১. ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের ফেইলিউর মেকানিজম বিশ্লেষণ
১.১ খোলার সময় আর্কিং প্রক্রিয়া
সার্কিট ব্রেকার খোলার উদাহরণ দিয়ে, যখন বিদ্যুৎপ্রবাহ অপারেটিং মেকানিজমকে ট্রিপ করে, তখন চলমান কন্টাক্ট নির্ধারিত কন্টাক্ট থেকে পৃথক হতে থাকে। চলমান ও নির্ধারিত কন্টাক্টের মধ্যে দূরত্ব বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে প্রক্রিয়াটি তিনটি পর্যায়ে অগ্রসর হয়: কন্টাক্ট পৃথকীকরণ, আর্কিং, এবং পোস্ট-আর্ক ডাইইলেকট্রিক পুনরুদ্ধার। যখন পৃথকীকরণ আর্কিং পর্যায়ে প্রবেশ করে, তখন বিদ্যুৎ আর্কের অবস্থা ভ্যাকুয়াম ইন্টাররুপ্টারের স্বাস্থ্যের উপর নির্ধারণমূলক ভূমিকা পালন করে।
আর্ক বিদ্যুৎপ্রবাহ বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, ভ্যাকুয়াম আর্ক ক্যাথোড স্পট অঞ্চল এবং আর্ক কলাম থেকে অ্যানোড অঞ্চলের দিকে পরিবর্তিত হয়। যখন কন্টাক্ট এলাকা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, তখন উচ্চ বিদ্যুৎপ্রবাহ ঘনত্ব উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করে, যা ক্যাথোড ধাতু পদার্থের বাষ্পীভবন ঘটায়। বিদ্যুৎক্ষেত্রের প্রভাবে, প্রাথমিক ফাঁক প্লাজমা গঠিত হয়। ক্যাথোড সারফেসে ক্যাথোড স্পট প্রকাশ পায়, ইলেকট্রন নিঃসরণ করে এবং ফিল্ড-এমিশন বিদ্যুৎপ্রবাহ গঠন করে, যা ধাতু পদার্থ নির্যাস করে এবং ধাতু বাষ্প এবং প্লাজমা বজায় রাখে। এই পর্যায়ে, আর্ক বিদ্যুৎপ্রবাহ তুলনামূলকভাবে কম থাকলে, কেবল ক্যাথোডই সক্রিয় থাকে।
আর্ক বিদ্যুৎপ্রবাহ আরও বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে, প্লাজমা অ্যানোডে শক্তি সরবরাহ করে, যা অ্যানোড আর্ক মোড থেকে বিস্তৃত আর্ক থেকে সঙ্কীর্ণ আর্কে পরিবর্তিত হয়। এই পরিবর্তন ইলেকট্রোড পদার্থ এবং বিদ্যুৎপ্রবাহের পরিমাণ দ্বারা প্রভাবিত হয়।
১.২ কন্টাক্ট নির্যাস ফেইলিউর বিশ্লেষণ
কন্টাক্ট নির্যাস বিচ্ছিন্নকরণ বিদ্যুৎপ্রবাহের সাথে সরাসরি সম্পর্কিত। রেটেড পাওয়ার-ফ্রিকোয়েন্সি বিদ্যুৎপ্রবাহের ক্ষেত্রে, কন্টাক্ট গলনের মাত্রা প্রায় অগ্রাহ্য। কন্টাক্ট নির্যাস উচ্চ-বিদ্যুৎপ্রবাহ, উচ্চ-তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে ঘটে। যখন সার্কিট ব্রেকার তার রেটেড বিদ্যুৎপ্রবাহের চেয়ে বেশি শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎপ্রবাহ বিচ্ছিন্ন করে, তখন পদার্থ নির্যাসের মাত্রা তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, যা পদার্থ নিঃশেষের পরিস্থিতি তৈরি করে।
কন্টাক্টের সারফেস রুক্ষতা সারফেস প্রোট্রুশনে বিদ্যুৎপ্রবাহ গুঞ্জন বৃদ্ধি করে, যা স্থানীয় উত্তাপকে তীব্র করে। এছাড়াও, আর্কিং বিদ্যুৎপ্রবাহের সময় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদিও বিদ্যুৎপ্রবাহ একটি শর্ট-সার্কিট বিদ্যুৎপ্রবাহ, যদি তার সময় খুব কম হয়, তাহলে পদার্থ নির্যাসের পরিমাণ কম থাকে।
কন্টাক্ট ফেইলিউরের মূল কারণ হল আর্কিং প্রক্রিয়ার সময় ভর নিঃশেষ। কন্টাক্ট ক্ষতি দুই পর্যায়ে ঘটে:
পদার্থ নির্যাস: অ্যানোড পদার্থ নির্যাস প্লাজমা দ্বারা চালিত হয়। অ্যানোড সারফেসে শক্তি প্রবাহের ঘনত্ব হল প্লাজমা এর অ্যানোডের উপর প্রভাব মাপার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। গবেষণা দেখায় যে অ্যানোড শক্তি প্রবাহের ঘনত্ব আর্ক বিদ্যুৎপ্রবাহ, বড় কন্টাক্ট ফাঁক, এবং ছোট কন্টাক্ট ব্যাসার্ধের সাথে বৃদ্ধি পায়, যা অ্যানোড স্পট গঠন এবং পদার্থ নির্যাস প্রচারিত করে।
পদার্থ নিঃশেষ: আর্ক নিপত্তির পর, প্লাজমা চাপের কারণে কন্টাক্ট সারফেস থেকে গলিত ধাতু বিন্দু বিনিঃসরণ করে। এই প্রক্রিয়াটি প্রাথমিকভাবে পদার্থের বৈশিষ্ট্য দ্বারা প্রভাবিত হয়, আর্কের প্রভাব খুব কম।
২. ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের বার্নআউট দুর্ঘটনার কারণ
(১) বৈদ্যুতিক পরিবর্তন এবং কন্টাক্ট ফাঁকের পরিবর্তন যা কন্টাক্ট রোধ বৃদ্ধি করে
ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার ভ্যাকুয়াম ইন্টাররুপ্টারের মধ্যে সীল করা থাকে, যেখানে চলমান এবং নির্ধারিত কন্টাক্ট সরাসরি মুখোমুখি সংস্পর্শে থাকে। বিচ্ছিন্নকরণের সময়, কন্টাক্ট নির্যাস ঘটে, যা কন্টাক্ট পরিবর্তন, কন্টাক্ট বেধ হ্রাস, এবং কন্টাক্ট ফাঁকের পরিবর্তন ঘটায়। পরিবর্তনের সাথে সাথে, কন্টাক্ট সারফেস অবনতি হয়, যা চলমান এবং নির্ধারিত কন্টাক্টের মধ্যে কন্টাক্ট রোধ বৃদ্ধি করে। পরিবর্তন কন্টাক্ট ফাঁক কম করে, কন্টাক্টের মধ্যে স্প্রিং চাপ হ্রাস করে, যা কন্টাক্ট রোধ আরও বৃদ্ধি করে।
(২) বাহ্যিক পর্যায়ের অপারেশন যা দোষাবহ পর্যায়ে রোধ বৃদ্ধি করে
যদি ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের বলয়ান পর্যাপ্ত না হয়, তাহলে বারবার অপারেশনের কারণে বলয়ান সমস্যার কারণে বাহ্যিক পর্যায়ে অপারেশন ঘটতে পারে। এটি খোলা এবং বন্ধ করার সময় বাড়িয়ে দেয়, যা প্রভাবশালী আর্ক নিপত্তি প্রতিরোধ করে। আর্কিং কন্টাক্ট সংযুক্তি (ফিউজিং) ঘটাতে পারে, যা চলমান এবং নির্ধারিত কন্টাক্টের মধ্যে কন্টাক্ট রোধ বৃদ্ধি করে।
(৩) ভ্যাকুয়াম সীলের হ্রাস যা কন্টাক্ট অক্সিডেশন এবং রোধ বৃদ্ধি ঘটায়
ভ্যাকুয়াম ইন্টাররুপ্টারের বেলোস পাতলা স্টেইনলেস স্টিল দিয়ে তৈরি এবং সীল উপাদান হিসেবে কাজ করে, যা ভ্যাকুয়াম সীল বজায় রাখে এবং পরিবাহী রড চলাচল করতে দেয়। বেলোসের বলয়ান জীবন ব্রেকার অপারেশনের সময় প্রসারণ এবং সংকোচন শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়। পরিবাহী রড থেকে বেলোসে তাপ স্থানান্তর করে, যা তাদের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং ক্লান্তি শক্তি প্রভাবিত করে।
যদি বেলোস পদার্থ বা নির্মাণ প্রক্রিয়া দুষ্ট হয়, বা ব্রেকার পরিবহন, ইনস্টলেশন, বা রক্ষণাবেক্ষণের সময় দোলন, প্রভাব, বা ক্ষতি হয়, তাহলে লিক বা মাইক্রো-ক্র্যাক তৈরি হতে পারে। সময়ের সাথে সাথে, এটি ভ্যাকুয়াম স্তর হ্রাস করে। ভ্যাকুয়াম হ্রাস কন্টাক্ট অক্সিডেশন ঘটায়, যা উচ্চ-রোধ তামা অক্সাইড তৈরি করে, যা কন্টাক্ট রোধ বৃদ্ধি করে।
লোড বিদ্যুৎপ্রবাহের সময়, কন্টাক্ট অবিচ্ছিন্নভাবে উত্তপ্ত হয়, যা বেলোস তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে এবং বেলোস ফেইলিউর ঘটাতে পারে। এছাড়াও, ভ্যাকুয়াম হ্রাসের কারণে, সার্কিট ব্রেকার তার রেটেড আর্ক-কুইন্চিং ক্ষমতা হারায়। যখন লোড বা দোষ বিদ্যুৎপ্রবাহ বিচ্ছিন্ন করা হয়, তখন অপর্যাপ্ত আর্ক নিপত্তি ক্ষমতা অব্যাহত আর্কিং ঘটায়, শেষ পর্যন্ত ব্রেকার বার্নআউট ঘটায়।
৩. ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের বার্নআউট দুর্ঘটনা প্রতিরোধের প্রতিবিধান
৩.১ প্রযুক্তিগত পদক্ষেপ
ভ্যাকুয়াম সীলের হ্রাসের কারণগুলি জটিল। পরিবহন, ইনস্টলেশন, এবং রক্ষণাবেক্ষণের সময় দোলন এবং প্রভাব এড়াতে হবে। তবে, ফ্যাক্টরি পর্যায়ে নির্মাণ এবং অ্যাসেম্বলির গুণমান ভ্যাকুয়াম সীলের উপর গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।
(১) বেলোস পদার্থ এবং অ্যাসেম্বলির গুণমান উন্নয়ন
ভ্যাকুয়াম ইন্টাররুপ্টারগুলি বেলোস ব্যবহার করে মেকানিকাল গতিতে। বারবার খোলা এবং বন্ধ করার পর, মাইক্রো-ক্র্যাক তৈরি হতে পারে, যা ভ্যাকুয়াম সীলের উপর প্রভাব ফেলে। তাই, নির্মাতারা বেলোস পদার্থের শক্তি এবং অ্যাসেম্বলির গুণমান উন্নয়ন করতে হবে যাতে সীলের নিরাপত্তা নিশ্চিত করা যায়।
(২) মেকানিকাল বৈশিষ্ট্য এবং কন্টাক্ট রোধের নিয়মিত পরিমাপ
বার্ষিক রক্ষণাবেক্ষণের সময়, নিয়মিতভাবে কন্টাক্ট বৈদ্যুতিক পরিবর্তন এবং ফাঁকের পরিবর্তন পরীক্ষা করুন। সিঙ্ক্রোনাইজেশন, ওভার-ট্রাভেল, এবং অন্যান্য মেকানিকাল বৈশিষ্ট্যের পরীক্ষা করুন। ডিসি ভোল্টেজ ড্রপ পদ্ধতিতে লুপ রোধ পরিমাপ করুন। রোধ মান দিয়ে কন্টাক্ট অক্সিডেশন এবং পরিবর্তন মূল্যায়ন করুন, এবং সমস্যাগুলি তাত্কালিকভাবে সমাধান করুন।
(৩) নিয়মিত ভ্যাকুয়াম সীল পরীক্ষা
প্লাগ-ইন ধরনের ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারের ক্ষেত্রে, অপারেটররা সাধারণত প্যাট্রোলের সময় ইন্টাররুপ্টারের বাহ্যিক ডিসচার্জ দেখতে পান না। বাস্তবে, পাওয়ার-ফ্রিকোয়েন্সি টোলারেন্স পরীক্ষা ব্যবহার করে নিয়মিতভাবে ভ্যাকুয়াম সীল মূল্যায়ন করা হয়। যদিও এটি একটি বিনাশক পরীক্ষা, এটি ভ্যাকুয়াম দোষ চিহ্নিত করতে কার্যকর। বিকল্পভাবে, ভ্যাকুয়াম টেস্টার ব্যবহার করে ভ্যাকুয়ামের মান মূল্যায়ন করা ভ্যাকুয়াম সীল মূল্যায়নের জন্য সেরা পদ্ধতি। যদি ভ্যাকুয়াম হ্রাস শনাক্ত করা হয়, তাহলে ভ্যাকুয়াম ইন্টাররুপ্টার তাত্কালিকভাবে পরিবর্তন করতে হবে।
(৪) অনলাইন ভ্যাকুয়াম মনিটরিং ডিভাইস ইনস্টল করুন
বিদ্যুৎ নেটওয়ার্কে ওয়াইরলেস যোগাযোগ এবং SCADA সিস্টেমের ব্যাপক ব্যবহারের সাথে, অনলাইন ভ্যাকুয়াম মনিটরিং সম্ভব হয়েছে। পদ্ধতিগুলি হল চাপ সেন্সিং, ক্যাপাসিটিভ কুপলিং, ইলেকট্রো-অপটিক্যাল কনভার্সন, অতিপাতিজ্ঞান সনাক্তকরণ, এবং নন-কন্টাক্ট মাইক্রোওয়েভ সেন্সিং।
