লাইটনিং এরেস্টার নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা

বাইরে মুষুলধারায় বৃষ্টি। খুব বড় শব্দে একটি বজ্রপাত হল। তখন ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং এর ছাত্র হিসেবে আপনার মাথায় একটি প্রশ্ন আসল। আপনার মনে প্রশ্ন জাগল, এইযে শত-লক্ষ ভোল্টেজের পাওয়ার লাইনগুলোর উপর লক্ষ ভোল্টের বজ্রপাত পড়ার পরেও কেন কোন দূর্ঘটনার উদ্ভব হচ্ছেনা? কে এই রক্ষাকবচ যে অতিরিক্ত ভোল্টেজ বা প্রবাহ থেকে লাইনকে রক্ষা করছে। আসলে এই রক্ষাকবচটি হল লাইটনিং এরেস্টার। আজ লাইটনিং এরেস্টার নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করব।

লাইটনিং এরেস্টার কি?

লাইটনিং এরেস্টার হল বজ্র রোধক। বৃষ্টির দিনে আকাশে যেই বজ্রপাত হয় তাতে লক্ষ লক্ষ ভোল্ট থাকে। এই বজ্রপাত পরিবাহী লাইনে পতিত হলে লাইনের ভোল্টেজ বহু গুন বেড়ে যায়। একেই সার্জ ভোল্টেজ বলে। ইহা ক্ষনস্থায়ী হলেও লাইন এবং এর সাথে সংযুক্ত যন্ত্রপাতির জন্য ক্ষতিকর হয়ে থাকে। লাইন ও বৈদুতিক যন্ত্রপাতিকে রক্ষা করার জন্য বৈদুতিক লাইনের সাথে যে যন্ত্র বা ডিভাইস ব্যবহার করা হয় তাকে লাইটনিং এরেস্টার বলে।

লাইটনিং এরেস্টার এই দুইটি শব্দ থেকেও বুঝা যায় তার প্রধান কাজ হলো লাইটনিংকে এরেস্ট করা অথবা আটকে দেয়া। এটি যখন সার্জ বা অতিরিক্ত ভোল্টেজ তৈরি হয় তখন এটি অতিরিক্ত ভোল্টেজকে লাইনে প্রবাহিত হতে না দিয়ে নিরাপদে মাটিতে প্রেরণ করে।

বৈশিষ্ট্য

• এরেস্টারে এক বা একাধিক ফাঁকা থাকবে যার মধ্যে দিয়ে আর্ক সৃষ্টি হবে। আর্ক নির্বাপন ব্যবস্থা থাকবে।
• স্বাভাবিক অবস্থায় এরেস্টারে কোনো কারেন্ট প্রবাহিত হবে না।

লাইটনিং এরেস্টার ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা

লাইটনিং প্রতিক্রিয়া, সার্কিট ব্রেকার ওপেন হওয়া, লােড বিচ্ছিন্ন করা ইত্যাদি কারণে ওভার হেড লাইনে হঠাৎ খুব কম সময়ের জন্য ভােল্টেজ অস্বাভাবিকভাবে বেড়ে যায়। এরূপ বেড়ে যাওয়া ভােল্টেজ হল সার্জ ভোল্টেজ। আকাশে মেঘের ঘর্ষণে অতি উচ্চ চার্জের সৃষ্টি হয় এবং এটির ডিসচার্জ হওয়াকে লাইটনিং বলে। লাইনের উপর বজ্রপাতে সার্জ ভােল্টেজ সবচেয়ে বেশি হয়। লাইটনিং এর ফলে খুব বেশি কারেন্ট প্রবাহিত হয় যা ঘটলে বা নিরাপত্তার ব্যবস্থা না থাকলে সিস্টেম অকেজো হয়ে যাবে। এরূপ ঘটনা থেকে বৈদ্যুতিক লাইন, ট্রান্সফরমার, সুইচ গিয়ার, যন্ত্রপাতি রক্ষা করতে লাইটনিং এরেস্টারের প্রয়োজনীয়তা অপরিসীম।

প্রকারভেদ

• রড গ্যাপ এরেস্টার
• স্ফেয়ার গ্যাপ এরেস্টার
• হর্ন গ্যাপ এরেস্টার
• মাল্টিপল গ্যাপ এরেস্টার
• ইমপালস প্রটেক্টিভ গ্যাপ এরেস্টার
• ইলেকট্রোলাইটিক এরেস্টার
• এক্সপালশন টাইপ এরেস্টার
• ভালব টাইপ লাইটনিং এরেস্টার
• থাইরাইট লাইটনিং এরেস্টার
• অটো ভালব এরেস্টার
• অক্সাইড ফিল্ম এরেস্টার
• মেটাল অক্সাইড লাইটনিং এরেস্টার

রড গ্যাপ এরেস্টার

এটি খুব সরল গঠনের লাইটনিং এরেস্টার। এই ধরনের এরেস্টারে দুইটি রডের মাঝখানে ফাকা স্থান থাকে। দুইটি রডের একটি পাওয়ার লাইনের সাথে এবং অপরটি ভূমির সাথে সংযুক্ত থাকে। দুটো রডের মধ্যে নূন্যতম একটি দূরত্ব বজায় রাখতে হয় যেন গুরুত্বপূর্ণ মুহূর্তে এটি কাজ করতে সক্ষম হয়। যখন পাওয়ার লাইনে লাইটনিং স্ট্রাইক ঘটে তখন দুই রডের মাঝখানে স্পার্ক সৃষ্টি হয় এবং অতিরিক্ত কারেন্ট ভূমিতে চলে যায়। এভাবে এই লাইটনিং এরেস্টারটি পাওয়ার লাইনের সুরক্ষা দিতে পারে। তবে এই এরেস্টারটির একটি অসুবিধা হল এটি লো ভোল্টেজে কাজ করে। তাই এই অসুবিধা এড়ানোর জন্য এর সাথে সিরিজে একটি উচ্চমানের রেজিট্যান্স যুক্ত থাকে। যেন উচ্চ ভোল্টেজেও এটি তার কার্যকারিতা প্রদর্শন করতে পারে।

স্ফেয়ার গ্যাপ এরেস্টার

এই ধরনের এরেস্টারে দুটি স্ফেয়ারের মধ্যে এয়ার গ্যাপ সৃষ্টি করা হয়। একটি স্ফেয়ার পাওয়ার লাইনের সাথে, অপর স্ফেয়ারটি ভূমিতে সংযুক্ত থাকে। তবে দুটো স্ফেয়ারের দূরত্ব খুব কম। একটি চোক কয়েল পাওয়ার লাইনের ফেইজ উইন্ডিং এর সাথে সংযুক্ত থাকে। দুটি স্ফেয়ারের মধ্যে এমনভাবে গ্যাপ রাখা হয় যেন নরমাল অপারেশনে কোন স্পার্ক সৃষ্টি না হয়। বজ্রপাতের আক্রমণে অতিরিক্ত প্রবাহ ঘটলেই কেবল দুই স্ফেয়ারের এয়ার গ্যাপে স্পার্ক সৃষ্টি হয়ে অতিরিক্ত কারেন্ট ভূমিতে চলে যায়।

হর্ন গ্যাপ এরেস্টার

এই ধরনের এরেস্টারে দুটি মেটাল বডি থাকে যা দেখতে অনেকটা শিং আকৃতির। এই দুই শিং আকৃতির মেটাল বডির মাঝে এয়ার গ্যাপ রাখা হয়। এই মেটাল বডিগুলো ফেইজ এবং ভূমির সাথে সংযুক্ত। দুটো মেটাল বডি পরস্পর এমন দূরত্বে রাখা হয় যেন বজ্রপাত আঘাত করলে স্পার্ক সৃষ্টি হয়ে লিকেজ কারেন্ট ভূমিতে প্রেরিত হয়।

মাল্টিপল গ্যাপ এরেস্টার

নাম শুনেই বুঝা যাচ্ছে এই ধরনের এরেস্টারে অনেকগুলো এয়ার গ্যাপ থাকবে। এখানে সিলিন্ডাকৃতির অনেকগুলো মেটাল বডি সিরিজে সংযুক্ত থাকে। যার প্রথম অংশ ফেইজে এবং শেষ প্রান্ত ভূমিতে সংযুক্ত থাকে। লাইটনিং সংঘটিত হলে অতিরিক্ত প্রবাহ শেষ প্রান্তের মেটাল বডি হয়ে ভূমিতে চলে যায়।

ইমপালস প্রটেক্টিভ গ্যাপ

এই ধরনের এরেস্টারে দুটো স্ফেয়ারে S1, S2 নামক দুটো ইলেকট্রোড থাকে যাদের মধ্যে এমনভাবে এয়ার গ্যাপ সৃষ্টি করা হয় যেন একটি আদর্শ ইমপালস ভোল্টেজ রেশিও বজায় থাকে। এই দুটো স্ফেয়ারের মধ্যে একটি অক্সিলারি নিডল থাকে। নরমাল ফ্রিকুয়েন্সিতে ক্যাপাসিটর C1 এর রিয়েক্টেন্স, R এর রোধ অপেক্ষা বৃহত্তর হয়। যখন বজ্রপাতের দরুণ ট্রানজিয়েন্ট কারেন্ট সৃষ্টি হয় তখন C1 এবং C2 এর ক্যাপাসিট্যান্স ইফেক্ট কমে যায় এবং রোধ R আধিপত্য বিস্তার করে। ফলশ্রুতিতে অতিরিক্ত ভোল্টেজ E এবং S1 এর মধ্যে পতিত হয়।

ইলেকট্রোলাইট এরেস্টার

এ ধরনের এরেস্টারে উচ্চ ডিজচার্জ ক্যাপাসিটি থাকে। এই ধরনের এরেস্টারে এলুমিনিয়াম রড এবং এলুমিনিয়াম এবং হাইড্রোক্সাইডের আয়ন বিদ্যমান। এই এলুমিনিয়াম ইলেকট্রোড একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ লেবেল পর্যন্ত উচ্চ রোধ প্রদর্শন করে। সাধারণত ৪৪০ ভোল্টের উপর এই লাইটনিং এরেস্টারটিতে স্পার্ক সৃষ্টি হয় এবং এটি তা অবদমন করতে সক্ষম।

এক্সপালশন টাইপ এরেস্টার

এতক্ষণ পর্যন্ত আমরা যেসব এরেস্টারের কথা আলোচনা করেছি সেগুলো ছিল ইলেক্ট্রোড বা মেটাল রড বিশিষ্ট। কিন্তু এই এরেস্টারটিতে ফাইবার টিউব বিদ্যমান। এই ফাইবার টিউবটি আর্ক অবদমনের ক্ষেত্রে বেশ কার্যকরী ভূমিকা পালন করে। এই টিউবে আর্ক অবদমনের সময়ের ফাইবার টিউবে বিদ্যমান ক্যামিকেল থেকে গ্যাসের উদ্ভব হতে পারে যা এই টিউবের সাথে সংযুক্ত একটি ক্ষুদ্র চেম্বারে প্রেরণ করা হয় অনেকটা সার্কিট ব্রেকারের মত।

ভালব টাইপ লাইটনিং এরেস্টার

এ ধরনের এরেস্টারে পোর্সেলিনের তৈরি একটি গ্লাস হাউজ থাকে যার মধ্যে উচ্চ রোধ এবং নিম্নমানের রোধ এবং ইলেক্ট্রোড বিদ্যমান। নূন্যতম ভোল্টেজ ভেরিয়েশনে এই এরেস্টারের প্রতিক্রিয়া নেই বললেই চলে। তবে উচ্চ ভোল্টেজে এই এরেস্টার বেশ প্রতিক্রিয়াশীল।

থাইরাইট লাইটনিং এরেস্টার

এতে এক ধরনের ইনঅর্গানিক যৌগ থাকে যার নাম থাইরাইট। আর থাইরাইট দিয়ে নির্মিত ডিস্ক উচ্চ ভোল্টেজে নিম্ন রোধ প্রদর্শন করতে পারে। এই ডিস্কের সংযোগ ভূমিতে থাকে। তাই যখন বজ্রপাতের দরুণ পাওয়ার লাইনে উচ্চভোল্টেজ বা কারেন্ট প্রবাহের সৃষ্টি হয় তখন এক ডিস্কের রোধ কমে যায়। যার ফলে উচ্চ প্রবাহ সহজেই এই ডিস্কের মধ্যে দিয়ে ভূমিতে চলে যেতে পারে। সাধারণত হাই রেটিং সাবস্টেশনে এসব এরেস্টার ব্যবহৃত হয়।

অটোভালব এরেস্টার

এ ধরনের এরেস্টারে কিছু মসৃণ ডিস্ক থাকে যারা মাইকা রিং দিয়ে সংযুক্ত থাকে। তাছাড়া ডিস্কের সাথে মেটাল বডিও সংযুক্ত থাকে। এ ধরনের এরেস্টার এমনভাবে নির্মিত যাতে নরমাল ভোল্টেজে এটা প্রতিক্রিয়াশীল নয়। এই ধরনের এরেস্টারে ৩৫০ ভোল্ট পর্যন্ত ভোল্টেজ ড্রপ সংঘটিত হয়।

অক্সাইড ফিল্ম এরেস্টার

নাম শুনেই বুঝা যাচ্ছে এতে ধাতব অক্সাইড বিদ্যমান। এতে লেড অক্সাইড দিয়ে নির্মিত প্লেট থাকে এবং প্লেট গুলো একটি নির্দিষ্ট টিউবে আবদ্ধ থাকে। যখন সিস্টেমে ওভারফ্লো ঘটে তখন অতিরিক্ত ভোল্টেজ এই ডিস্কে ড্রপ হয় এবং স্পার্ক আকারে ডিসচার্জ করে দেয় মেটাল অক্সাইড লাইটনিং এরেস্টার এতে জিংক অক্সাইড নির্মিত গ্যাপলেস ইলেক্ট্রোড বিদ্যমান থাকে যারা পোর্সেলিন হাউজে আবদ্ধ থাকে যেখানে সালফার হেক্সফ্লুরাইড গ্যাস বিদ্যমান। এতে এন টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের লেয়ার থাকে। স্বাভাবিক প্রবাহে এই এরেস্টার প্রতিক্রিয়াবিহীন। যখন ভোল্টেজের উচ্চচাপ সৃষ্টি হয় তখন এতে আর্ক অবদমিত হয়ে অবস্থার প্রশমন ঘটে।

মেটাল অক্সাইড লাইটনিং এরেস্টার

এতে জিংক অক্সাইড নির্মিত গ্যাপলেস ইলেকট্রোড বিদ্যমান থাকে যারা পোর্সেলিন হাউজে আবদ্ধ থাকে যেখানে সালফার হেক্সাফ্লোরাইড গ্যাস বিদ্যমান। এতে এন টাইপ সেমিকন্ডাক্টরের লেয়ার থাকে। স্বাভাবিক প্রবাহে এই এরেস্টার প্রতিক্রিয়াবিহীন। যখন ভোল্টেজের উচ্চচাপ সৃষ্টি হয় তখন এতে আর্ক অবদমিত হয়ে অবস্থার প্রশমন ঘটে।

লাইটনিং এরেস্টার এবং আর্থিং এর পার্থক্য

আর্থিং আর লাইটনিং এরেস্টারের পার্থক্য নেই বললেই চলে। এটা এক ধরনের Grounded Lightning Arrester. আবার কিছু টাইপের লাইটনিং এরেস্টার থাকে যাদের ভূমিতে connection থাকেনা। তাই সকল আর্থিং লাইটনিং এরেস্টার, কিন্তু সকল লাইটনিং এরেস্টার আর্থিং নয়।

সুইচগিয়ার সিস্টেম নিয়ে আরো কিছু পোস্ট

ইলেকট্রিক্যাল সুইচগিয়ার অ্যান্ড প্রোটেকশন বিষয়ে কিছু কমন প্রশ্ন ও উত্তর

বিদ্যুৎ চলে যাওয়ার কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে চলে আসার রহস্য

সুইচগিয়ারের বিভিন্ন উপাদান, বৈশিষ্ট্য, সিস্টেমের ফল্ট সম্বন্ধে আলোচনা