সহজ ভাষায় আর্থিং সম্পর্কে বিস্তারিত

অনাকাঙ্খিত দুর্ঘটনার হাত থেকে রক্ষা পাওয়ার উদ্দেশ্যে ইলেকট্রিক্যাল সরঞ্জামাদির ধাতব আবরণকে প্রয়োজনীয় মাপের তারের সাহায্যে নিয়মতান্ত্রিকভাবে মাটির সাথে সংযুক্ত করার প্রক্রিয়াকে আর্থিং বলে। এছাড়া কিছু কিছু সিস্টেমকে কার্যকর করার উদ্দেশ্যে আর্থিং করা হয়(যেমন পল্লী বিদ্যুৎ)।

অনেক সময় বিভিন্ন ত্রুটির কারনে ইলেকট্রিক্যাল ধাতব অংশ বিদ্যুতায়িত হয়ে যায়। সেক্ষেত্রে জীবন ও সম্পদের মারাত্মক ঝুকি থাকে। বৈদ্যুতিক শক বা আঘাত এবং বহু মূল্যবান যন্ত্রপাতি রক্ষা করার উদ্দেশ্যে আর্থিং করা একান্ত প্রয়োজন। আর্থিংয়ের মাধ্যমে  শর্ট সার্কিট কারেন্ট বা সার্জ কারেন্ট মাটিতে ডিসচার্জ করা হয়। আর্থ ভোল্টেজকে  সাধারণত 0(শূণ্য) ভোল্ট ধরা হয়। তাই আর্থিং করা থাকলে আমরা অনাকাঙ্ক্ষিত দুর্ঘটনার হাত থেকে সুরক্ষিত থাকি। 

আর্থিং কত প্রকার?

আর্থিংকে সাধারণত দুই ভাগে ভাগ করা হয়। যথা-

১। সিস্টেম আর্থিং এবং
২। ইকুইপমেন্ট আর্থিং

১। সিস্টেম আর্থিং:

ট্রান্সফর্মার বা অল্টারনেটরের নিউট্রাল পয়েন্টকে যে আর্থিং করা হয় তাকে সিস্টেম আর্থিং বলে।

২। ইকুইপমেন্ট আর্থিং:

ইলেকট্রিক্যাল ইকুইপমেন্ট বা মেশিনের বহিরাবরণের ধাতব অংশ এবং ইলেকট্রিক্যাল লাইনের সাপোর্টিং স্ট্রাকচার ইত্যাদি আর্থিং কারাকে ইকুইপমেন্ট আর্থিং বলে।

আর্থিং এর উদ্দেশ্য

১। অনাকাঙ্ক্ষিত বৈদ্যুতিক শক বা আঘাতের হাত থেকে রক্ষা করার উদ্দেশ্যে আর্থিং করা হয়।
২। বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিকে অতিরিক্ত ভোল্টেজের হাত থেকে রক্ষা করার জন্য আর্থিং করা হয়।
৩। শর্ট সার্কিট এবং বজ্রপাতের দরুন উৎপন্ন হাই ভোল্টেজ হতে জানমাল রক্ষা করার জন্য।
৪। আনব্যালেন্স লোডের ক্ষেত্রে নিউট্রাল লাইনকে আর্থিং করতে হয়।

যেখানে আর্থিং করতে হয়:

১। জেনারেটর বা অল্টারনেটরের নিউট্রাল পয়েন্টকে আর্থিং করা হয়।
২। 3 ফেজ চার তার ট্রান্সমিশন বা ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে নিউট্রাল পয়েন্টকে আর্থিং করা হয়।
৩। স্টার সংযুক্ত ট্রান্সফরমারের সাধারণ বিন্দু
৪। সিঙ্গেল ফেজ তিন তার সিস্টেমের মধ্যম বিন্দু
৫। ডিসি তিন তার সিস্টেমের মধ্যম তার।
৬। সিঙ্গেল ফেজ ট্রান্সফরমারের সেকান্ডারির একটি তার আর্থিং করতে হয়।
৭। লাইটিং অ্যারেস্টর এর একটি টার্মিনাল আর্থিং করতে হয়।
৮। যে কোন বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির মেটালিক ফ্রেম ও সাপোর্ট আর্থিং করতে হয়।
৯। ওভারহেড লাইনের গার্ড লাইন আর্থিং করতে হয়।
১০। কন্ডুইট ওয়্যারিং এ মেটালিক(যেমন- পাইপ) অংশ আর্থিং করতে হয়।
১১। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেয়ারেন্স ফিল্ডার হিসেবে আর্থিং ব্যবহার করা হয়
১২। সার্জ সাপ্রেশনের জন্য আর্থিং ব্যবহার করা হয়।
১৩। সিঙ্গেল লাইন পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে আর্থিং নিউট্রন লাইন হিসেবে কাজ করে।

বৈদ্যুতিক আর্থিং সিস্টেমে ব্যবহৃত উপাদান

আর্থিং সিস্টেমে ব্যবহৃত উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত আর্থ ক্যাবল, আর্থিং লিড এবং আর্থ প্লেট অন্তর্ভুক্ত। এছাড়া বাস বারে যে বারটি আর্থিং এর সাথে সংযুক্ত থাকে তাকে আর্থ বাস বলে। এই উপাদানগুলো সম্পর্কে সংক্ষিপ্ত বিবরণ নিম্নরূপ—

আর্থ ক্যাবল

এই কেবল বা তার এর সাহায্যে ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমে ব্যবহৃত সামগ্রিক ধাতব অংশ এবং নিউট্রালকে আন্তঃসংযোগ করে আর্থিং লিড এর সাথে সংযুক্ত করা হয়। এর মাধ্যমে প্রবাহিত হয়ে আর্থিং কারেন্ট আর্থ ইলেকট্রোড এ যায় এবং ডিসচার্জ হয়।

আর্থ ক্যাবলের সাইজ ইলেক্ট্রিক সার্কিটে ব্যবহৃত ফেজ বা নিউট্রাল ক্যাবল সাইজের উপর নির্ভর করে। আর্থ ক্যাবলের পরিচ্ছেদের ক্ষেত্রফল কোনভাবেই ফেজ বা নিউট্রাল তারের পরিচ্ছেদের অর্ধেকের কম গ্রহণযোগ্য না।

আর্থিং লিড

আর্থিং ক্যাবল এবং আর্থিং ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী সংযোগকারী পরিবাহীকে বলা হয় আর্থিং লিড। এটি আর্থিং জয়েন্ট নামেও পরিচিত। আর্থিং ক্যাবল এবং আর্থিং ইলেক্ট্রোড মিলিত বিন্দুটি "সংযোগকারী বিন্দু" হিসাবে পরিচিত।

আর্থিং লিডের আকার বা প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রটি ইনস্টলেশনে ব্যবহৃত ফেজ বা নিউট্রাল তারের সমান হলে ভালো হয় তবে কোনো ক্রমেই অর্ধেকের চেয়ে কম হওয়া উচিত নয়। তা না হলে, বিপদের সময় ফিউজ বা সার্কিট ব্রেকার ট্রিপ না করে আর্থিং লিড কেটে/পুড়ে যাবে। লিড এর বৃহত্তম আকার 3SWG এবং সর্বনিম্ন আকার 8SWG এর চেয়ে কম হওয়া উচিত নয়। 

আর্থিং ইলেকট্রোড:

মাটির নিচে পুতে রাখা যে মেটালিক পাত, রড বা পাইপের সাহায্যে তারের মাধ্যমে আগত কারেন্ট মাটিতে ডিসচার্জ করা হয় তাকে আর্থিং ইলেকট্রোড বলে। আর্থিং ইলেক্ট্রোডের সাইজ বৈদ্যুতিক লোডের উপর নির্ভর করে। বিভিন্ন প্রকার আর্থিং ইলেকট্রোড আছে যা নিচে উল্লেখ করা হলো।

১। পাইপ ইলেকট্রোড
২। রড ইলেকট্রোড
৩। প্লেট ইলেকট্রোড
৪। শীট ইলেকট্রোড
৫। স্ট্রিপ বা কন্ডাক্টর ইলেকট্রোড

আর্থ রেজিস্ট্যান্স:

সাধারণভাবে আর্থিং ইলেকট্রোডের মাধ্যমে কারেন্ট প্রবাহিত হয়ে পৃথিবীতে প্রবেশ করতে যে বাধা পরিলক্ষিত হয় তাই আর্থ রেজিস্ট্যান্স নামে পরিচিত। আর্থ রেজিস্ট্যান্স পরোক্ষভাবে শূন্য পটেনশিয়াল এবং আর্থ ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী রেজিস্ট্যান্স বোঝায়। গাণিতিকভাবে, আর্থ রেজিস্ট্যান্স আর্থ ইলেকট্রোডের পটেনশিয়াল এবং আর্থিং কারেন্টের অনুপাতকে বোঝায়।

কোন আর্থিং সিস্টেমের আর্থ রেজিস্ট্যান্স নিম্নোক্ত ৪টি নিয়ামকের উপর নির্ভর করে।


(ক) আর্থিং ইলেকট্রোডের দৈর্ঘ্য বা গভীরতা
(খ) আর্থিং ইলেকট্রোডের ব্যাস
(গ) আর্থ ইলেকট্রোডের সংখ্যা
(ঘ) আর্থ ইলেকট্রোডের পারিপার্শ্বিক অবস্থা

আর্থিং সিস্টেমের রেজিস্ট্যান্স কমানোর উপায় বিস্তারিত জানতে এই পোস্টটি পড়ুন।

 

উপরে উল্লেখিত কারণে  আর্থ রেজিস্ট্যান্স কখনোই শুন্য করা সম্ভব হয় না। তাই সিস্টেমের ধরন এবং অন্যান্য নিয়ামকের অবস্থা চিন্তা করে আর্থ রেজিস্ট্যান্স নির্ধারণ করা হয়। বিভিন্ন ক্ষেত্রে আর্থ রেজিস্ট্যান্সের সর্বোচ্চ গ্রহনযোগ্য মান নিচের তালিকায় উল্লেখ করা হলো।

সর্বোচ্চ গ্রহণযোগ্য আর্থ রেজিস্ট্যান্স

ক্ষেত্র	গ্রহনযোগ্য রেজিস্ট্যান্স
১। পাওয়ার স্টেশন ও বড় ধরনের সাবস্টেশন	০.১ ওহম
২। মাঝারি সাবস্টেশন	০.৫ ওহম
৩। ছোট সাবস্টেশন	১ ওহম
৪। হাউজ ওয়্যারিং(সাধারন)	৫ ওহম
৫। হাউজ ওয়্যারিং(পাহাড়ি অঞ্চল)	৮ ওহম

এসআই স্পেসিফিকেশন

আর্থিং সম্পর্কে কয়েকটি এসআই স্পেসিফিকেশন নিম্নরূপ

• একটি বিল্ডিং ইলেকট্রোড বিল্ডিংয়ের বেশি নিকটে/ নিচে অবস্থিত (ইনস্টল) হওয়া উচিত নয়। ইনস্টলেশন সিস্টেমটি কমপক্ষে 1.5 মিটার দূরে স্থাপন করা উচিত।
• সিস্টেমে ব্যবহৃত আর্থ রেজিস্ট্যান্সের মান যথাসম্ভব কম হওয়া প্রয়োজন যাতে তা সিস্টেমে ব্যবহৃত  আরক্ষা ডিভাইস যেমন- ফিউজ, সার্কিট ব্রেকার ইত্যাদি পরিচালিত করতে পারে। এই রেজিস্ট্যান্সের গ্রহণযোগ্য মান উপরের ছকে উল্লেখ করা হয়েছে।
• আর্থিং তার এবং আর্থিং ইলেকট্রোড একই উপাদানের হওয়া উচিত।
• আর্থিং ইলেক্ট্রোড সর্বদা গর্তের মধ্যে একটি উল্লম্ব অবস্থানে রাখা উচিত যাতে এটি পৃথক পৃথক স্তরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে।