VCB- VD4

•  VCB বা Vacuum Circuit Breaker (ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার) হলো উচ্চ ভোল্টেজ ইলেকট্রিক্যাল সিস্টেমে ব্যবহৃত এক ধরনের অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য সুরক্ষামূলক সুইচিং ডিভাইস। সাবস্টেশন বা পাওয়ার লাইনে কোনো শর্ট সার্কিট বা ওভারলোড (অতিরিক্ত কারেন্ট) দেখা দিলে, এই ব্রেকারটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন করে পুরো সিস্টেমকে বড় ধরনের ক্ষতির হাত থেকে রক্ষা করে।

Front Side

১. VCB নামটির কারণ (মূল কার্যনীতি)

 সার্কিট ব্রেকারে যখন চলন্ত কন্টাক্টগুলো একে অপরের থেকে আলাদা হয়, তখন তাদের মধ্যবর্তী স্থানে একটি শক্তিশালী আর্ক (Arc) বা বৈদ্যুতিক স্ফুলিঙ্গ তৈরি হয়। এই আর্ক দ্রুত নেভানো না গেলে ব্রেকারটি নষ্ট হয়ে যেতে পারে।

VCB-এর ক্ষেত্রে কন্টাক্ট দুটি একটি সম্পূর্ণ বাতাসহীন বা শূন্যস্থান (Vacuum) চেম্বারের ভেতরে থাকে। যেহেতু ভ্যাকুয়ামের ভেতর কোনো বাতাস বা গ্যাস থাকে না, তাই সেখানে আর্ক বা স্ফুলিঙ্গ তৈরি হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় মাধ্যম পায় না। ফলে উৎপন্ন আর্কটি খুব দ্রুত (কয়েক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে) নিভে যায়। এই ভ্যাকুয়াম প্রযুক্তির কারণেই একে ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার বলা হয়।

Back side 

২. VCB-এর প্রধান অংশসমূহ

একটি VCB মূলত নিম্নলিখিত অংশগুলো নিয়ে গঠিত:

ভ্যাকুয়াম ইন্টারাপ্টার (Vacuum Interrupter): এটি VCB-এর হৃৎপিণ্ড। এটি একটি সিরামিক বা কাঁচের তৈরি সিলড চেম্বার, যার ভেতরে উচ্চমাত্রার ভ্যাকুয়াম (প্রায় 10^{-7} to 10^{-5} torr) বজায় রাখা হয়।

কন্টাক্টস (Contacts): চেম্বারের ভেতরে দুটি কন্টাক্ট থাকে—একটি ফিক্সড (Fixed) বা স্থির এবং অন্যটি মুভিং (Moving) বা চলন্ত। এগুলো সাধারণত তামা ও ক্রোমিয়ামের সংকর ধাতু দিয়ে তৈরি হয়।

অপারেটিং মেকানিজম (Operating Mechanism): কন্টাক্ট দুটিকে জোড়া লাগাতে বা আলাদা করতে এই মেকানিজম কাজ করে। এটি স্প্রিং চার্জড (Spring-charged), সোলেনয়েড বা হাইড্রোলিক সিস্টেমের হতে পারে।

কন্ট্রোল প্যানেল (Control Panel): ব্রেকারটিকে অন/অফ করার জন্য এবং ট্রিপিং সিগন্যাল প্রসেস করার জন্য এতে বিভিন্ন রিলে ও কন্ট্রোল সার্কিট থাকে।

Left side 

৩. VCB কীভাবে কাজ করে?

স্বাভাবিক অবস্থা: সাধারণ অবস্থায় VCB-এর ফিক্সড এবং মুভিং কন্টাক্ট দুটি একসাথে যুক্ত থাকে এবং এর মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়।

ফল্ট বা ত্রুটিপূর্ণ অবস্থা: লাইনে কোনো ত্রুটি (যেমন: শর্ট সার্কিট) দেখা দিলে প্রটেক্টিভ রিলে (Relay) সেটি সনাক্ত করে VCB-এর ট্রিপ কয়েলকে সিগন্যাল পাঠায়।

আর্ক নির্বাপণ: সিগন্যাল পাওয়ার সাথে সাথে অপারেটিং মেকানিজম মুভিং কন্টাক্টটিকে টেনে ফিক্সড কন্টাক্ট থেকে আলাদা করে দেয়। আলাদা হওয়ার মুহূর্তে যে ধাতব বাষ্পের আর্ক তৈরি হয়, তা ভ্যাকুয়ামের উচ্চ ডাই-ইলেকট্রিক স্ট্রেন্থের (Dielectric strength) কারণে মুহূর্তের মধ্যে ঠান্ডা হয়ে মিলিয়ে যায়। ফলে বিদ্যুৎ প্রবাহ সম্পূর্ণ বন্ধ হয়ে যায়।

৪. VCB-এর সুবিধা ও অসুবিধা

সুবিধা:

দীর্ঘস্থায়ী ও কম রক্ষণাবেক্ষণ: ভ্যাকুয়াম চেম্বারটি সম্পূর্ণ সিলড থাকায় এর ভেতরে ধুলোবালি বা আর্দ্রতা ঢুকতে পারে না। তাই এর কন্টাক্ট ক্ষয় হয় না বললেই চলে এবং এটি দীর্ঘ সময় রক্ষণাবেক্ষণ ছাড়াই কাজ করতে পারে।

অত্যন্ত নিরাপদ: এতে তেল বা গ্যাসের ব্যবহার না থাকায় আগুন লাগা বা বিস্ফোরণের কোনো ঝুঁকি নেই।

দ্রুত কার্যকর: এর আর্ক নেভানোর ক্ষমতা অত্যন্ত দ্রুত, যা সিস্টেমের অন্যান্য দামি যন্ত্রপাতিকে সুরক্ষিত রাখে।

কম শব্দ: অপারেশন বা ট্রিপ করার সময় এটি তুলনামূলকভাবে খুব কম শব্দ করে।

অসুবিধা:

উচ্চ প্রাথমিক খরচ: অন্যান্য সাধারণ ব্রেকারের (যেমন: অয়েল বা এয়ার সার্কিট ব্রেকার) তুলনায় VCB-এর দাম কিছুটা বেশি।

ভ্যাকুয়াম নষ্ট হওয়ার ঝুঁকি: কোনো কারণে ভ্যাকুয়াম চেম্বারে লিক হলে বা ভ্যাকুয়াম কমে গেলে পুরো ইন্টারাপ্টারটিই বদলে ফেলতে হয়, যা বেশ ব্যয়বহুল।

উচ্চ ভোল্টেজের সীমাবদ্ধতা: সাধারণত 11\text{ kV} থেকে 36\text{ kV} (মাঝারি ভোল্টেজ) সিস্টেমে এটি সবচেয়ে ভালো কাজ করে। তবে খুব উচ্চ ভোল্টেজের (132\text{ kV} বা তার ওপরে) জন্য SF6 (Sulfur Hexafluoride) সার্কিট ব্রেকার বেশি ব্যবহৃত হয়।

৫. VCB কোথায় ব্যবহার করা হয়?

বাংলাদেশে এবং বিশ্বজুড়ে মাঝারি ভোল্টেজের পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে VCB ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:

ইলেকট্রিক্যাল সাবস্টেশন: 11\text{ kV} বা 33\text{ kV} সাবস্টেশনের মেইন ইনকামার এবং আউটগোয়িং ফিডারে।

শিল্পকারখানা: টেক্সটাইল, স্টিল মিল বা যেকোনো বড় ফ্যাক্টরির সাবস্টেশন ও ট্রান্সফরমারের সুরক্ষায়।

পাওয়ার প্ল্যান্ট: বিদ্যুৎ উৎপাদন কেন্দ্রের জেনারেটর এবং কন্ট্রোল লাইনে।

রেলওয়ে সাবস্টেশন: রেলের বিদ্যুৎ সরবরাহ লাইনের সুরক্ষায়।

সহজ কথায়, নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং দামি ইলেকট্রিক্যাল ইকুইপমেন্টের (যেমন: ট্রান্সফরমার, HT সুইচগিয়ার) নিরাপত্তার জন্য VCB একটি অপরিহার্য উপাদান।