আংশিক নিঃসরণ: উচ্চ ভোল্টেজ তারের নীরব ঘাতক

উচ্চ ভোল্টেজের তারগুলো আধুনিক বিদ্যুৎ গ্রিডের ধমনীর মতো, যা শহর জুড়ে, সমুদ্রের নিচে এবং পাহাড়ের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ বহন করে। এগুলো কয়েক দশক টিকে থাকার জন্য তৈরি করা হয়। তবুও, বাইরে থেকে কোনো দৃশ্যমান ক্ষতি ছাড়াই অনেক তার সময়ের আগেই বিকল হয়ে যায়। এর জন্য দায়ী কারণটি প্রায়শই ইনসুলেশনের ভেতরে লুকিয়ে থাকে:আংশিক ডিসচার্জ (পিডি)এই ঘটনাটিকে “নীরব ঘাতক” বলা হয়, কারণ এটি ভেতর থেকে নিঃশব্দে ও অবিরামভাবে কেবলের ইনসুলেশন ক্ষয় করতে থাকে, যতক্ষণ না একদিন কেবলটি মারাত্মকভাবে বিকল হয়ে যায়। এই প্রবন্ধে ব্যাখ্যা করা হয়েছে যে আংশিক ডিসচার্জ কী, এটি কেন এত বিপজ্জনক এবং প্রকৌশলীরা কীভাবে এটি শনাক্ত ও প্রতিরোধ করেন।

১. আংশিক নিঃসরণ বলতে কী বোঝায়?

একটিআংশিক নিঃসরণএটি একটি ছোট বৈদ্যুতিক স্ফুলিঙ্গ যা উচ্চ ভোল্টেজের তারের ইনসুলেশনের ভেতরের কোনো ক্ষুদ্র শূন্যস্থান বা ত্রুটির মধ্যে ঘটে। সম্পূর্ণ ব্রেকডাউন (শর্ট সার্কিট)-এর মতো নয়, আংশিক ডিসচার্জ তাৎক্ষণিকভাবে দুটি পরিবাহীকে সংযুক্ত করে না। পরিবর্তে, এটি একটি ছোট গ্যাস-ভরা গহ্বরকে "আংশিকভাবে" শর্ট করে দেয়।

একটি নিরেট প্লাস্টিকের অন্তরকের কথা কল্পনা করুন, যার ভিতরে একটি আণুবীক্ষণিক বায়ু বুদবুদ আটকে আছে। যখন উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন সেই বুদবুদের ভিতরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র চারপাশের পদার্থের তুলনায় অনেক বেশি শক্তিশালী হয়ে উঠতে পারে। যদি ক্ষেত্রটি গ্যাসের পরাবৈদ্যুতিক শক্তি অতিক্রম করে, তবে বুদবুদটির মধ্যে দিয়ে একটি ক্ষুদ্র স্ফুলিঙ্গ লাফিয়ে ওঠে। এই স্ফুলিঙ্গটিই হলো একটি আংশিক নিঃসরণ।

প্রতিটি নিঃসরণ মাত্র ন্যানোসেকেন্ড স্থায়ী হয় এবং অতি সামান্য পরিমাণ শক্তি নির্গত করে। কিন্তু মাস ও বছর ধরে, এই ধরনের লক্ষ লক্ষ স্ফুলিঙ্গ অন্তরকটিকে ক্ষয় করে, কার্বনাইজড দাগ তৈরি করে, শূন্যস্থানকে প্রসারিত করে এবং অবশেষে একটি সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক বিভ্রাটের দিকে নিয়ে যায়।

২. একে কেন ‘নীরব ঘাতক’ বলা হয়?

আংশিক স্রাব হলনীরববিভিন্ন কারণে:

• অশ্রাব্য– এই নিঃসরণগুলো আল্ট্রাসনিক অ্যাকোস্টিক তরঙ্গ তৈরি করে, কিন্তু এগুলোর কম্পাঙ্ক মানুষের শ্রবণসীমার (২০-১০০ কিলোহার্টজ) অনেক উপরে থাকে। একটি পিডি-অ্যাক্টিভ কেবলের পাশে দাঁড়িয়ে থাকা কোনো মানুষ কিছুই শুনতে পায় না।

• অদৃশ্য– স্ফুলিঙ্গগুলো খুবই ছোট এবং ইনসুলেশনের ভেতরে বা কেবলের জোড়ের গভীরে চাপা পড়ে থাকে। আপনি সেগুলো দেখতে পাবেন না।

• মাঝে মাঝে– পিডি (PD) প্রায়শই এসি ভোল্টেজ তরঙ্গের কেবল নির্দিষ্ট কিছু বিন্দুতে (সাধারণত শীর্ষবিন্দুর কাছাকাছি) ঘটে থাকে। লোড, তাপমাত্রা বা আর্দ্রতার সাথে এটি আসতে ও যেতে পারে।

যেহেতু পিডি (PD) তাৎক্ষণিক কোনো ত্রুটি ঘটায় না, তাই এটিকে সহজেই উপেক্ষা করা হয় – যতক্ষণ না তারটি হঠাৎ বিস্ফোরিত হয় বা সার্কিট ব্রেকার ট্রিপ করে। এ কারণেই পিডি-কে “ঘাতক” বলা হয়: এটি কোনো সতর্কবার্তা ছাড়াই নির্ভরযোগ্যতা নষ্ট করে দেয়।

৩. আংশিক নিঃসরণ কোথায় ঘটে?

পিডি সাধারণত ক্যাবল বা এর আনুষঙ্গিক যন্ত্রাংশের (জয়েন্ট, টার্মিনেশন) ত্রুটি থেকে উৎপন্ন হয়:

চাকরিতে, পিডি প্রায়শই শুরু হয়ঢাল কাটাটার্মিনেশনে (যেখানে সেমিকন্ডাক্টর স্তর শেষ হয়) স্ট্রেস কন্ট্রোল অপর্যাপ্ত হলে এটি দেখা যায়। ত্রুটিপূর্ণ ইনস্টলেশনের জয়েন্টগুলোতেও এটি দেখা যায়।

৪. আংশিক নিঃসরণ কীভাবে ইনসুলেশন নষ্ট করে

প্রতিটি আংশিক নিঃসরণ ঘটনা হলো শূন্যতার অভ্যন্তরে একটি ক্ষুদ্র বজ্রপাত। এটি উৎপন্ন করে:

• তাপ– স্থানীয় তাপমাত্রার আকস্মিক বৃদ্ধি যা পলিমারকে কার্বনাইজ করে।

• অতিবেগুনি রশ্মিআণবিক বন্ধন ভেঙে দেয়।

• ওজোন এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড– রাসায়নিকভাবে ইনসুলেশন দেয়ালগুলোকে আক্রমণ করা।

• ইলেকট্রন বোমাবর্ষণ– ভৌতভাবে পৃষ্ঠতলকে ক্ষয় করে।

সময়ের সাথে সাথে, শূন্যস্থানটি বড় হতে থাকে এবং এর দেয়ালগুলো পরিবাহী (কার্বনাইজড) হয়ে যায়। পিডি কার্যকলাপ তীব্রতর হয়। অবশেষে, সম্পূর্ণ ইনসুলেশনের পুরুত্ব ক্ষতিগ্রস্ত হয়, এবং একটিসম্পূর্ণ বিশ্লেষণঘটে – একটি শর্ট সার্কিট যা আর্ক ফ্ল্যাশ, আগুন বা বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে।

ভোল্টেজ, শূন্যস্থানের আকার এবং উপাদানের উপর নির্ভর করে, প্রথম পিডি থেকে ব্যর্থতা পর্যন্ত প্রক্রিয়াটি সম্পন্ন হতে কয়েক মাস থেকে কয়েক বছর সময় লাগতে পারে।

৫. আংশিক নিঃসরণ শনাক্তকরণ – নীরবকে কথা বলানো

যদিও পিডি আমাদের কানে নিঃশব্দ, এটি বেশ কিছু সুস্পষ্ট সংকেত নির্গত করে যা প্রকৌশলীরা বিশেষ যন্ত্রের সাহায্যে শনাক্ত করতে পারেন:

পোর্টেবল পিডি ডিটেক্টর কর্মীদের বিদ্যুৎ সংযোগ বন্ধ না করেই কেবল এবং অন্যান্য সরঞ্জাম স্ক্যান করার সুযোগ দেয়। এগুলো একটি নির্দিষ্ট ব্যাকগ্রাউন্ড নয়েজ থ্রেশহোল্ডের উপরের সিগন্যাল খুঁজে বের করে।

৬. পিডি-র তীব্রতা পরিমাপ

প্রকৌশলীরা তিনটি প্রধান পরিমাপক ব্যবহার করেন:

• আপাত চার্জ (pC – পিকোকুলম্ব)– প্রতি ডিসচার্জে স্থানান্তরিত চার্জের পরিমাণ। চার্জ যত বেশি, শক্তি তত বেশি। প্রায় ১০ পিকো-কুলম্বের (pC) নিচে গ্রহণযোগ্য বলে মনে করা হয়; ১০০ পিকো-কুলম্বের উপরে হলে তা গুরুতর ত্রুটির ইঙ্গিত দিতে পারে।

• পর্যায়-ভিত্তিক আংশিক নিঃসরণ (PRPD)– একটি প্যাটার্ন যা এসি ভোল্টেজ চক্রের সাপেক্ষে ডিসচার্জ কখন ঘটে তা দেখায়। বিভিন্ন প্যাটার্ন বিভিন্ন ধরণের ত্রুটি (ভয়েড, করোনা, সারফেস ডিসচার্জ) প্রকাশ করে।

• প্রতি চক্রে ডিসচার্জের সংখ্যা– ঘন ঘন স্রাব দ্রুত অবস্থার অবনতি নির্দেশ করে।

নিয়মিত পরীক্ষার (যেমন, বার্ষিক) মাধ্যমে পিডি স্থিতিশীল আছে নাকি বাড়ছে, তা পর্যবেক্ষণ করা যায়।

৭. আংশিক নিঃসরণ প্রতিরোধ

পিডি মোকাবেলার সর্বোত্তম উপায় হলো এর শুরু হওয়া প্রতিরোধ করা:

• উত্পাদন গুণমান– উচ্চ-বিশুদ্ধ উপাদান, শূন্যস্থান দূর করার জন্য ভ্যাকুয়াম ডিগ্যাসিং, মসৃণ পরিবাহী পৃষ্ঠ।

• সঠিক ইনস্টলেশন– কারখানায় তৈরি স্ট্রেস কন্ট্রোল সরঞ্জাম ব্যবহার করে ক্যাবলের প্রান্তগুলো যত্নসহকারে প্রস্তুত করা এবং দূষণ এড়ানো।

• সঠিক চাপ নিয়ন্ত্রণ– টার্মিনেশন এবং জয়েন্টগুলিতে জ্যামিতিক শঙ্কু, উচ্চ-পারমিটিভিটি (Hi-K) স্তর, বা অরৈখিক রোধক পদার্থ ব্যবহার করা।

• অতিরিক্ত ভোল্টেজ এড়ানো– বজ্রপাত বা সুইচিং থেকে সৃষ্ট আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ সামান্য ভালো ক্যাবলেও পিডি (PD) শুরু করতে পারে।

বিদ্যমান তারগুলির জন্য,পিডি পর্যবেক্ষণআগাম সতর্কতা দিতে পারে। পিডি (PD) শনাক্ত হলে, প্রতিকারমূলক পদক্ষেপের মধ্যে লোড কমানো, ক্যাবল পুনরায় টার্মিনেট করা, বা ক্ষতিগ্রস্ত অংশটি প্রতিস্থাপন করা অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।

৮. বাস্তব জগতের পরিণতি

• কেস এ:একটি ডেটা সেন্টারে বিদ্যুৎ সরবরাহকারী ১৩২ কেভি ক্যাবল ভোর ৩টায় বিকল হয়ে যাওয়ায় ৬ ঘণ্টার জন্য বিদ্যুৎ সরবরাহ বন্ধ হয়ে যায়। ময়নাতদন্তে দেখা যায়, উৎপাদনকালীন একটি ছোট ছিদ্র থেকে পিডি (PD) সক্রিয়তা দেখা দিয়েছে, যা ৮ বছর ধরে ধীরে ধীরে বড় হচ্ছিল। কোনো নিয়মিত পিডি পরীক্ষা করা হয়নি।

• কেস বি:একজন উইন্ড ফার্ম অপারেটর তাদের অ্যারে ক্যাবলগুলিতে অনলাইন পিডি মনিটর স্থাপন করেছিলেন। ১৮ মাস পর, একটি মনিটর একটি সংযোগস্থলে ক্রমবর্ধমান পিডি মাত্রা দেখাতে শুরু করে। কর্মীরা নির্ধারিত রক্ষণাবেক্ষণের সময় সংযোগস্থলটি প্রতিস্থাপন করে, যার ফলে সর্বোচ্চ উৎপাদন মৌসুমে একটি ভয়াবহ বিপর্যয় এড়ানো সম্ভব হয়।

এই গল্পগুলোই তুলে ধরে কেন পিডি-কে গুরুত্ব সহকারে নেওয়া হয় – এটিকে উপেক্ষা করা অত্যন্ত ব্যয়বহুল হতে পারে।

৯. ভবিষ্যৎ: স্মার্ট পিডি মনিটরিং

আধুনিক প্রযুক্তি পিডি শনাক্তকরণকে আরও সাশ্রয়ী ও স্মার্ট করে তুলছে:

• স্থায়ী সেন্সরকেবলের সংযোগস্থল বা টার্মিনেশনে স্থাপিত, যা ইন্টারনেট অফ থিংস (IoT)-এর সাথে সংযুক্ত।

• এআই-ভিত্তিক প্যাটার্ন শনাক্তকরণত্রুটির প্রকারভেদ শ্রেণিবদ্ধ করতে এবং অবশিষ্ট আয়ুষ্কাল সম্পর্কে পূর্বাভাস দিতে।

• স্ব-চালিত সেন্সরআবেশীয় শক্তি আহরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে, যার জন্য কোনো ব্যাটারির প্রয়োজন হয় না।

• স্মার্ট গ্রিডযেগুলো উচ্চ পিডি অ্যাক্টিভিটিযুক্ত ক্যাবলগুলোর উপর চাপ কমাতে স্বয়ংক্রিয়ভাবে পুনর্বিন্যাস করে।

এই উদ্ভাবনগুলো নীরব ঘাতককে একটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য ও পূর্বাভাসযোগ্য ঝুঁকিতে পরিণত করার প্রতিশ্রুতি দেয়।

আংশিক ডিসচার্জ (PD) হলো উচ্চ ভোল্টেজের তারের নীরব ঘাতক, কারণ চূড়ান্তভাবে বিকল হওয়ার আগে এটি প্রায় কোনো সতর্কবার্তাই দেয় না। তবুও, এর মৃদু সংকেত শনাক্ত করা যায়: বৈদ্যুতিক স্পন্দন, অতিস্বনক শব্দ এবং তড়িৎচুম্বকীয় বিকিরণ। নিয়মিত স্বাস্থ্য পরীক্ষা হিসেবে PD টেস্টিং ব্যবহার করে, পরিষেবা প্রদানকারী সংস্থা এবং শিল্প পরিচালনাকারীরা সমস্যাটি আগেভাগেই শনাক্ত করতে, মেরামতের পরিকল্পনা করতে এবং ভয়াবহ বিদ্যুৎ বিভ্রাট এড়াতে পারেন। উচ্চ ভোল্টেজ প্রকৌশলের জগতে নীরবতা কোনো মহৎ গুণ নয় – এটি বিপজ্জনক। মূল কথা হলো, তারটি আর্তনাদ করার আগেই তার কথা শোনা।

রুইয়াং গ্রুপের প্রতিযোগিতামূলক পণ্যের তালিকায় রয়েছে:

রুইয়াং গ্রুপ একটি বহুমুখী শিল্পগোষ্ঠী, যা মূলত তার ও ক্যাবল, পাওয়ার সরঞ্জাম, বৈদ্যুতিক ইনস্টলেশন এবং বৈদ্যুতিক উপকরণের উপর কাজ করে এবং একই সাথে জৈব কৃষিকাজেও নিযুক্ত। রুইয়াং বায়ু, সৌর, পারমাণবিক এবং শক্তি সঞ্চয়ের মতো নতুন শক্তি ক্ষেত্রের জন্য পাওয়ার সলিউশনের গবেষণা ও উন্নয়ন, নকশা, নির্মাণ এবং পরিচালন পরিষেবা প্রদানে বিশেষায়িত। এর প্রধান পণ্যগুলো ৩০টি ক্যাটাগরির অন্তর্ভুক্ত, যার মধ্যে রয়েছে ২২০কেভি পর্যন্ত পাওয়ার ক্যাবল, মাইনিং ক্যাবল, কম্পিউটার ক্যাবল, কন্ট্রোল ক্যাবল, অগ্নি-প্রতিরোধী ক্যাবল, ফটোভোল্টাইক ক্যাবল, বিশেষ ক্যাবল এবং ক্যাবল অ্যাকসেসরিজ, যেগুলোর হাজার হাজার স্পেসিফিকেশন রয়েছে।

• লো ভোল্টেজ (LV) এবং হাই ভোল্টেজ (HV) এক্সএলপিই (XLPE) ইনসুলেটেড পাওয়ার ক্যাবল

• পিভিসি অন্তরক পাওয়ার ক্যাবল

• কম ধোঁয়া ও কম হ্যালোজেনযুক্ত অগ্নি প্রতিরোধক কেবল

• অগ্নি-প্রতিরোধী তার

• অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় কেবল

• নমনীয় ক্যাবটায়ার কেবল

• ওভারহেড কেবল

• নিয়ন্ত্রণ তার

• সিলিকন রাবার তার