপগুলি হল বিচ্ছিন্নতা আবরণ স্থাপন, উচ্চ পারফরমেন্সের করোজন প্রতিরোধী কোটিং প্রয়োগ, নিয়মিত পরীক্ষার উন্নয়ন এবং ব্যবস্থাগত করোজন পর্যবেক্ষণ প্রয়োগ। নির্দিষ্ট স্থানগুলির জন্য, উপকরণ সুরক্ষিত, স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্যভাবে পরিচালনার নিশ্চয়তা দেওয়ার জন্য একটি সম্পূর্ণ স্থান-নির্দিষ্ট করোজন হ্রাস করার কৌশল তৈরি করা উচিত।
