বজ্রপাতের সময় কেবলের সংযোগস্থলের ভিতরে কী ঘটে?
2026-08-06 14:38বজ্রপাত প্রকৃতির অন্যতম শক্তিশালী এবং অপ্রত্যাশিত শক্তি। একটি মাত্র বজ্রপাতে ২,০০,০০০ অ্যাম্পিয়ার পর্যন্ত বিদ্যুৎ প্রবাহ হতে পারে এবং এর তাপমাত্রা ৩০,০০০° সেলসিয়াস পর্যন্ত পৌঁছায়—যা সূর্যের পৃষ্ঠের তাপমাত্রার চেয়ে পাঁচ গুণ বেশি। যখন এই ধরনের বজ্রপাত কোনো বিদ্যুৎ লাইন বা তার আশেপাশে আঘাত হানে, তখন শক্তি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে সঞ্চালিত হয় এবং তারের সংযোগ ও প্রান্তসহ পুরো ব্যবস্থাটিকে কোনো রকম ব্যর্থতা ছাড়াই এই বিপুল বিদ্যুৎ প্রবাহ সহ্য করতে হয়। কিন্তু বজ্রপাতের সময় একটি তারের সংযোগস্থলের ভেতরে আসলে কী ঘটে? এই নিবন্ধে এর পেছনের পদার্থবিদ্যা, ঝুঁকি এবং এই গুরুত্বপূর্ণ সংযোগগুলোকে সুরক্ষিত রাখার প্রকৌশল নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।
১. বজ্রপাত: বিপদ সম্পর্কে একটি সংক্ষিপ্ত পরিচিতি
বজ্রপাত হলো এক বিশাল স্থিরবৈদ্যুতিক নিঃসরণ যা মেঘের মধ্যে অথবা মেঘ ও ভূমির মধ্যে ঘটে। যখন এটি কোনো বিদ্যুৎ লাইন বা তার নিকটবর্তী ভূমিতে আঘাত করে, তখন এটি একটি আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহের সৃষ্টি করে—যা হলো একটি হঠাৎ, অত্যন্ত উচ্চ-ভোল্টেজ ও উচ্চ-বিদ্যুৎ প্রবাহের ক্ষণস্থায়ী পরিবর্তন—এবং এটি পরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রায় আলোর গতিতে প্রবাহিত হয়।
বজ্রপাতের ফলে সৃষ্ট আকস্মিক জলস্ফীতির প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলো হলো:
ভোল্টেজ: কয়েক মিলিয়ন ভোল্ট পর্যন্ত (সাধারণত মূল স্ট্রোকের জন্য ১–১০ মেগাভোল্ট)।
তড়িৎ প্রবাহ: ১০,০০০ থেকে ২০০,০০০ অ্যাম্পিয়ার (সাধারণ: ৩০,০০০ অ্যাম্পিয়ার)।
সময়কাল: খুবই সংক্ষিপ্ত—কয়েক মাইক্রোসেকেন্ড থেকে কয়েকশ মাইক্রোসেকেন্ড।
উত্থান সময়: অত্যন্ত দ্রুত—কারেন্ট ১–১০ মাইক্রোসেকেন্ডের মধ্যে তার সর্বোচ্চ শিখরে পৌঁছায়।
এই আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ বিদ্যুৎ লাইন বরাবর প্রবাহিত হয়ে সাবস্টেশন, ট্রান্সফর্মার এবং ক্যাবল সিস্টেমে প্রবেশ করে। এটি কোনো ভেদাভেদ করে না; ক্যাবলের পরিবাহীসহ হাতের কাছে পাওয়া যেকোনো পরিবাহী পথ অনুসরণ করে।
২. বিদ্যুৎ প্রবাহের গতিপথ: যেভাবে বজ্রপাত একটি কেবল সিস্টেমে প্রবেশ করে
বজ্রপাতের ফলে সৃষ্ট আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ বিভিন্ন উপায়ে একটি কেবল সিস্টেমে প্রবেশ করতে পারে:
এ. ওভারহেড লাইনে সরাসরি আঘাত
যদি কোনো ওভারহেড লাইনে সরাসরি বজ্রপাত হয়, তবে সম্পূর্ণ বজ্রপাতের বিদ্যুৎপ্রবাহ পরিবাহী বরাবর প্রবাহিত হয়ে কোনো প্রান্ত বা সংযোগস্থলে পৌঁছায়, যেখান থেকে তা ভূগর্ভস্থ কেবলে প্রবেশ করতে পারে।
খ. ওভারহেড লাইনে প্ররোচিত সার্জ
লাইনে সরাসরি আঘাত না লাগলেও, কাছাকাছি কোনো আঘাত তড়িৎচুম্বকীয় আবেশের মাধ্যমে লাইনে একটি উচ্চ-ভোল্টেজের প্রবাহ সৃষ্টি করে।
গ. ভূমি বিভব বৃদ্ধি (ধাপ ভোল্টেজ)
সাবস্টেশন বা ক্যাবল টার্মিনেশনের কাছাকাছি মাটিতে বজ্রপাত হলে গ্রাউন্ড পটেনশিয়াল বেড়ে যেতে পারে, যা একটি ব্যাকফ্ল্যাশ তৈরি করে—এটি এমন একটি আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ যা মাটি থেকে যন্ত্রপাতির মধ্যে সঞ্চারিত হয়।
ডি. ট্রান্সফরমার বা সুইচগিয়ারের মাধ্যমে
সাবস্টেশনের লাইটনিং অ্যারেস্টার বিদ্যুতের আকস্মিক বৃদ্ধির বেশিরভাগ অংশকে অন্যদিকে চালিত করে, কিন্তু তারপরেও কিছু শক্তি এর মধ্য দিয়ে ক্যাবলে চলে যেতে পারে।
একবার বৈদ্যুতিক প্রবাহ কেবলের মধ্যে প্রবেশ করলে, তা সংযোগস্থলে পৌঁছায়—এবং সেখানেই আসল ঘটনা শুরু হয়।
৩. অস্থিসন্ধি যা অনুভব করে: ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং পীড়ন
যখন বজ্রপাতের ফলে সৃষ্ট অতিরিক্ত শক্তি কোনো তারের সংযোগস্থলে পৌঁছায়, তখন সংযোগস্থলটি একই সাথে তিনটি চাপের সম্মুখীন হয়:
এ. উচ্চ ভোল্টেজ (ওভারভোল্টেজ)
সার্জ ভোল্টেজ কেবলের স্বাভাবিক অপারেটিং ভোল্টেজের চেয়ে কয়েকগুণ বেশি হতে পারে। একটি ৬৬ কেভি কেবলের ক্ষেত্রে ৩৫০ কেভি বা তার বেশি সার্জ হওয়া সম্ভব। এই চরম ভোল্টেজ সংযোগস্থলের মধ্যে একটি তীব্র বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি করে—যা স্বাভাবিক অপারেটিং চাপের চেয়ে অনেক বেশি।
খ. উচ্চ তড়িৎ প্রবাহ (সার্জ কারেন্ট)
সার্জ কারেন্ট পরিবাহী এবং সংযোগকারীকে উত্তপ্ত করে। বিপুল পরিমাণ কারেন্টের কারণে, এক মিলিসেকেন্ডের ভগ্নাংশের মধ্যে পরিবাহীর তাপমাত্রা উল্লেখযোগ্যভাবে (কিন্তু ক্ষণস্থায়ীভাবে) বেড়ে যেতে পারে।
গ. পরিবর্তনের উচ্চ হার (ডি/ডিটি)
তড়িৎ প্রবাহের দ্রুত বৃদ্ধি একটি শক্তিশালী তড়িৎচুম্বকীয় ক্ষেত্র তৈরি করে, যা সংলগ্ন উপাদানগুলিতে ভোল্টেজ আবেশন করতে এবং যান্ত্রিক বল উৎপন্ন করতে পারে।
জোড়ের ইনসুলেশন, কানেক্টর এবং সিলিং—সবগুলোকেই এই সম্মিলিত আক্রমণ থেকে টিকে থাকতে হবে।
৪. কেবল সংযোগের দুর্বলতা
কেবলের চেয়ে কেবলের সংযোগস্থলগুলো বজ্রপাতের প্রতি বেশি ঝুঁকিপূর্ণ, কারণ:
এগুলোর ইন্টারফেস রয়েছে – বিভিন্ন উপাদানের (ইনসুলেশন, স্ট্রেস কন্ট্রোল, কানেক্টর) মধ্যকার রূপান্তর এমন কিছু বিন্দু তৈরি করে যেখানে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কেন্দ্রীভূত হতে পারে।
এগুলো ঘটনাস্থলে সংযোজন করা হয় – স্থাপনের মান ভিন্ন হতে পারে, যার ফলে শূন্যস্থান, দূষণ বা অসম্পূর্ণ সংযোগ দেখা দিতে পারে।
এগুলিতে একাধিক উপাদান থাকে – প্রতিটি উপাদানের (স্ট্রেস কোন, কানেক্টর, ইনসুলেশন বডি) ভোল্টেজ এবং কারেন্টের প্রতি নিজস্ব প্রতিক্রিয়া রয়েছে।
বজ্রপাতের ফলে সৃষ্ট আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহে সংযোগস্থলের সবচেয়ে দুর্বল অংশটিই প্রথমে বিকল হবে।
৫. প্রথম কয়েক মাইক্রোসেকেন্ড: ক্ষেত্র বিকৃতি এবং আংশিক নিঃসরণ
যখন আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ সংযোগস্থলে প্রবেশ করে, তখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সাময়িকভাবে বিকৃত হয়ে যায়। শিল্ড কাটের স্থানে—যা ইতোমধ্যেই সবচেয়ে বেশি চাপযুক্ত—চাপ আরও ঘনীভূত হয়। ভোল্টেজ আংশিক ডিসচার্জ সূচনা ভোল্টেজ (পিডিআইভি) অতিক্রম করতে পারে এবং ক্ষুদ্র স্ফুলিঙ্গ—আংশিক ডিসচার্জ—ঘটতে শুরু করে।
পিডি চলাকালীন যা ঘটে:
প্রতিটি নিঃসরণের ফলে অল্প পরিমাণে শক্তি (তাপ, অতিবেগুনি রশ্মি, ওজোন) নির্গত হয়।
ইনসুলেশনের পৃষ্ঠে দাগ পড়তে শুরু করতে পারে—যার ফলে একটি কার্বনাইজড পথ তৈরি হয়।
নিঃসরণটি ছড়িয়ে পড়ে ইনসুলেশনের মধ্যে গাছের মতো কাঠামো তৈরি করতে পারে।
একটি সু-পরিকল্পিত জয়েন্টে, স্ট্রেস কন্ট্রোল সিস্টেম (কোন, হাই-কে, বা এনএলআর) এই ফিল্ড বিকৃতিকে সীমিত করে, যা সার্জ পরিস্থিতিতেও পিডি প্রতিরোধ করে। যদি স্ট্রেস কন্ট্রোল অপর্যাপ্ত বা ভুল অবস্থানে থাকে, তবে পিডি দ্রুত ফ্ল্যাশওভারে পরিণত হতে পারে।
৬. ফ্ল্যাশওভার: আর্ক পাথ
ফিল্ডের বিকৃতি যথেষ্ট তীব্র হলে, ডিসচার্জটি ফ্ল্যাশওভারে পরিণত হতে পারে—এটি এমন একটি আর্ক যা কন্ডাক্টর থেকে শিল্ডে অথবা এক ফেজ থেকে অন্য ফেজে লাফিয়ে যায়। ফ্ল্যাশওভার হলো ইনসুলেশনের সম্পূর্ণ ভাঙ্গন।
গাঁজার জয়েন্টে ফ্ল্যাশওভারের প্রকারভেদ:
অভ্যন্তরীণ ফ্ল্যাশওভার – সংযোগস্থলের ভেতরে আর্ক সৃষ্টি হয়, যা ইনসুলেশনকে পুড়িয়ে দেয়।
বাহ্যিক ফ্ল্যাশওভার – আর্কটি জোড়ের পৃষ্ঠ বরাবর বা সংযোগস্থলে ঘটে।
ফেজগুলোর মধ্যে – একটি থ্রি-ফেজ সংযোগে, আর্ক এক কন্ডাক্টর থেকে অন্য কন্ডাক্টরে লাফিয়ে যেতে পারে।
ফ্ল্যাশওভারের ফলে এক সেকেন্ডের ভগ্নাংশের মধ্যে বিপুল পরিমাণ শক্তি নির্গত হয়। এর ফলে সৃষ্ট চাপ তরঙ্গ জয়েন্টের কেসিং ফাটিয়ে দিতে পারে এবং আর্ক কন্ডাক্টর বা কানেক্টরকে বাষ্পীভূত করে ফেলতে পারে। এতে জয়েন্টটি নষ্ট হয়ে যায়।
৭. তাপীয় প্রভাব: জলোচ্ছ্বাসের উত্তাপ
ফ্ল্যাশওভার না ঘটলেও, সার্জ কারেন্ট পরিবাহী এবং সংযোগকারীকে উত্তপ্ত করে। অ্যাডিয়াব্যাটিক হিটিং সূত্র ব্যবহার করে তাপমাত্রার এই বৃদ্ধি গণনা করা যেতে পারে (এই ধরে নিয়ে যে সংক্ষিপ্ত সার্জের সময় কোনো তাপ নষ্ট হয় না)। অল্প সময়ের জন্য (যেমন, ২০ মাইক্রোসেকেন্ড), পরিবাহীর তাপমাত্রা কয়েক দশ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত বেড়ে যেতে পারে।
কানেক্টরের উত্তাপ আরও বেশি তাৎপর্যপূর্ণ, কারণ এর উপাদান এবং জ্যামিতিক গঠনের কারণে পরিবাহীর তুলনায় কানেক্টরের রোধ বেশি থাকে। যদি কানেক্টরটি সঠিকভাবে ক্রিম্প করা না হয়, তবে এর রোধ বেড়ে যেতে পারে, যা একটি হট স্পট তৈরি করে সংযোগটিকে গলিয়ে দিতে বা দুর্বল করে দিতে পারে।
তাপীয় প্রসারণ – দ্রুত উত্তাপের কারণে কন্ডাক্টর এবং কানেক্টর প্রসারিত হয়। এর ফলে কানেক্টর এবং এর আশেপাশের উপাদানগুলোর উপর যান্ত্রিক চাপ সৃষ্টি হতে পারে, যা স্ট্রেস কোনকে স্থানচ্যুত করতে বা সিলিংকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে।
৮. যান্ত্রিক প্রভাব: বিস্ফোরক বল
পরিবাহীর দ্রুত উত্তাপ এবং আর্ক—যদি ঘটে—জয়েন্টের ভিতরে একটি চাপ তরঙ্গ তৈরি করে। জয়েন্টের কেসিংকে ফেটে না গিয়ে এই চাপ সহ্য করতে হবে। বেশিরভাগ আধুনিক জয়েন্টে একটি ফেটে-যাওয়ার-প্রতিরোধী কেসিং (যেমন, গ্লাস-ফাইবার রিইনফোর্সড পলিয়েস্টার দিয়ে তৈরি) থাকে যা ফ্ল্যাশওভারের চাপ ধারণ করতে পারে।
যান্ত্রিক বল – উচ্চ বিদ্যুৎপ্রবাহ শক্তিশালী তড়িৎচুম্বকীয় বলও সৃষ্টি করে যা পরিবাহীগুলোকে আলাদা করে দেওয়ার চেষ্টা করে। এর ফলে সংযোগকারী এবং তারের উপর চাপ সৃষ্টি হতে পারে।
৯. সার্জ অ্যারেস্টারের ভূমিকা
বজ্রপাত থেকে কেবলের সংযোগস্থলগুলিকে রক্ষা করার জন্য, নেটওয়ার্কের গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টগুলিতে সার্জ অ্যারেস্টার (যাকে লাইটনিং অ্যারেস্টারও বলা হয়) স্থাপন করা হয়:
সাবস্টেশনের প্রবেশপথে, সার্জকে গ্রাউন্ডে প্রবাহিত করার জন্য।
পোলে স্থাপিত সংযোগস্থলে, যেখানে ক্যাবলটি ওভারহেড লাইনের সাথে যুক্ত হয়।
উন্মুক্ত স্থানের সংযোগস্থলে (যেমন, বায়ু বিদ্যুৎ কেন্দ্রে বা সঞ্চালন লাইন বরাবর)।
সার্জ অ্যারেস্টার হলো একটি নন-লিনিয়ার রেজিস্টর, যার রোধ স্বাভাবিক ভোল্টেজে বেশি থাকে কিন্তু উচ্চ ভোল্টেজে এটি পরিবাহী হয়ে ওঠে এবং সার্জ কারেন্টকে গ্রাউন্ডে পাঠিয়ে দেয়। সংযোগস্থলে পৌঁছানো ভোল্টেজ সীমিত করার মাধ্যমে অ্যারেস্টার ফ্ল্যাশওভার এবং ক্ষতির ঝুঁকি কমায়।
১০. বজ্রপাত থেকে সুরক্ষার জন্য জয়েন্টের নকশা
প্রকৌশলীরা বজ্রপাতের আঘাত থেকে সুরক্ষিত রাখার জন্য বিভিন্ন কৌশল ব্যবহার করে কেবলের সংযোগস্থল ডিজাইন করেন:
ক. শক্তিশালী চাপ নিয়ন্ত্রণ
স্ট্রেস কন্ট্রোল সিস্টেমটি (কোন, হাই-কে, এনএলআর) পিডি শুরু না করেই সার্জ ভোল্টেজ সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ইম্পালস ভোল্টেজ ব্যবহার করে টাইপ টেস্টিংয়ের সময় এটি যাচাই করা হয়।
খ. উচ্চ ডাইইলেকট্রিক শক্তি
উচ্চ ভোল্টেজের আকস্মিক বৃদ্ধি সহ্য করার ক্ষমতার ওপর ভিত্তি করে অন্তরক উপাদানগুলো (সিলিকন, ইপিডিএম, এক্সএলপিই) নির্বাচন করা হয়।
গ. যান্ত্রিক দৃঢ়তা
কানেক্টর এবং কেসিংটি ভোল্টেজ বৃদ্ধির তাপীয় ও যান্ত্রিক শক্তি সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
ডি. সিলিং এবং জলরোধী
সিলিং আর্দ্রতা প্রবেশে বাধা দেয়, যা ইনসুলেশনের ডাইইলেকট্রিক স্ট্রেংথ কমিয়ে দিতে পারে এবং ফ্ল্যাশওভারের ঝুঁকি বাড়িয়ে তুলতে পারে।
ই. ইম্পালস দিয়ে টাইপ টেস্টিং
কেবল জয়েন্টগুলোকে তাদের টাইপ টেস্টিংয়ের অংশ হিসেবে লাইটনিং ইম্পালস টেস্টের সম্মুখীন করা হয়। জয়েন্টটিকে একটি ভোল্টেজ ওয়েভফর্মের অধীনে আনা হয় যা বজ্রপাতের অনুকরণ করে (সাধারণত ১.২/৫০ µs ইম্পালস), এবং এর মাত্রা প্রাসঙ্গিক স্ট্যান্ডার্ড (যেমন, আইইসি 60840, আইইসি 62067) দ্বারা নির্দিষ্ট করা থাকে। যে জয়েন্ট এই পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়, তা বজ্রপাত সহ্য করার সক্ষমতা প্রমাণ করে।
১১. বাস্তব জগৎ: বজ্রপাতের পরিস্থিতি
কল্পনা করুন, একটি সাবস্টেশন থেকে একটি উইন্ড ফার্ম পর্যন্ত একটি ৬৬ কেভি ভূগর্ভস্থ কেবল গেছে। কাছাকাছি একটি খুঁটিতে বজ্রপাত হলে, ওভারহেড লাইন বরাবর একটি সার্জ সঞ্চালিত হয়ে কেবলের মধ্যে প্রবেশ করে। প্রথম সংযোগস্থলে (খুঁটি থেকে ১০০ মিটার দূরে) সার্জটি এসে পৌঁছায়।
০–২ মাইক্রোসেকেন্ড: শিল্ড কাটের ভোল্টেজ দ্রুত বৃদ্ধি পায়। স্ট্রেস কোন তার কাজ করে এবং ফিল্ডকে ছড়িয়ে দেয়।
২–১০ মাইক্রোসেকেন্ড: ভোল্টেজ ৩৫০ কিলোভোল্টে সর্বোচ্চ হয়। স্ট্রেস কোণ এবং ইনসুলেশন বডি এই চাপ সহ্য করে—কোনো ফ্ল্যাশওভার ঘটে না।
১০–৫০ মাইক্রোসেকেন্ড: সার্জ কারেন্ট কানেক্টরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়ে এটিকে সামান্য উত্তপ্ত করে। কানেক্টরটি প্রসারিত হয়, কিন্তু স্প্রিং সিস্টেম বা ইলাস্টোমারের চাপ সংযোগ বজায় রাখে।
৫০–২০০ মাইক্রোসেকেন্ড: আকস্মিক শক্তির বৃদ্ধি প্রশমিত হয়। সংযোগস্থলটি স্বাভাবিক কার্যক্রমে ফিরে আসে।
যদি স্ট্রেস কোনের অবস্থান ভুল হতো অথবা ইনসুলেশনে কোনো ফাঁকা স্থান থাকতো, তাহলে ফ্ল্যাশওভার ঘটতো, যা জয়েন্টটি নষ্ট করে দিত এবং বিদ্যুৎ বিভ্রাট ঘটাতো।
বজ্রপাতের সময় একটি কেবলের সংযোগস্থল যেন এক অবরুদ্ধ দুর্গের মতো। এটিকে দশ লক্ষ ভোল্টের আকস্মিক বিদ্যুৎ প্রবাহ, এক লক্ষ অ্যাম্পিয়ারের বিদ্যুৎ প্রবাহ এবং এর সাথে আসা তীব্র তাপ ও যান্ত্রিক শক্তি সহ্য করতে হয়। এই আক্রমণ থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্য সংযোগস্থলটির পীড়ন নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা, ইনসুলেশন, কানেক্টর এবং কেসিং—সবগুলোই একসাথে কাজ করে।
সতর্ক নকশা, মজবুত উপকরণ এবং কঠোর পরীক্ষার মাধ্যমে কেবলের সংযোগস্থলগুলোকে বজ্রপাত সহ্য করার মতো করে তৈরি করা হয়—যা প্রকৃতির সবচেয়ে শক্তিশালী শক্তির মুখেও বিদ্যুৎ গ্রিডের নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে। পরের বার যখন প্রচণ্ড ঝড় উঠবে এবং আলো জ্বলতে থাকবে, তখন মনে রাখবেন: নেটওয়ার্কের কোথাও একটি কেবলের সংযোগস্থল এইমাত্র বজ্রপাত থেকে রক্ষা পেয়েছে, এবং এটি নিঃশব্দে তার কাজটি সম্পন্ন করেছে।