উচ্চ-ভোল্টেজ লাইনের জন্য কীভাবে সঠিক ইন্সুলেটর নির্বাচন করবেন?

উচ্চ-ভোল্টেজ প্রয়োগের জন্য প্রধান ইন্সুলেটরের প্রকার এবং উপাদানের বিকল্পগুলি বুঝুন

সাসপেনশন, পোস্ট, লং রড এবং স্ট্রেইন ইন্সুলেটর: উচ্চ-ভোল্টেজ সিস্টেমে এদের কার্য এবং কাঠামোগত ভূমিকা

উচ্চ বিদ্যুৎ সঞ্চালন পদ্ধতিতে চারটি প্রধান প্রকারের অন্তরক গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। একক ডিস্কগুলির স্ট্রিংয়ের মাধ্যমে পরিবাহীগুলির ওজন ধরে রাখার মাধ্যমে ঝুলন্ত অন্তরকগুলি কাজ করে। এই ব্যবস্থাটি ইঞ্জিনিয়ারদের বিভিন্ন আকৃতির টাওয়ার তৈরি করতে সাহায্য করে এবং যখন লাইনগুলি জটিল ভূখণ্ড অনুসরণ করতে হয় তখন এটি কাজকে সহজ করে তোলে। উপকেন্দ্র অন্তরকগুলি একটি ভিন্ন পদ্ধতি নেয়, সাবস্টেশনগুলিতে পাওয়া ঘন বাসবারগুলির জন্য শক্তিশালী সমর্থন প্রদান করে। এগুলি শত কিলোভোল্ট পর্যন্ত ভোল্টেজ সামলানোর জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী করে তৈরি করা হয়। দীর্ঘ রড অন্তরকগুলি আলাদা হয় কারণ এগুলি হয় চিনামাটি বা কম্পোজিট উপাদানের একটি অবিচ্ছিন্ন টুকরো দিয়ে তৈরি। এগুলি বিশেষভাবে ধুলো জমা রোধ করতে ভালো, এই কারণেই আমরা তাদের EHV অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে খুব প্রায়শই দেখি যেখানে দীর্ঘতর পৃষ্ঠতলগুলি উপাদানগুলির মধ্যে বিপজ্জনক ফ্ল্যাশওভার রোধ করতে সাহায্য করে। তারপরে সঞ্চালন লাইনগুলির শেষ প্রান্তে স্ট্রেন অন্তরকগুলি অবস্থিত থাকে, যা উচ্চতা পরিবর্তন, ভারী তুষার জমা বা ভূপ্রকৃতির উপর দিয়ে প্রবল বাতাসের মতো বিভিন্ন ধরনের বলের বিরুদ্ধে সবকিছু একসঙ্গে ধরে রাখে। প্রতিটি ধরনের বাতাসের চাপ, বরফ জমা এবং এমনকি ভূমিকম্প সহ বিভিন্ন চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করার জন্য নির্দিষ্টভাবে ডিজাইন করা হয়েছে। আকর্ষণীয়ভাবে, গবেষণা দেখায় যে পুরানো ডিস্ক স্ট্রিং ডিজাইনের তুলনায় পুনরাবৃত্ত চাপের অধীনে দীর্ঘ রড অন্তরকগুলি প্রায় 30 শতাংশ বেশি সময় ধরে টিকে থাকতে পারে, যা অনেক আধুনিক ইনস্টলেশনের জন্য এগুলিকে একটি বুদ্ধিমান পছন্দ করে তোলে।

পোর্সেলেন, গ্লাস এবং কম্পোজিট ইন্সুলেটর: কর্মক্ষমতা, দীর্ঘস্থায়িত্ব এবং প্রয়োগের উপযুক্ততা

উচ্চ ভোল্টেজের পরিবেশে সরঞ্জামের কার্যকারিতা এবং স্থায়িত্বের কথা বলতে গেলে ব্যবহৃত উপাদানটি কী তা খুবই গুরুত্বপূর্ণ। পোর্সেলেন অনেকদিন ধরে ব্যবহৃত হচ্ছে কারণ এটি বিদ্যুৎ ভালোভাবে সহ্য করতে পারে, যার ডাইইলেকট্রিক শক্তি প্রতি ফুটে 150 kV এর বেশি, এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের সময়ও এটি স্থিতিশীল থাকে। সমস্যা কোথায়? এটি সহজেই ভেঙে যায় যদি কিছু দ্বারা আঘাত পায়, যা এমন অঞ্চলে একটি বড় উদ্বেগ যেখানে রক্ষণাবেক্ষণ সবসময় সহজ বা নিরাপদ নয়। টেম্পার্ড গ্লাস ইনসুলেটরগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে নিজেদের পরিষ্কার করে এবং সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হওয়ার আগেই ফাটল দেখায়, যা নিরাপত্তার দিক থেকে ভালো। কিন্তু এই গ্লাসের গুলি উপকূলীয় অঞ্চলগুলিতে ভালোভাবে টিকে থাকে না যেখানে বাতাসে লবণের পরিমাণ বেশি, যা সময়ের সাথে সাথে এদের পৃষ্ঠকে ক্ষয় করে দেয়। কম্পোজিট পলিমার ইনসুলেটরগুলি সম্প্রতি জনপ্রিয় হয়ে উঠেছে, বিশেষ করে নোংরা বা আর্দ্র পরিবেশে। এগুলি অভ্যন্তরে ফাইবারগ্লাস দিয়ে তৈরি এবং সিলিকন রাবার দিয়ে আবৃত, এবং এদের জল বিকর্ষক ধর্ম নিয়মিত উপকরণগুলির তুলনায় প্রায় 40% দ্রুত ধুলো এবং ময়লা অপসারণে সাহায্য করে। কিছু ক্ষেত্রের প্রতিবেদন নির্দেশ করে যে শুষ্ক জলবায়ুতে এই কম্পোজিটগুলি প্রচলিত পোর্সেলেনের তুলনায় প্রায় 15 বছর বেশি স্থায়ী হতে পারে। তবুও, সূর্যের UV আলোর নিচে অনেক বছর ধরে থাকার পর, এগুলি খুব দ্রুত ক্ষয় না হওয়ার জন্য বিশেষ ফর্মুলা তৈরি করা প্রয়োজন। আলট্রা হাই ভোল্টেজ সিস্টেমগুলিতে বর্তমানে যা ঘটছে তা দেখলে, আমরা নতুন হাইব্রিড পদ্ধতির দিকে এগিয়ে যাচ্ছি যা কাচ বা পোর্সেলেন কোরের সেরা অংশগুলি নেয় এবং কম্পোজিট আবরণের আবহাওয়া-প্রতিরোধী গুণাবলীর সাথে তা যুক্ত করে।

বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক কর্মক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা মূল্যায়ন করুন

পরাবৈদ্যুতিক শক্তি এবং ভোল্টেজ রেটিং: 110 kV-UHV এবং HVDC সিস্টেমের সাথে ইনসুলেটরগুলির মিল

সিস্টেম ভোল্টেজ এবং বর্তমান বৈদ্যুতিক চাপ উভয়ের দিকই মনোযোগ সহকারে বিবেচনা করে সঠিক অন্তরক উপাদান নির্বাচন করা প্রয়োজন। 110kV থেকে 800kV এর মধ্যে এসি সিস্টেমের ক্ষেত্রে, সাধারণত প্রতি সেন্টিমিটারে প্রায় 10 থেকে 12 kV পর্যন্ত মানের স্ট্যান্ডার্ড পর্সেলেন অন্তরক ব্যবহৃত হয়। কিন্তু আল্ট্রা হাই ভোল্টেজ (UHV) এবং হাই ভোল্টেজ ডাইরেক্ট কারেন্ট (HVDC) অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে গেলে, প্রয়োজনীয়তা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এই সিস্টেমগুলিতে কমপক্ষে 15 kV প্রতি সেমি পর্যন্ত সহ্য করার মতো উপাদান প্রয়োজন হয়, কারণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলি অনেক বেশি শক্তিশালী হয়ে ওঠে। HVDC এর সাথে কাজ করা আরও কিছু অতিরিক্ত ঝামেলার কারণ হয়ে দাঁড়ায়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রগুলির বন্টন পোলারিটির উপর নির্ভর করে, এবং এই সিস্টেমগুলি অন্যদের তুলনায় দ্রুত পৃষ্ঠের দূষণ সংগ্রহ করে। এই দূষণের সমস্যা আসলে পুরানো হওয়ার প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে এবং সময়ের সাথে সাথে বেশি ফুটো হওয়ার কারেন্টের দিকে নিয়ে যায়। বেশিরভাগ প্রকৌশলী সাধারণত সিস্টেমের স্বাভাবিক ভোল্টেজের চেয়ে প্রায় 20 থেকে 30 শতাংশ বেশি ক্ষমতা অতিরিক্ত যুক্ত করে নেয়, যাতে মাঝে মাঝে আসা ভোল্টেজ স্পাইকের বিরুদ্ধে নিরাপদ থাকা যায়। উদাহরণস্বরূপ, UHV অন্তরকগুলিকে প্রায়শই 1800kV এ পুরো এক মিনিট ধরে কঠোর পরীক্ষার মধ্য দিয়ে যেতে হয়, যাতে চাপের মুখে তারা কতটা টিকে থাকে তা পরীক্ষা করা যায়। বর্তমানে অনেক কোম্পানি HVDC কাজের জন্য কম্পোজিট পলিমার অন্তরকের দিকে ঝুঁকছে। এগুলি পৃষ্ঠের উপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে আরও সমানভাবে ছড়িয়ে দেয় এবং ধুলো ও দূষণের কারণে ঘটা ফ্ল্যাশওভারের বিরুদ্ধে ঐতিহ্যবাহী বিকল্পগুলির তুলনায় বেশি প্রতিরোধ করে।

যান্ত্রিক লোড ক্ষমতা: বাতাস, বরফ, টান এবং ভূমির চ্যালেঞ্জ সহ্য করা

কঠোর পরিবেশে নির্ভরযোগ্য কার্যকারিতার জন্য যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ-ভোল্টেজ অন্তরকগুলি নিম্নলিখিতগুলি সহ্য করতে হবে:

• বাতাস এবং বরফের লোড : বরফ জমা হওয়ার ঝুঁকিপূর্ণ অঞ্চলে 345 kV লাইনের জন্য 70 kN এর বেশি ক্যান্টিলিভার শক্তি
• পরিবাহী টান : লাইন ত্রুটি বা চরম আবহাওয়ার সময় ধাপে ধাপে ব্যর্থতা প্রতিরোধের জন্য 120 kN এর বেশি টেনসাইল শক্তি
• ভূমিকম্প এবং ভূমির চাপ : ভূমিকম্পপ্রবণ অঞ্চলে কম্পন ড্যাম্পার এবং পাহাড়ি বা খোলা ভূমির জন্য অ্যান্টি-গ্যালোপিং ডিজাইন ব্যবহার করা হয়
  কম্পোজিট ইনসুলেটরগুলি 40 MPa এর তুলনায় 500 MPa এর বেশি টেনসাইল শক্তি প্রদান করে, যখন সিলিকন রাবারের আবরণ বরফ খসে পড়ার ক্ষমতা উন্নত করে। উপকূলীয় এলাকাগুলিতে, লবণ জনিত ট্র্যাকিং প্রতিরোধের জন্য ইনসুলেটরগুলির 25-30 mm/kV ক্রিপেজ দূরত্ব এবং জল বিকর্ষী পৃষ্ঠের প্রয়োজন হয়। IEC 61109 এবং ANSI C29.11 মানদণ্ডের সাথে সামঞ্জস্য রাখা বাস্তব পরিস্থিতিতে যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে, যা দশকের পর দশক ধরে নির্ভরযোগ্য পরিষেবা সমর্থন করে।

কঠোর পরিবেশে পরিবেশগত প্রতিরোধ এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা মূল্যায়ন করুন

উপকূলীয়, শিল্প এবং শুষ্ক জলবায়ুতে ক্রিপেজ দূরত্ব এবং দূষণ কর্মক্ষমতা

ইনসুলেটরগুলির কার্যকারিতা এবং তাদের আয়ু প্রধানত তাদের চারপাশের পরিবেশের উপর নির্ভর করে। ক্রিপেজ দূরত্বের ক্ষেত্রে—দুটি ইলেকট্রোডের মধ্যে ইনসুলেটর পৃষ্ঠের সাথে প্রকৃত সবচেয়ে ছোট পথ—উচ্চ দূষণের অঞ্চলে এটি ক্রমাগত সমন্বয় করা হয়, যাতে বিপজ্জনক ফ্ল্যাশওভার এড়ানো যায়। উপকূলীয় এলাকাগুলি বিশেষ সমস্যা তৈরি করে, কারণ লবণ ক্রমাগত জমা হয়ে পৃষ্ঠের উপর পরিবাহী স্তর তৈরি করে। তাই অনেক উৎপাদনকারী এখন হাইড্রোফোবিক সিলিকন রাবার কম্পোজিটের দিকে ঝুঁকছেন, যা গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলি থেকে আর্দ্রতা ও ধুলো দূরে রাখতে খুব ভালোভাবে কাজ করে, ফলে আমরা যে সমস্ত অবাঞ্ছিত ফুটো প্রবাহ (leakage currents) কমাতে চাই, তা কমে। শিল্পাঞ্চলগুলি আরেক ধরনের চ্যালেঞ্জ তৈরি করে, যেখানে ইনসুলেটরগুলি রাসায়নিক দূষক যেমন সালফার যৌগ এবং সিমেন্টের ধুলোর দ্বারা আঘাতপ্রাপ্ত হয়। এই পদার্থগুলি আর্দ্র অবস্থায় পরিবাহী পথ তৈরি করে, কিন্তু খাঁজযুক্ত প্রোফাইল ডিজাইন এবং নিয়মিত পরিষ্কারের অনুশীলন এই সমস্যার সমাধানে বহুদূর এগিয়ে যায়। মরুভূমি তার নিজস্ব বিশেষ কঠিনতা তৈরি করে, যেখানে বালি ক্রমাগত উপকরণগুলির ক্ষয় ঘটায় এবং তীব্র আলট্রাভায়োলেট রশ্মি আরও বেশি ক্ষতি করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে শক্তিশালী কাচ traditional চিনামাটির বিকল্পগুলির তুলনায় এই কঠোর অবস্থার বিরুদ্ধে প্রায় 30 শতাংশ বেশি স্থায়িত্ব দেখায়। দূষিত পরিবেশে সঠিক কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য প্রকৌশলীরা ফুটো প্রবাহ ঘনিষ্ঠভাবে পর্যবেক্ষণ করেন এবং উচ্চ আর্দ্রতার সময় তাপীয় অস্থিরতা (thermal runaway) রোধ করতে তা 50 mA-এর নিচে রাখার চেষ্টা করেন। পরীক্ষার পদ্ধতিতে ত্বরিত বার্ধক্য অনুকরণ অন্তর্ভুক্ত থাকে যা বহু দশকের চরম তাপমাত্রার ওঠানামা—মাইনাস 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে প্লাস 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত—অনুকরণ করে, যা উৎপাদনকারীদের সময়ের সাথে উপাদানের স্থায়িত্ব সম্পর্কে আত্মবিশ্বাস দেয়। এবং হ্যাঁ, ইনসুলেটরগুলি যেখানে স্থাপন করা হয় তার উপর নির্ভর করে সুপারিশকৃত ক্রিপেজ দূরত্ব পরিবর্তিত হয়।

জলবায়ু-অনুকূলিত প্রোফাইল সহ ইন্সুলেটর নির্বাচন করলে 25+ বছর ধরে নির্ভরযোগ্য পরিচালনা নিশ্চিত হয়, যা পৃষ্ঠের রোধ, জল বিকর্ষা এবং স্ব-পরিষ্কারের ক্ষমতার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে।

ভোল্টেজ- এবং প্রয়োগ-ভিত্তিক নির্বাচন কাঠামো প্রয়োগ করুন

33 kV-345 kV AC এবং UHV/HVDC এর জন্য ইনসুলেটর নির্বাচন: স্ট্রিং কনফিগারেশন, kV প্রতি ইউনিট এবং নির্ভরযোগ্যতার মানদণ্ড

সঠিক ইনসুলেটর বাছাই করা খুবই নির্ভর করে আমরা কোন ভোল্টেজ লেভেল নিয়ে কাজ করছি এবং ক্ষেত্রে সেগুলি কীভাবে ব্যবহৃত হবে তার উপর। 33 kV থেকে 345 kV পর্যন্ত এসি সিস্টেমে কাজ করার সময়, অভিযোজিত স্ট্রিং কনফিগারেশন এবং দূষণ জমা হওয়ার বিরুদ্ধে ভালো প্রতিরোধ ক্ষমতার প্রয়োজন হয়। সাধারণত 100 kV প্রতি 8 থেকে 10 টি পর্সেলেন বা কাচের ইউনিট পরিবেশগত অবস্থা যেখানে খুব কঠোর নয় সেখানে যথেষ্ট ভালো কাজ করে। কিন্তু আল্ট্রা হাই ভোল্টেজ (UHV) এবং হাই ভোল্টেজ ডাইরেক্ট কারেন্ট (HVDC) সিস্টেম বিবেচনা করার সময় অবস্থা পরিবর্তিত হয়। এই ধরনের ইনস্টলেশনের জন্য আরও শক্তিশালী কিছু প্রয়োজন, সাধারণত কম্পোজিট পলিমার ইনসুলেটর যা kV প্রতি 25 mm এর বেশি ক্রিপেজ দূরত্ব এবং ধুলো জমা হওয়ার বিরুদ্ধে আরও ভালো সুরক্ষা প্রদান করে। এই সিস্টেমগুলিতে অনুরূপ এসি সেটআপের তুলনায় প্রায় 1.5 গুণ বেশি ইনসুলেটর ইউনিটের প্রয়োজন হয়, যাতে সেগুলি সেই তীব্র তড়িৎ ক্ষেত্রগুলি সঠিকভাবে পরিচালনা করতে পারে। এখানে নির্ভরযোগ্যতার মানগুলি খুবই কঠোর, যেখানে বেশিরভাগ UHV প্রকল্প 0.05% এর কম বার্ষিক ব্যর্থতার লক্ষ্যে কাজ করে। এবং যান্ত্রিক শক্তির কথা ভুলে যাবেন না, বিশেষত সেই স্থানগুলিতে যেখানে ভারী বরফ বা প্রবল বাতাসের কারণে ইনসুলেটরগুলি 50 kN এর বেশি স্থিতিশীল টান মোকাবেলা করতে পারে। শিল্প পেশাদাররা সাধারণত IEC 60383 এর নির্দেশিকা অনুসরণ করে ফুটো হওয়ার দূরত্ব এবং যান্ত্রিক লোডের জন্য ANSI C29 নির্দেশিকা অনুসরণ করে থাকেন, যাতে সময়ের সাথে সবকিছু মসৃণভাবে চলতে থাকে এবং মোট গ্রিড স্থিতিশীলতা বজায় রাখা যায়।

সাধারণ জিজ্ঞাসা