ট্রান্সফরমারের নিউট্রালকে আর্থিং করা হয় কেন?

নিচের চিত্রটি লক্ষ্য করুন। প্রায়শই ট্রান্সফরমার সিম্বল বা স্টার কানেকশনের ডায়াগ্রাম আকতে গেলে নিউট্রাল পয়েন্টের আর্থিং এর এই চিহ্নটি নজরে আসে। কিন্তু কখনো ভেবে দেখেছেন কি কেন এই নিউট্রালকে আর্থিং করা হল? আজ এ ব্যাপারেই মূলত আড্ডা জমাতে এসেছি।

ডিস্ট্রিবিউশন লাইনে পাওয়ার ট্রান্সফরমার কার্যকর থাকাকালীন প্রায়শই বিভিন্ন ধরণের ত্রুটির শিকার হয়। কোনও ত্রুটি দেখা দিলে, ত্রুটিটি ট্রাবলশুটিং না হওয়া পর্যন্ত তার প্যারামিটারের মানগুলো নরমাল মান থেকে বিভিন্ন মানে পরিবর্তিত হতে পারে। পাওয়ার সিস্টেমে ঝড়ো বাতাস, লাইনে গাছ পড়া, যন্ত্রপাতি ব্যর্থ হওয়া ইত্যাদিসহ অনেকগুলি ত্রুটি দেখা দেওয়ার সম্ভাবনা থাকতে পারে। স্বাভাবিক বা নিরাপদ অপারেটিং অবস্থার অধীনে পাওয়ার সিস্টেম নেটওয়ার্কের আওতাভুক্ত ট্রান্সফরমার নরমাল ভোল্টেজ এবং কারেন্ট রেটিং এ কাজ করে। একবার কোনও ত্রুটি হয়ে গেলে ভোল্টেজ এবং কারেন্টের মানগুলি তাদের সীমা থেকে বিচ্যুত হয়।

প্রযুক্তিগতভাবে আপনি নিউট্রালটি ভূমিতে সংযোগ ছাড়াই করতে পারেন। তবে এটি অত্যন্ত বিপজ্জনক হবে। কিন্তু কেন?

বিপদ্দজনক হবার কারণ

• কিছুক্ষণ আগেই বলা হয়েছে, পাওয়ার সিস্টেমে বৈদ্যুতিক ডিভাইসগুলো প্রায়শই ফল্টের শিকার হতে পারে। এক্ষেত্রে ট্রান্সফরমারও তার ব্যতিক্রম নয়।
• পাওয়ার সিস্টেমের একটি কমন ফল্ট হল শর্ট সার্কিট ফল্ট। আর শর্ট সার্কিট ফল্টের মধ্যে বিপদজ্জনক হল থ্রি ফেজ লাইন টু গ্রাউন্ড ফল্ট। সাধারণত থ্রি ফেজ এবং গ্রাউন্ডের মধ্যে এই ফল্ট সংঘটিত হয় । যদিওবা এই ধরনের ফল্ট খুব কম সংঘটিত হতে দেখা যায়। যার সম্ভাবনার হার ২-৩%। তবুও ইলেকট্রিক্যালে নিরাপত্তার ব্যাপারটি হতে হবে প্রায় শতভাগ সুনিশ্চিত।
• যদি সিস্টেমের যে কোনও একটি বিন্দু দূর্ঘটনাক্রমে ভূমির সাথে সংযুক্ত হয়ে যায় তখন কোন ব্যক্তি ভূলবশত স্পর্শ করলে দারুণভাবে শক অনুভব করতে পারে। এমনকি মৃত্যুও হতে পারে।

আর্থিং এর মাধ্যমে যেভাবে দূর্ঘটনার সম্ভবনা হ্রাস পায়

আমরা জানি, ভূমির রোধ অনেক বেশি যদিওবা মাটির ধরনের উপর তার তারতম্য ঘটে। তাই যদি শর্ট সার্কিট বা থ্রি ফেজ লাইন টু গ্রাউন্ড দূর্ঘটনা ঘটে তাহলে ভূমির উচ্চ রোধের কারণে তা অনেকটাই প্রশমিত হতে পারে। আর সেই সাথে ভূমি যদি পাথরপূর্ণ হয় তাহলে রোধ আরো বেড়ে যায়। আর এই কারণেই মূলত সাবস্টেশনগুলোতে পাথর ব্যবহার করা হয়। তবে এছাড়াও নিউট্রাল বিন্দুকে আর্থিং এর আরেকটি উদ্দেশ্য আছে। সেটি হল রেফারেন্স ভোল্টেজ তৈরি করা।

রেফারেন্স ভোল্টেজ তৈরি

আমরা সকলেই অবগত যে, ভূমির ভোল্টেজ শূণ্য। আর নিউট্রাল পয়েন্টকে ভূমির সাথে আর্থিং করা হলে সেইক্ষেত্রে ভূমির ভোল্টেজ রেফারেন্স ভোল্টেজ হিসেবে কাজ করবে। তাছাড়া নিউট্রালে ভোল্টেজের অযাচিত প্রবাহও কিন্তু আর্থিং এর মাধ্যমে ভূমিতে প্রেরিত হতে পারে।

এখন অনেকের ঘটকা লাগতে পারে এটা ভেবে যে, নিউট্রালে কি আদৌ ভোল্টেজ থাকে?

নিউট্রাল পয়েন্ট এর ভোল্টেজ শূন্য একথাটা বললে ভুল হবে। সেখানে কিছু পরিমাণ ভোল্টেজ থাকে যেটা নগণ্য। পারিপার্শ্বিক এর সাপেক্ষে শূণ্য ধরে নেয়া হয়। কারন কি?

আচ্ছা আপনাকে যদি কোন একটি সার্কিটে একটা পয়েন্ট এর ভোল্টেজ হিসেব করতে দেয়া হয় আপনি কি করবেন? নিশ্চয় একটি Actual point এবং অন্য একটা রেফারেন্স Point এর মাঝে ভোল্টমিটার ধরবেন? কারন, Voltage exists between two points। Reference point টির ভোল্টেজ যদি শূন্য হয় তাহলে Actual voltage Calculation এ আমাদের সুবিধা হয়।

ব্যাপারটা আরো ক্লিয়ার করি। ধরুন, আমরা বলি সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে পর্বতের উচ্চতা ৫০০ ফুট। এখানে সমুদ্রের উচ্চতা কে শূন্য হিসাব করা হয়। অথচ তার কিন্তু একটা উচ্চতা থেকেই যায়। তাই নিউট্রাল এর নগন্য ভোল্টেজকে শূন্য ধরা হয় যেন ফেইজ – নিউট্রাল actual voltage calculation করা যায়। তাই Theoretically শূণ্য ধরলেও বাস্তবে শূণ্য নয়। ভোল্টেজের চাপই যদি না থাকে কারেন্ট ফিরবে কিভাবে? আর এই কারেন্ট তার সোর্স এ পুনরায় ফিরে যায়। ব্যাপারটা অনেকটা এরকম যে, সমুদ্রের পানি বাষ্প হয়ে উড়ে যায় এবং বৃষ্টি হয়ে পুনরায় সমুদ্রেই ফিরে আসে।

ট্রান্সফরমার নিয়ে আরো কিছু পোস্ট

ট্রান্সফরমারের ইন্সুলেশন টেস্ট সম্পর্কে সহজ ভাষায় আলোচনা

সিংগেল ফেজ ট্রান্সফরমার ব্যাংকিং সিস্টেম