পিভি কানেক্টরগুলিতে আংশিক ডিসচার্জ সমস্যা নির্ণয় ও সমাধান: ইউটিলিটি-স্কেল অ্যারের ইনসুলেশনের নীরব হত্যাকারী

প্রশ্ন: সোলার ইঞ্জিনিয়াররা কীভাবে পিভি কানেক্টরগুলিতে 'আংশিক ডিসচার্জ' সমস্যা নির্ণয় ও প্রতিরোধ করতে পারেন, যা ইউটিলিটি-স্কেল অ্যারের ইনসুলেশনের নীরব হত্যাকারী হিসেবে পরিচিত?

যখন উপযোগিতা-স্কেল ফটোভোল্টাইক (PV) পাওয়ার প্লান্টগুলি ১৫০০ ভোল্ট ডিসি আর্কিটেকচারে বৃদ্ধি পায়, তখন বৈদ্যুতিক ইনসুলেশন সিস্টেমগুলিকে অপূর্ব স্তরের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র চাপের সম্মুখীন হতে হয়। এই উচ্চ ভোল্টেজ অবস্থায়, পূর্বের ১০০০ ভোল্ট সিস্টেমে যে ছোটখাটো শারীরিক ত্রুটিগুলি কোনও ক্ষতি করত না, সেগুলি এখন পার্শিয়াল ডিসচার্জ (PD) নামক একটি ধ্বংসাত্মক বৈদ্যুতিক ঘটনা শুরু করতে পারে। প্রকৌশলীরা একে প্রায়শই 'নীরব হত্যাকারী' বলে উল্লেখ করেন; পার্শিয়াল ডিসচার্জ হলো একটি স্থানীয় বৈদ্যুতিক ব্রেকডাউন যা দুটি পরিবাহীর মধ্যে সম্পূর্ণ সংযোগ স্থাপন করে না। এটি সোলার কানেক্টরগুলির ইনসুলেশন উপাদানের ভিতরে ফাঁক, ফাটল বা পৃষ্ঠের সীমানা বরাবর ঘটে। এটি যদি অবহেলা করা হয়, তবে PD ধীরে ধীরে এবং নীরবে পলিমার হাউজিংয়ের আণবিক গঠনকে ক্ষয় করে, যার ফলে চূড়ান্তভাবে বিপজ্জনক ইনসুলেশন ব্রেকডাউন, ফেজ-টু-গ্রাউন্ড ফল্ট এবং ভয়ানক PV স্ট্রিং আগুন হতে পারে। এই প্রায়োগিক নিবন্ধটি PV কানেক্টরগুলিতে পার্শিয়াল ডিসচার্জের ক্রিয়াবিধি, ক্ষেত্রে এটি সমাধানের উপায় এবং SUNNOM কানেক্টর ইঞ্জিনিয়ারিং কীভাবে এর ঘটনা প্রতিরোধ করে—এসব নিয়ে আলোচনা করে।

আংশিক ডিসচার্জের পদার্থবিদ্যা: ১৫০০ ভোল্ট কানেক্টরগুলিতে এটি কেন ঘটে

আংশিক ডিসচার্জের সমস্যা নিরাকরণ করতে হলে প্রকৌশলীদের প্রথমে এটি যে মৌলিক পদার্থবিদ্যাগত নীতিগুলির উপর ভিত্তি করে ঘটে তা বুঝতে হবে। যেকোনো উচ্চ-ভোল্টেজ বৈদ্যুতিক উপাদানে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি পরিবাহী এবং তাদের ঘিরে থাকা অন্তরক উপাদানগুলির মধ্যে বণ্টিত হয়। যখন স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি অন্তরক মাধ্যমের একটি ছোট অংশের ডাইইলেকট্রিক ভাঙন শক্তির চেয়ে বেশি হয়, তখন আংশিক ডিসচার্জ ঘটে:

• খালি স্থানে ডাই-ইলেকট্রিক মিলানহীনতা: বায়ুর ডাই-ইলেকট্রিক ধ্রুবক এবং ভাঙ্গার শক্তি পলিফিনিলিন অক্সাইড (PPO) এর মতো কঠিন অন্তরক পলিমারের তুলনায় অনেক কম। যদি কোনও কানেক্টরের মোল্ডেড প্লাস্টিক হাউজিংয়ের ভিতরে একটি সূক্ষ্ম বায়ুর পকেট বা খালি স্থান থাকে, অথবা যদি কেবলের অন্তরক এবং কানেক্টর সিলের সংযোগস্থলে একটি সূক্ষ্ম বায়ুর ফাঁক থাকে, তবে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি সেই খালি স্থানের ভিতরে অত্যধিক ঘনীভূত হবে। যেহেতু বায়ু এই ঘনীভূত ভোল্টেজ চাপ সহ্য করতে পারে না, তাই এটি ভেঙে যায় এবং একটি ক্ষুদ্র স্পার্ক বা বৈদ্যুতিক ডিসচার্জ সৃষ্টি করে। এই ডিসচার্জটি আংশিক হয়, কারণ পরিবেশিত উচ্চ-মানের প্লাস্টিক এটিকে তৎক্ষণাৎ পূর্ণ শорт-সার্কিট আর্ক গঠন করতে বাধা দেয়।
• আর্দ্রতা ও দূষণকারী ব্রিজ: যখন জলের ফোঁটা বা পরিবাহী ধূলিকণা (যেমন কার্বন ব্ল্যাক বা ধাতব ধূলি) একটি মেটেড কানেক্টর জোড়ে প্রবেশ করে, তখন সেগুলো অভ্যন্তরীণ প্লাস্টিকের পৃষ্ঠের বরাবর স্থানীয় পরিবাহী পথ গঠন করে। এতে করে ক্রিপেজ এবং ক্লিয়ারেন্স দূরত্ব কমে যায় এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিকৃত হয়, যা পৃষ্ঠের আংশিক ডিসচার্জ শুরু করে।
• উচ্চ ভোল্টেজ চাপ: ১০০০ ভোল্ট থেকে ১৫০০ ভোল্ট ডিসি-তে রূপান্তর কানেক্টরের ইনসুলেশনের উপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চাপ ৫০ শতাংশ বৃদ্ধি করে। এই উচ্চ ভোল্টেজের কারণে সূক্ষ্ম ফাঁকগুলোর মধ্যে বাতাস আয়নিত হওয়ার সম্ভাবনা অনেক বেড়ে যায়, যা আংশিক ডিসচার্জ শুরু হওয়ার সীমা কমিয়ে দেয়।

নীরব ধ্বংস: কীভাবে পিডি পিভি কানেক্টরের ইনসুলেশন ধ্বংস করে

আংশিক ডিসচার্জ বিশেষভাবে বিপজ্জনক কারণ এটি তার প্রাথমিক ও মধ্যবর্তী পর্যায়ে দৃশ্যমান বা শ্রুতিগোচর হয় না। এটি একটি ধীরগতির, ক্রমাগত ক্ষয় প্রক্রিয়া:

• রাসায়নিক ক্ষয়: প্রতিবার আংশিক ডিসচার্জ ঘটলে অতি সূক্ষ্ম পরিমাণে ওজোন, নাইট্রাস অক্সাইড এবং তাপ উৎপন্ন হয়। এই অত্যন্ত সক্রিয় রাসায়নিক পদার্থগুলি প্লাস্টিকের আবরণের পলিমার শৃঙ্খলকে আক্রমণ করে, এর রাসায়নিক গঠনকে ভেঙে দেয় এবং এর ডাই-ইলেকট্রিক শক্তি হ্রাস করে।
• কার্বন ট্র্যাকিং: সূক্ষ্ম ডিসচার্জের স্থানীয় তাপ প্লাস্টিককে কার্বনাইজ করে। কার্বন অত্যন্ত পরিবাহী। সময়ের সাথে সাথে এই ক্ষুদ্র কার্বনাইজড পথগুলি গাছের শাখা-প্রশাখার মতো প্লাস্টিকের আবরণের বেধ বরাবর বা এর পৃষ্ঠ জুড়ে বৃদ্ধি পায়, যাকে ট্রিং বা কার্বন ট্র্যাকিং বলা হয়।
• বিপর্যয়কর ফ্ল্যাশওভার: শেষ পর্যন্ত, কার্বনাইজড পথটি এতটাই বড় হয়ে যায় যে এটি অবশিষ্ট কঠিন ইনসুলেশনকে সম্পূর্ণভাবে অতিক্রম করে। এই পর্যায়ে ইনসুলেশন সম্পূর্ণরূপে ব্যর্থ হয়, ফলে হঠাৎ উচ্চ-শক্তির ডিসি আর্ক, ফেজ-টু-গ্রাউন্ড ফল্ট বা টার্মিনাল-টু-টার্মিনাল শর্ট-সার্কিট ঘটে, যা সংযোগকারীটিকে তৎক্ষণাৎ গলিয়ে দেয় এবং শুকনো ঘাস, ছাদের গঠন বা কেবল ট্রেগুলিকে দহন করতে পারে।

সাইটে নির্ণায়ক পরীক্ষা ও সমস্যা নির্ণয়ের কৌশল

যেহেতু আংশিক ডিসচার্জ নীরব, তাই ঐতিহ্যগত বৈদ্যুতিক পরীক্ষা পদ্ধতি সাধারণত এটি শনাক্ত করতে ব্যর্থ হয় যতক্ষণ না এটি অত্যন্ত দেরিতে পৌঁছায়। উদাহরণস্বরূপ, মানক ইনসুলেশন রেজিস্ট্যান্স (মেগার) পরীক্ষা শুধুমাত্র নিম্ন চাপের অধীনে একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তে রোধ পরিমাপ করে এবং এমনকি যদি কোনও কানেক্টরে গুরুতর অভ্যন্তরীণ PD থাকে তবুও এটি পূর্ণ ফলাফল দেখাতে পারে। বিপর্যয়কর বিফলতা ঘটার আগেই PD শনাক্ত করতে, সৌর অপারেশন ও রক্ষণাবেক্ষণ (O&M) দলগুলির উচিত উন্নত নৈদানিক সরঞ্জাম ব্যবহার করা।

• অতিস্বনক ধ্বনি সনাক্তকরণ: প্রতিটি আংশিক ডিসচার্জ ঘটনা সাধারণত ৩০ কিলোহার্টজ থেকে ১০০ কিলোহার্টজ পর্যন্ত একটি উচ্চ-ফ্রিক uency ধ্বনি তরঙ্গ উৎপন্ন করে। হ্যান্ডহেল্ড অতিস্বনক ডিটেক্টর বা ধ্বনি ইমেজিং ক্যামেরা ব্যবহার করে প্রযুক্তিবিদরা সর্বোচ্চ উৎপাদন সময়ে কানেক্টর অ্যারে স্ক্যান করতে পারেন। অভ্যন্তরীণ PD সম্পন্ন কানেক্টরগুলি একটি বিশিষ্ট, উচ্চ-ফ্রিকুয়েন্সির ক্র্যাকলিং শব্দ ছড়াবে অথবা ক্যামেরা স্ক্রিনে ধ্বনি উত্তাপ স্থান হিসাবে দেখা যাবে।
• উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট ট্রান্সফরমার (HFCT): PD ঘটনাগুলি দ্রুত, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কারেন্ট পালস তৈরি করে যা PV কেবলগুলির বরাবর চলাচল করে। PV স্ট্রিং কেবলগুলির চারপাশে HFCT সেন্সরটি ক্ল্যাম্প করে, টেকনিশিয়ানরা এই পালসগুলি মনিটর করতে পারেন এবং স্ট্রিংয়ে PD-এর উপস্থিতি ও তীব্রতা নির্ণয়ের জন্য এদের তরঙ্গাকৃতি বিশ্লেষণ করতে পারেন। সংমিশ্রণ বাক্স , টেকনিশিয়ানরা এই পালসগুলি মনিটর করতে পারেন এবং স্ট্রিংয়ে PD-এর উপস্থিতি ও তীব্রতা নির্ণয়ের জন্য এদের তরঙ্গাকৃতি বিশ্লেষণ করতে পারেন।
• তাপীয় ইমেজিংয়ের সীমাবদ্ধতা: ইনফ্রারেড (IR) থার্মোগ্রাফি উচ্চ যোগাযোগ রোধ সম্পন্ন কানেক্টরগুলি খুঁজে পাওয়ার জন্য অত্যন্ত কার্যকর। তবে, IR ক্যামেরাগুলি প্রাথমিক পর্যায়ের আংশিক ডিসচার্জ (PD) সনাক্ত করতে কম কার্যকর, কারণ PD শুরুতে খুব কম তাপ উৎপন্ন করে। PD-এর কারণে কোনও কানেক্টরে দৃশ্যমান তাপীয় হট স্পট দেখা দেওয়ার সময় ইতিমধ্যে অন্তরকটি গভীরভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হয়ে যায় এবং ব্যর্থতার কিনারায় থাকে।

SUNNOM কানেক্টর ইঞ্জিনিয়ারিং কীভাবে আংশিক ডিসচার্জের ঝুঁকি দূর করে

ওয়েনজৌ শাংনুও (সানোম) -এ, আমরা বুঝি যে আংশিক ডিসচার্জ প্রতিরোধ করতে হলে নির্ভুল উৎপাদন নিয়ন্ত্রণ, উচ্চমানের উপকরণ এবং সঠিক যান্ত্রিক সহনশীলতা প্রয়োজন। আমরা নিম্নলিখিত ডিজাইন ও উৎপাদন প্রোটোকলের মাধ্যমে আংশিক ডিসচার্জের মূল কারণগুলো দূর করি:

• শূন্যস্থানহীন উচ্চ-নির্ভুলতা ইনজেকশন মোল্ডিং: প্লাস্টিক হাউজিংয়ের অভ্যন্তরে সূক্ষ্ম শূন্যস্থানগুলো অভ্যন্তরীণ আংশিক ডিসচার্জের প্রধান উৎস। সানোম বাস্তব সময়ে চাপ ও তাপমাত্রা মনিটরিংয়ের সাথে অগ্রসরমান, স্বয়ংক্রিয় ইনজেকশন মোল্ডিং মেশিন ব্যবহার করে। এটি ছাঁচের সম্পূর্ণ পূরণ নিশ্চিত করে, যার ফলে গঠিত পলিমারের অভ্যন্তরে শূন্যস্থান বা ঘনত্বের পরিবর্তন দূর হয়।
• উচ্চ ডাই-ইলেকট্রিক শক্তি সম্পন্ন প্রিমিয়াম পিপিও/পিসি: সানোম কানেক্টরগুলি শুধুমাত্র বিশুদ্ধ পলিফিনিলিন/পলিকার্বনেট অক্সাইড থেকে তৈরি করা হয়। এই উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন উপাদানটির অসাধারণভাবে উচ্চ ডাই-ইলেকট্রিক শক্তি (সাধারণত ৩০ কেভি/মিমি-এর বেশি) এবং উৎকৃষ্ট তুলনামূলক ট্র্যাকিং ইনডেক্স (সিটিআই) রেটিং রয়েছে, যা কার্বন ট্র্যাকিং এবং রাসায়নিক ক্ষয় থেকে এটিকে অত্যন্ত প্রতিরোধী করে তোলে।
• আদর্শ ক্রিপেজ এবং ক্লিয়ারেন্স ডিজাইন: আমাদের প্রকৌশলীরা সানোম কানেক্টরগুলিকে পর্যাপ্ত অভ্যন্তরীণ ক্লিয়ারেন্স (বাতাসের মধ্য দিয়ে দূরত্ব) এবং ক্রিপেজ (প্লাস্টিকের পৃষ্ঠের বরাবর দূরত্ব) পথ নিয়ে ডিজাইন করেন। এই গঠনগত পৃথকীকরণটি স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তিকে বাতাসের আয়নাইজেশন সীমা থেকে অনেক নিচে রাখে, এমনকি ১৫০০ ভোল্ট চলমান লোডের অধীনেও।
• অতিরিক্ত দ্বৈত-সীলিং গ্যাস্কেট: পরিবাহী আর্দ্রতা এবং ধূলিকণা প্রবেশ রোধ করতে, সানোম কানেক্টরগুলিতে উচ্চ-স্থিতিস্থাপকতা সিলিকন দিয়ে তৈরি দ্বৈত-বলয় সীলিং গ্যাস্কেট রয়েছে। এই নিরাপদ সীলটি কানেক্টর হাউজিংয়ের ভিতরে শুষ্ক ও পরিষ্কার বাতাস বজায় রাখে, যার ফলে পৃষ্ঠ-বিসর্জনের পথগুলি দূর হয়ে যায়।

ইপিসি নির্মাণ দলের জন্য ক্ষেত্রে প্রতিরোধমূলক কৌশল

উপযোগিতা-স্কেল অ্যারেগুলি ২৫ বছর ব্যাপী আংশিক বিসর্জনমুক্ত থাকার নিশ্চয়তা দেওয়ার জন্য, ইপিসি ঠিকাদারদের নিম্নলিখিত নির্দেশিকা অনুসরণ করা উচিত:

• ক্রস-মেটিং বন্ধ করুন: বিভিন্ন প্রস্তুতকারকের কানেক্টরগুলির অভ্যন্তরীণ জ্যামিতি এবং সহনশীলতার মধ্যে সামান্য পার্থক্য থাকে। ক্রস-মেটিং শারীরিক ফাঁক এবং বাতাসের পকেট তৈরি করে যা আংশিক বিসর্জনের জন্য অত্যন্ত ঝুঁকিপূর্ণ।
• সংযোজনের সময় পরিষ্কারতা: ক্ষেত্রের প্রযুক্তিবিদদের কানেক্টর উপাদানগুলি সংযোজনের আগে পরিষ্কার এবং শুষ্ক রাখতে নির্দেশ দিন। অভ্যন্তরীণ প্লাস্টিকের পৃষ্ঠে যেকোনো ময়লা, ঘাম বা তেল জমা থাকলে কার্বন ট্র্যাকিং শুরু হতে পারে।
• সম্পূর্ণ লক যাচাইকরণ: সমস্ত কানেক্টর সম্পূর্ণরূপে একত্রিত করা নিশ্চিত করুন যাতে লকিং ট্যাবগুলি শব্দ করে ক্লিক করে। অসম্পূর্ণ মেটিংয়ের ফলে কানেক্টরের ভিতরে বড় আকারের বায়ু ফাঁক থেকে যায়, যা ১৫০০ ভোল্ট চাপের অধীনে বৃহৎ আকারের আংশিক ডিসচার্জ (PD) ঝুঁকির প্রতিনিধিত্ব করে।

SUNNOM প্রিমিয়াম, ফাঁকহীন কানেক্টর নির্বাচন করে এবং সক্রিয় নৈদানিক পরীক্ষা বাস্তবায়ন করে সৌর উন্নয়নকারীরা আংশিক ডিসচার্জের নীরব হুমকিকে কার্যকরভাবে নির্মূল করতে পারেন, যার ফলে তাদের উচ্চ ভোল্টেজ PV অ্যারেগুলি দশক ধরে নিরাপদ ও উচ্চ উৎপাদনশীল শক্তি উৎপাদনের জন্য সুরক্ষিত থাকে।