জিআইএস কেবল টার্মিনেশনের বিবর্তন: তরল-পূর্ণ থেকে শুষ্ক-ধরণের উদ্ভাবন

গত পাঁচ দশকে উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার ক্যাবল এবং গ্যাস-ইনসুলেটেড সুইচগিয়ার (জিআইএস)-এর সংযোগে এক উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন এসেছে। যা একসময় ছিল কষ্টসাধ্য, তেল-ভরা স্থাপনা এবং যার জন্য সাইটে ব্যাপক কাজের প্রয়োজন হতো, তা এখন রূপান্তরিত হয়ে কম্প্যাক্ট, ড্রাই-টাইপ, প্লাগ-ইন সিস্টেমে পরিণত হয়েছে যা আগের চেয়ে দ্রুততর, নিরাপদ এবং অধিক নির্ভরযোগ্য। এই নিবন্ধে জিআইএস ক্যাবল টার্মিনেশনের বিবর্তন তুলে ধরা হয়েছে, এর তরল-ভরা উৎস থেকে শুরু করে আজকের অত্যাধুনিক ড্রাই প্রযুক্তি পর্যন্ত।

১. শুরুর দিনগুলো: তরলে পূর্ণ পরিসমাপ্তি

কমপ্যাক্ট ড্রাই-টাইপ প্লাগ-ইন টার্মিনেশন উদ্ভাবনের আগে, ট্রান্সফরমার এবং সুইচগিয়ারের সংযোগগুলি বায়ু-নিরোধক বা তেল-ভরা টার্মিনেশন দিয়ে করা হতো।১৯৭০-এর দশকের শেষের দিকে, প্রথম আনুষঙ্গিক সরঞ্জামগুলো এমন কেবল কম্পার্টমেন্ট সহ তৈরি করা হয়েছিল, যেগুলোতে তেল-ভরা জিআইএস (GIS) অথবা আগে থেকে ছাঁচে তৈরি স্ট্রেস কোণযুক্ত ট্রান্সফরমার টার্মিনেশন থাকত।.

প্রচলিত তরল-ভরা টার্মিনেশনগুলো তেল বা SF₆ দ্বারা পূর্ণ একটি সহায়ক অন্তরক (পোর্সেলিন বা কম্পোজিট) এবং প্রস্তুতকৃত কেবলের উপর পরানো একটি পূর্ব-ঢালাই করা রাবার স্ট্রেস কোণ দিয়ে গঠিত ছিল।স্ট্রেস কোণযুক্ত ক্যাবল এবং সহায়ক ইনসুলেটরের মধ্যবর্তী স্থানটি তেল বা SF₆-এর মতো ডাইইলেকট্রিক তরল দ্বারা পূর্ণ করা হয়েছিল।এই নকশাটির দীর্ঘ ও সফল কার্যকারিতা ছিল, কিন্তু এর উল্লেখযোগ্য কিছু ত্রুটিও ছিল।.

২. তরল-পূর্ণ নকশার চ্যালেঞ্জসমূহ

যদিও তরল-ভর্তি গর্ভপাত কার্যকর ছিল, তবুও এগুলি বেশ কিছু দীর্ঘস্থায়ী চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করেছিল:

জটিল অন-সাইট ইনস্টলেশন
সাইটে জিআইএস কেবলের কম্পার্টমেন্টটি খুলতে হয়েছিল এবং হাই-ভোল্টেজ কেবল ইনস্টলার ইপোক্সি ইনসুলেটরটি লাগিয়ে, মাউন্টেড স্ট্রেস কোন ও কানেক্টরসহ কেবলটি প্রবেশ করান। এরপর, ইনসুলেটরটি থেকে বাতাস বের করে দিয়ে তেল দিয়ে পূর্ণ করা হয়।ট্রান্সফরমার সংযোগের ক্ষেত্রে পদ্ধতিটি আরও বেশি শ্রমসাধ্য ছিল—কেবলের প্রকোষ্ঠ থেকে ট্রান্সফরমারের তেল পাম্প করে বের করে আবার নতুন করে ভরতে হতো।.

ফুটো হওয়ার ঝুঁকি
তরলের উপস্থিতির কারণে সংযোগস্থলটি খুব সতর্কতার সাথে সিল করা প্রয়োজন ছিল, যাতে কোনো লিকেজ হয়ে বৈদ্যুতিক ত্রুটি ঘটতে না পারে।সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় ছিল ক্যাবল এবং টার্মিনেশন বেস প্লেটের মধ্যবর্তী সংযোগস্থল, যেখানে সিলিং সিস্টেমটিকে বিভিন্ন আকারের ক্যাবলের সাথে মানানসই হতে হতো।এই সম্ভাব্য লিকের ঝুঁকির কারণে তেলের স্তর বা গ্যাসের চাপ পরীক্ষা করার জন্য পর্যায়ক্রমিক পরিদর্শনের প্রয়োজন ছিল।.

নিরাপত্তা ঝুঁকি
অভ্যন্তরীণ আর্কের ক্ষেত্রে, তরল-ভরা টার্মিনেশন—বিশেষ করে তেল-ভরা টার্মিনেশন—আশেপাশের যন্ত্রপাতির মারাত্মক ক্ষতি করতে পারে এবং কর্মীদের জন্য ঝুঁকি তৈরি করতে পারে।কোনো রকম ফুটো এড়াতে এবং পণ্যের সম্পূর্ণ জীবনকাল জুড়ে ভালো কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য সিস্টেমটির সিলিং নিখুঁতভাবে করা প্রয়োজন ছিল।.

স্থানের প্রয়োজনীয়তা
এইসব প্রতিবন্ধকতা সত্ত্বেও, এই অভ্যন্তরীণ সংযোগগুলির সবচেয়ে বড় সুবিধা ছিল এর তাপ-নিরোধক ও সুরক্ষিত স্থাপন ব্যবস্থা, যা বাইরে না রেখে ভবনের ভেতরেই করা যেত—যদিও এর জন্য প্রচুর জায়গার প্রয়োজন হতো।.

৩. এক্সএলপিই এবং সলিড ইনসুলেশনের দিকে পরিবর্তন

কেবল ইনসুলেশন উপকরণের বিবর্তনের সাথে একটি বড় পরিবর্তন আসে। গত কয়েক দশকে, কেবল ইনসুলেশনের প্রধান উপকরণ হিসেবে ইমপ্রেগনেটেড পেপার ও তেল থেকে ক্রস-লিঙ্কড পলিইথিলিন (XLPE)-এর স্থান দখল করেছে।এছাড়াও, কেবল অ্যাকসেসরিজের ইনসুলেশন উপাদান পরিবর্তন করে সিলিকন রাবার (এসআইআর)-এর মতো ইনসুলেশন ইলাস্টোমারের মতো কঠিন পদার্থ ব্যবহার করা হয়েছে।.

এই পরিবর্তনটি কেবল টার্মিনেশনের নকশার সম্ভাবনাকে মৌলিকভাবে বদলে দিয়েছে। পলিমার-ইনসুলেটেড কেবলের ফলে, তেল ব্যবহারের মূল কারণগুলো আর বিদ্যমান ছিল না।শিল্পটি তরল-মুক্ত বিকল্প অন্বেষণ করতে শুরু করে যা তরল নিরোধকের সাথে সম্পর্কিত ঝুঁকিগুলি দূর করতে পারে।

৪. শুষ্ক-ধরণের টার্মিনেশনের উত্থান

তরলমুক্ত সিলিং প্রান্ত, যা ড্রাই টার্মিনেশন নামেও পরিচিত, উচ্চ-ভোল্টেজ সিস্টেমে অপেক্ষাকৃত নতুন হলেও বর্তমানে এক্সট্রুডেড কেবলের টার্মিনেশনের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।.

শুষ্ক প্রযুক্তির প্রধান সুবিধাগুলো হলো:

• ফুটো হওয়ার ঝুঁকি দূরীকরণ

• অভ্যন্তরীণ আর্কের ক্ষেত্রে বিস্ফোরণের ঝুঁকি হ্রাস পায়

• নিয়মিত তরলের স্তর পরীক্ষা করার প্রয়োজন নেই

• হালকা ওজন এবং আরও কমপ্যাক্ট ডিজাইন

অতিরিক্ত উচ্চ ভোল্টেজ স্তর (৫৫০ কেভি) পর্যন্ত জিআইএস টার্মিনেশনের জন্য বহু বছর ধরে ড্রাই সিলিং এন্ড ব্যবহার করা হয়ে আসছে, এবং এই ধরনের ডিজাইন এখন সাধারণভাবে গৃহীত এবং এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ক্রমশই আদর্শ মান হয়ে উঠছে।অভ্যন্তরীণ প্রয়োগের ক্ষেত্রে, যেমন জিআইএস বা ট্রান্সফরমার সংযোগের জন্য, শুষ্ক সিস্টেমগুলোই এখন আদর্শ হয়ে উঠছে, কারণ এর সুবিধাগুলো প্রচলিত তরল-ভর্তি সিস্টেমের চেয়ে সুস্পষ্টভাবে বেশি।.

৫. প্লাগ-ইন বিপ্লব

জিআইএস ক্যাবল টার্মিনেশন প্রযুক্তির অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভাবন হলো এর বিকাশ।ড্রাই প্লাগ-ইন টার্মিনেশন সিস্টেমট্রান্সফরমার, জয়েন্ট বক্স এবং গ্যাস-ইনসুলেটেড সুইচগিয়ার সংযোগের জন্য কম্প্যাক্ট, ড্রাই প্লাগ-ইন টাইপ টার্মিনেশন সিস্টেম ১৯৬৬ সাল থেকে পাওয়া যাচ্ছে।.

কী কারণে প্লাগ-ইন ডিজাইন বৈপ্লবিক:

কারখানায় প্রাক-সমাবেশ
ইপোক্সি ইনসুলেটর (বুশিং) জিআইএস প্রস্তুতকারক কর্তৃক কারখানাতেই আগে থেকে স্থাপন করা থাকে।এর ফলে নিখুঁত স্থাপন নিশ্চিত হয় এবং জিআইএস কম্পার্টমেন্টে দূষণের ঝুঁকি দূর হয়।.

সরলীকৃত অন-সাইট ইনস্টলেশন
ড্রাই-টাইপ সিস্টেমের জন্য ইকুইপমেন্ট বুশিংটি কারখানায় IEC স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী আগে থেকেই ইনস্টল করা থাকে।সাইটে, কেবল ইনস্টলার কেবল কেবলের প্রান্তটি প্রস্তুত করে এবং স্ট্রেস কোন ও কন্ডাক্টর কানেক্টর সম্বলিত প্লাগ-ইন অংশটি লাগিয়ে দেয়।.

ইনস্টলেশনের সময় হ্রাস
প্রচলিত টার্মিনেশনের তুলনায় অ্যাসেম্বলির সময় উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়, কারণ এই সিস্টেমে তরল ইনসুলেটিং উপকরণের ব্যবহার সম্পূর্ণভাবে পরিহার করা হয়।প্লাগ-ইন করার সুবিধার ফলে কোনো ত্রুটির ক্ষেত্রে সিস্টেমের উপাদান থেকে ক্যাবলটিকে দ্রুত ও সহজে বিচ্ছিন্ন করা যায়।.

সংক্ষিপ্ত নকশা
প্রচলিত ডিজাইনের তুলনায় প্লাগ-ইন সিস্টেমের জন্য প্রয়োজনীয় দৈর্ঘ্য ৫০% উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়।যেহেতু এই সিস্টেমগুলো কঠিন অন্তরক পদার্থের উপর কাজ করে, তাই যেকোনো কাঙ্ক্ষিত স্থানিক বিন্যাস বাস্তবায়ন করা সম্ভব—অনুভূমিক, উল্লম্ব, এমনকি উপর বা নিচ থেকে কৌণিক বিন্যাসও সম্ভব।.

উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা
পূর্ব-নির্মিত এবং পরীক্ষিত যন্ত্রাংশের ব্যবহার উচ্চ স্তরের নিরাপত্তা ও নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে এবং এর ফলে সংযোজনজনিত ত্রুটিও হ্রাস পায়।বিশ্বজুড়ে ১৪৫ কেভি পর্যন্ত ক্যাবল নেটওয়ার্কে এই ধরনের ২,০০০টিরও বেশি প্লাগ-ইন সিস্টেম ব্যবহৃত হচ্ছে।.

৬. অভ্যন্তরীণ শঙ্কু বনাম বাহ্যিক শঙ্কু: দুটি ইন্টারফেস স্ট্যান্ডার্ড

ড্রাই প্লাগ-ইন প্রযুক্তি পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে দুটি ভিন্ন সাধারণ নকশা আবির্ভূত হয়েছিল:"inner-cone" এবং "outer-cone"সিস্টেমপ্রচলিত তরল-ভরা সিলিং সিস্টেমগুলো বিলুপ্ত করে সেগুলোর পরিবর্তে যান্ত্রিক চাপের অধীনে একটি রাবার/ইপোক্সি ইন্টারফেস ব্যবহার করা হয়েছে।.

অভ্যন্তরীণ শঙ্কু ব্যবস্থা:
স্ট্রেস কোনটি ইপোক্সি ইনসুলেটরের ভিতরে বসে একটি কম্প্যাক্ট, শিল্ডেড ইন্টারফেস তৈরি করে। এই ডিজাইনটি জিআইএস অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং প্রায়শই মাঝারি-ভোল্টেজ রেঞ্জের জন্য প্রমিত করা হয়।.

বহিঃস্থ শঙ্কু তন্ত্র:
স্ট্রেস কোনটি ইপোক্সি ইনসুলেটরের বাইরে স্থাপন করা হয়, যা ভিন্ন যান্ত্রিক এবং স্থাপন বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। উভয় পদ্ধতিরই নিজস্ব সমর্থক রয়েছে এবং নির্মাতারা বিভিন্ন ভোল্টেজ শ্রেণি ও প্রয়োগের জন্য এর বিভিন্ন সংস্করণ তৈরি করে চলেছেন।.

৭. মানকের ভূমিকা: IEC 60859 থেকে IEC 62271-209 পর্যন্ত

জিআইএস ক্যাবল টার্মিনেশনের বিবর্তনের সাথে সাথে আন্তর্জাতিক মানদণ্ডেরও বিকাশ ঘটেছে, যা ইন্টারফেস, মাত্রা এবং পরীক্ষার প্রয়োজনীয়তা নির্ধারণ করে।

আইইসি ৬০৮৫৯ (১৯৮৬):এই মানটির সর্বপ্রথম সংস্করণটি ১৯৮৬ সালে জারি করা হয়েছিল।এর আওতায় গ্যাস-ইনসুলেটেড মেটাল-এনক্লোজড সুইচগিয়ারের কেবল সংযোগগুলো অন্তর্ভুক্ত ছিল, যেখানে কেবলের টার্মিনেশনগুলো তরল-পূর্ণ থাকত।.

আইইসি টিএস ৬০৮৫৯ (১৯৯৯):এই সংস্করণটি তরল-ভরা এবং শুষ্ক-ধরণের উভয় ধরণের টার্মিনেশনকে অন্তর্ভুক্ত করার জন্য প্রসারিত করা হয়েছে।.

আইইসি ৬২২৭১-২০৯ (২০০৭, ২০১৯):বর্তমান স্ট্যান্ডার্ডটি জিআইএস-এর সাথে তরল-ভরা এবং এক্সট্রুডেড কেবলের সংযোগ অ্যাসেম্বলিকে অন্তর্ভুক্ত করে, যেখানে কেবলের টার্মিনেশনগুলো তরল-ভরা বা শুষ্ক-ধরণের হয়।এটি টার্মিনেশন এবং সুইচগিয়ারের মধ্যকার ইন্টারফেসগুলো নির্দিষ্ট করে, যা বিভিন্ন নির্মাতার উপাদানগুলোকে পরস্পরের মধ্যে বিনিময়যোগ্য করে তোলে।.

CIGRE TB 784 (2019):এই প্রযুক্তিগত পুস্তিকাটি জিআইএস এবং ১৪৫ কেভি পর্যন্ত পাওয়ার ক্যাবলের জন্য একটি সাধারণ, ড্রাই-টাইপ প্লাগ-ইন ইন্টারফেসের আদর্শ নকশা নির্দেশিকা প্রদান করে।.

৮. আজকের পরিপক্ক শুষ্ক প্রযুক্তি

বর্তমানে জিআইএস এবং ৫৫০ কেভি পর্যন্ত ট্রান্সফরমারের সাথে সংযোগের জন্য ক্যাবল টার্মিনেশনে ড্রাই ডিজাইনই প্রচলিত ও প্রভাবশালী।জিআইএস এবং ট্রান্সফর্মারে সংযোগকারী ক্যাবল টার্মিনেশনের ক্ষেত্রে, বাজারের সিংহভাগই এখন ড্রাই টেকনোলজির দখলে।.

স্ট্যান্ডার্ড প্লাগ-ইন টার্মিনেশন ডিজাইনটিকে ২৪৫ kV পর্যন্ত ভোল্টেজ লেভেল এবং ১৬০০ mm² পর্যন্ত ক্যাবল ক্রস-সেকশন পর্যন্ত সম্প্রসারিত করা হয়েছে।অতি সম্প্রতি, ৫৫০ কেভি পর্যন্ত রেটেড ভোল্টেজের ইএইচভি আউটডোর টার্মিনেশনের জন্য প্লাগ-ইন প্রযুক্তি চালু করা হয়েছে।.

আধুনিক ড্রাই-টাইপ জিআইএস টার্মিনেশনের প্রধান সুবিধাসমূহ:

• কোনো তরল পদার্থ নয়—লিক হওয়ার ঝুঁকি এবং পর্যায়ক্রমিক পরিদর্শন দূর করে

• স্বল্প ইনস্টলেশন সময়—সাইটে কাজের পরিমাণ হ্রাস করে

• সংক্ষিপ্ত নকশা—যা সাবস্টেশনের মূল্যবান জায়গা বাঁচায়

• কারখানায় প্রাক-সমাবেশ—গুণমান নিশ্চিতকরণ এবং দূষণের ঝুঁকি হ্রাস

• স্থানিক নমনীয়তা—যেকোনো অভিমুখীকরণ সম্ভব

৯. পরবর্তী দিগন্ত: এসএফ₆-মুক্ত ও টেকসই সমাধান

পরিবেশগত স্থায়িত্বের উপর নতুন করে গুরুত্ব দিয়ে জিআইএস কেবল টার্মিনেশনের বিবর্তন অব্যাহত রয়েছে। এসএফ₆ গ্যাস একটি চমৎকার অন্তরক হলেও, এটি একটি শক্তিশালী গ্রিনহাউস গ্যাস। শিল্পটি এখন ড্রাই-টাইপ টার্মিনেশন সহ এসএফ₆-মুক্ত জিআইএস ডিজাইন তৈরি করছে।.

সাম্প্রতিক ঘটনাবলী:

• ২০২৩ সালে নেক্সান্স ৫২৫ কেভি ডিসি এসএফ₆-মুক্ত ক্যাবল টার্মিনেশনের জন্য বিশ্বের প্রথম বৈদ্যুতিক টাইপ টেস্টে সাফল্য অর্জন করেছে।.

• SF₆ গ্যাসের ব্যবহার বন্ধ করার মাধ্যমে, কেবল টার্মিনেশনগুলো তাদের সম্ভাব্য গ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন ৯৯% বা তারও বেশি কমাতে পারে।.

• ড্রাই-টাইপ প্লাগ-ইন টার্মিনেশন সহ ৪২০ কেভি এসএফ₆-মুক্ত জিআইএস সাবস্টেশন এখন ডিজাইন ও বাস্তবায়ন করা হচ্ছে।.

• নির্মাতারা ফ্লুরোনাইট্রাইল-ভিত্তিক মিশ্রণের মতো বিকল্প গ্যাস এবং ভ্যাকুয়াম বাধা সহ বিশুদ্ধ বাতাসের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ টার্মিনেশন তৈরি করছে।.

জিআইএস ক্যাবল টার্মিনেশনের যাত্রা বিদ্যুৎ প্রকৌশলের বৃহত্তর বিবর্তনকেই প্রতিফলিত করে—১৯৭০-এর দশকের তরল-পূর্ণ ও শ্রম-নিবিড় নকশা থেকে শুরু করে আজকের শুষ্ক, প্লাগ-ইন সিস্টেম পর্যন্ত, যা কারখানায় সংযোজিত হয়, কয়েক ঘণ্টার মধ্যে মাঠে স্থাপন করা যায় এবং কয়েক দশক ধরে রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত পরিষেবা দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।এই প্রযুক্তিটি কয়েকটি সুনির্দিষ্ট লক্ষ্য দ্বারা চালিত হয়েছে: লিকেজের ঝুঁকি দূর করা, স্থাপনের সময় কমানো, জায়গা বাঁচানো এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করা।.

শিল্প যখন এসএফ₆-মুক্ত সমাধান এবং আরও উচ্চ ভোল্টেজ স্তরের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে, তখন এই বিবর্তনও অব্যাহত রয়েছে। একসময় বৈপ্লবিক বলে বিবেচিত ড্রাই প্লাগ-ইন টার্মিনেশন ধারণাটি এখন নতুন মানদণ্ডে পরিণত হয়েছে—যা আমাদের বৈদ্যুতিক পরিকাঠামোকে আরও নিরাপদ, নির্ভরযোগ্য এবং টেকসই করে তোলার ক্ষেত্রে উদ্ভাবনের শক্তির এক প্রমাণ।১৯৬৬ সালের প্রথম প্লাগ-ইন সিস্টেম থেকে শুরু করে আজকের ৫৫০ কেভি ড্রাই টার্মিনেশন পর্যন্ত, জিআইএস ক্যাবল অ্যাকসেসরিজ অনেক পথ পাড়ি দিয়েছে—এবং এই যাত্রা এখনও শেষ হয়নি।