উচ্চ ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনে VCB-কে কেন অপরিহার্য বলা হয়

উচ্চ ভোল্টেজে VCB-গুলির অতুলনীয় আর্ক শমন কর্মক্ষমতা

ভ্যাকুয়াম ইন্টারাপ্টারগুলি কীভাবে শূন্য-বর্তমান বিচ্ছিন্নতা এবং দ্রুত ডাইইলেকট্রিক পুনরুদ্ধার অর্জন করে

ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারগুলি, যা সংক্ষেপে VCB নামে পরিচিত, বৈদ্যুতিক আর্কগুলিকে অত্যন্ত দ্রুত নিষ্ক্রিয় করে—সাধারণত কারেন্ট শূন্য হওয়ার এক বা দুই চক্রের মধ্যে, যা সাধারণত দশ মিলিসেকেন্ডের কম সময় নেয়। যেহেতু ভ্যাকুয়ামের মধ্যে কোনো পদার্থ আয়নিত হতে পারে না, তাই কারেন্ট শূন্য হওয়ার পর আর্কটি পুনরায় জ্বলতে পারে না। এর ফলে আমরা যে ঘটনাটি পাই, তাকে বলা হয় ‘সত্যিকারের শূন্য-কারেন্ট বিচ্ছেদ’। ভ্যাকুয়ামটি নিজেই বিদ্যুৎ প্রবাহ বাধা দেওয়ার ক্ষমতা প্রতি মাইক্রোসেকেন্ডে প্রায় ১০ থেকে ২০ কিলোভোল্ট হারে অত্যন্ত দ্রুত পুনরুদ্ধার করে। এটি সাধারণ বাতাস বা এমনকি সালফার হেক্সাফ্লুরাইড গ্যাসের চেয়েও অনেক ভালো। এই ব্রেকারগুলির ভিতরের যোগাযোগ বিন্দুগুলি (কন্ট্যাক্ট) বিশেষ উপকরণ—যেমন তামা-ক্রোমিয়াম মিশ্র ধাতু—দিয়ে তৈরি। এই উপকরণগুলি আর্কের সময় ইলেকট্রনগুলির গতি নিয়ন্ত্রণ করে এবং ধাতব বাষ্পকে সীমিত রাখে, যার ফলে যোগাযোগ বিন্দুগুলি দ্রুত ক্ষয় হয় না। এসব কারণে, আজকের ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারগুলি ১,০০,০০০-এর বেশি অপারেশন সম্পন্ন করার পরেও কোনো রকম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না। এটি উচ্চ ভোল্টেজ সিস্টেমে হঠাৎ বিদ্যুৎ চাপের স্পাইক ও ত্রুটি পরিচালনার ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিশ্বস্ততা নিশ্চিত করে, যেখানে বিশ্বস্ততা চূড়ান্ত গুরুত্বপূর্ণ।

ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার (VCB) বনাম এয়ার সার্কিট ব্রেকার (ACB) বনাম SF6 ব্রেকার: ১০–৩৫ কেভি-তে ডাইইলেকট্রিক শক্তির তুলনা

ভ্যাকুয়ামের পরিবেশগত স্বাধীনতার কারণে VCBগুলি মাঝারি ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনে উচ্চতর ডাইইলেকট্রিক সহনশীলতা প্রদান করে—যা চাপ-সংবেদনশীল SF6 বা বায়ুমণ্ডল-নির্ভর বায়ুর বিপরীতে। এই সামঞ্জস্যতা ১০–৩৫ কেভিতে কাজ করা সাবস্টেশন ও শিল্প কারখানাগুলিতে সংকুচিত আকার ও উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা সম্পন্ন সুরক্ষা নিশ্চিত করে।

পের উচ্চ ভোল্টেজ ইঞ্জিনিয়ারিং প্রতিবেদন (২০২৪) , VCBগুলি ৩৫ কেভি-তে ৯৮% ব্যর্থতা নির্মূলকরণ সফলতার হার অর্জন করে—বিশ্বস্ততা মেট্রিক্সে ACBগুলির চেয়ে ৩২% এবং SF6 ব্রেকারগুলির চেয়ে ১৭% উৎকৃষ্ট।

VCBগুলির উচ্চ আন্তরিক ডাইইলেকট্রিক শক্তির দ্বারা সক্ষম করা সংকুচিত ও স্কেলযোগ্য ডিজাইন

শূন্যস্থানের প্রায় ৪০ কেভি/সেমি ডাইইলেকট্রিক শক্তি এবং বিভিন্ন ভোল্টেজ শ্রেণির জন্য VCB আকার হ্রাসে এর প্রভাব

শূন্যস্থানের ভাল ডাই-ইলেকট্রিক শক্তি রয়েছে, যা প্রায় ৪০ কেভি প্রতি সেন্টিমিটার। এটি সাধারণ বাতাসের তুলনায় প্রায় ১৩ গুণ বেশি এবং SF₆ গ্যাসের তুলনায় প্রায় ৫ গুণ শক্তিশালী। এই উৎকৃষ্ট বৈশিষ্ট্যের কারণে, গত বছর IEEE পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং সোসাইটি দ্বারা প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, শূন্যস্থান সার্কিট ব্রেকারগুলির যোজকগুলি ঐতিহ্যগত ACB বা SF₆ মডেলগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কাছাকাছি রাখা যেতে পারে। শূন্যস্থান সার্কিট ব্রেকারগুলি ১ কিলোভোল্ট থেকে শুরু করে ৩৮ কিলোভোল্ট পর্যন্ত বিস্তৃত ভোল্টেজ পরিসরে ভালোভাবে কাজ করে, তবুও এগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট আকারের থাকে। এই সুবিধাগুলি উপকরণের খরচ কমাতে সহায়তা করে এবং ইনস্টলেশনের সময় অত্যন্ত প্রয়োজনীয় নমনীয়তা প্রদান করে। পুরনো বৈদ্যুতিক সিস্টেম আধুনিকীকরণে কাজ করছেন এমন ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য এই সংকুচিত মাত্রাগুলি বড় পার্থক্য তৈরি করে, কারণ সংকীর্ণ স্থানগুলি প্রায়শই বিদ্যমান সুবিধাগুলিতে কোন ধরনের সরঞ্জাম স্থাপন করা যাবে তা সীমিত করে দেয়।

বাস্তব জগতে স্থান সংরক্ষণ: IEC 62271-100 অনুযায়ী ১১ কেভি সুইচগিয়ার প্যানেলে VCB এর একীভূতকরণ

ব্যবহারে, IEC 62271-100 মান অনুযায়ী VCB-ভিত্তিক ১১ কেভি সুইচগিয়ার পুরনো এসএফ₆ প্যানেলের তুলনায় ৩৫% কম ফ্লোর স্পেস নেয়—যখন সুরক্ষা ক্ষমতা কোনোভাবেই হ্রাস পায় না। শহরী সাবস্টেশনগুলিতে, যেখানে জমির মূল্য দিন দিন বৃদ্ধি পাচ্ছে, এই দক্ষতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

এই মাত্রাগত সুবিধাগুলি বাণিজ্যিক কেন্দ্র এবং শিল্প অঞ্চলগুলিতে উচ্চ-ঘনত্বের বিদ্যুৎ বিতরণকে সমর্থন করে—যেখানে জমির মূল্য প্রতি একর $৭৪০,০০০-এর বেশি (পোনিমন ইনস্টিটিউট, ২০২৩)। সরলীকৃত হ্যান্ডলিং এবং ওয়্যারিং-এর কারণে প্রতিটি ইউনিটের ইনস্টলেশন সময়ও ২–৩ দিন কমে যায়।

ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকারগুলির দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা এবং নিম্ন জীবনচক্র খরচ

জীবনকাল পর্যন্ত সীল করা ভ্যাকুয়াম ইন্টারাপ্টার: MTBF > ১০০,০০০ অপারেশন এবং ন্যূনতম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন

ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার (ভিসিবি)গুলি ভ্যাকুয়াম ইন্টারাপ্টারের কারণে সময়ের সাথে সাথে অসাধারণ নির্ভরযোগ্যতার জন্য বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য, যা আর্দ্রতা, ধূলিকণা এবং জারণ প্রভাব থেকে সম্পূর্ণরূপে আবদ্ধ। এই ডিজাইনটি আসলে ১,০০,০০০-এর বেশি অপারেশনের গড় ব্যর্থতার মধ্যবর্তী সময় (এমটিবিএফ) অর্জন করে। এটি পুরনো এসিবি এবং এসএফ6 ব্রেকারগুলির তুলনায় অনেক বেশি ভালো—যেগুলির তেল পূরণ, যোগাযোগ বিন্দু পরিষ্কার করা বা গ্যাস স্তর পরীক্ষা করা ইত্যাদি বিষয়ে ধ্রুব মনোযোগ প্রয়োজন। ভিসিবিগুলিকে আরও আকর্ষক করে তোলে এই ব্যাপারটি যে, রক্ষণাবেক্ষণ মূলত নিয়মিত পরীক্ষার সময় মাঝে মাঝে যান্ত্রিক পরীক্ষা করার মধ্যেই সীমাবদ্ধ। এতে ব্যবহারিকভাবে পরিচালন খরচ প্রায় ৭০% পর্যন্ত কমে যায়। জীবনচক্র খরচ বিশ্লেষণ (এলসিসিএ) পর্যালোচনা করলে দেখা যায় যে, অধিকাংশ গবেষণায় উল্লেখ করা হয়েছে যে, তাদের উচ্চ প্রারম্ভিক মূল্য সত্ত্বেও ভিসিবিগুলি সাধারণত তিন থেকে পাঁচ বছরের মধ্যে নিজেদের খরচ পূরণ করে। যারা উচ্চ ভোল্টেজ সিস্টেম নিয়ে কাজ করেন, যেখানে সরঞ্জামের দীর্ঘস্থায়িত্ব গুরুত্বপূর্ণ, সিস্টেমের ডাউনটাইম ন্যূনতম রাখতে হয় এবং মোট খরচ নিয়ন্ত্রণে রাখতে হয়, তাদের জন্য দীর্ঘমেয়াদে ভিসিবিগুলি আর্থিকভাবে বেশি যুক্তিসঙ্গত।

গ্রিড স্থিতিস্থাপকতা এবং ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ বৃদ্ধিতে VCB-এর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

শহুরে উচ্চ ভোল্টেজ বিতরণে VCB-ভিত্তিক রিং মেইন ইউনিট (RMU): যুক্তরাজ্যের জাতীয় গ্রিড স্থিতিস্থাপকতা মেট্রিক্স

ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার (VCB) সহ রিং মেইন ইউনিট (RMU) আজকের শহুরে উচ্চ ভোল্টেজ বিতরণ নেটওয়ার্কের অপরিহার্য উপাদান হয়ে উঠেছে। এই ইউনিটগুলি একটি সাইকেলের ভগ্নাংশের মধ্যে বিঘ্ন বিচ্ছিন্ন করতে পারে এবং সমস্যা দেখা দিলে দ্রুত গ্রিডকে স্থিতিশীল করে। কেন? কারণ ভ্যাকুয়ামের অত্যন্ত দ্রুত ডাই-ইলেকট্রিক রিকভারি বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা ঘনীভূত জনবসতি ও ভারী বৈদ্যুতিক লোডযুক্ত এলাকায় বিদ্যুৎ বিঘ্নের প্রসার রোধ করে। ২০২০ সালের শুরু থেকে যুক্তরাজ্যের ন্যাশনাল গ্রিড-এর সাম্প্রতিক তথ্য পর্যালোচনা করলে একটি আকর্ষণীয় বিষয় লক্ষ্য করা যায়—যেসব শহরে এই VCB-সজ্জিত RMU প্রয়োগ করা হয়েছে, সেখানে গড়ে বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নতার স্থায়িত্ব কাল ৪২% হ্রাস পেয়েছে। এর আরেকটি বড় সুবিধা হলো এদের ছোট আকার, যা সাবস্টেশনের সীমিত স্থানে ইনস্টলেশনের জন্য আদর্শ—যেখানে স্থান অত্যন্ত সীমিত। এছাড়া, এদের প্রায় কোনো রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না, ফলে অন্যান্য সরঞ্জাম যেখানে প্রবল আবহাওয়ার শর্তে ব্যর্থ হয়ে যায়, সেখানেও এরা কার্যকর থাকে। বর্তমানে শহুরে সমস্ত বিঘ্ন বিচ্ছিন্নতার ৮০% এর বেশি কভার করে এই সিস্টেমগুলি SAIDI ও SAIFI-এর মতো গুরুত্বপূর্ণ বিশ্বস্ততা নির্দেশকগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেছে। সুস্থিতিশীল অবকাঠামো নির্মাণে মনোনিবেশ করা শহর পরিকল্পনাকারীদের জন্য এটি অর্থ করে নাগরিক ও ব্যবসায়িক উভয় পক্ষের জন্য উন্নত সেবা মান।