এসি কেবলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পীড়ন বন্টন সুষম হয় এবং কেবলের ইনসুলেশন উপাদানের মূল লক্ষ্য থাকে ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবক, যা তাপমাত্রা দ্বারা প্রভাবিত হয় না। এর বিপরীতে, ডিসি কেবলে পীড়ন বন্টন ইনসুলেশনের ভেতরের স্তরে সর্বোচ্চ হয় এবং এটি ইনসুলেশন উপাদানের রোধাঙ্ক দ্বারা প্রভাবিত হয়। ইনসুলেশন উপাদানগুলো একটি ঋণাত্মক তাপমাত্রা সহগ প্রদর্শন করে, যার অর্থ হলো তাপমাত্রা বাড়লে রোধাঙ্ক কমে যায়।
যখন একটি ক্যাবল চালু থাকে, তখন কোর লসের কারণে এর তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, যা ইনসুলেশন উপাদানের রোধাঙ্কে পরিবর্তন ঘটায়। এর ফলে, ইনসুলেশন স্তরের অভ্যন্তরে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পীড়নে তারতম্য ঘটে। অন্য কথায়, একই পুরুত্বের ইনসুলেশনের ক্ষেত্রে, তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে ব্রেকডাউন ভোল্টেজ হ্রাস পায়। ডিস্ট্রিবিউটেড পাওয়ার স্টেশনের ডিসি ট্রাঙ্ক লাইনগুলোর ক্ষেত্রে, পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রার ওঠানামার কারণে ভূগর্ভস্থ ক্যাবলের তুলনায় ইনসুলেশন উপাদানের ক্ষয়ের হার উল্লেখযোগ্যভাবে দ্রুততর হয়, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।
কেবলের ইনসুলেশন স্তর তৈরির সময় অনিবার্যভাবে অশুদ্ধি প্রবেশ করে। এই অশুদ্ধিগুলোর ইনসুলেশন রোধাঙ্ক তুলনামূলকভাবে কম থাকে এবং এগুলো ইনসুলেশন স্তরের ব্যাসার্ধ বরাবর অসমভাবে বণ্টিত থাকে। এর ফলে বিভিন্ন স্থানে আয়তন রোধাঙ্কে ভিন্নতা দেখা দেয়। ডিসি ভোল্টেজের প্রভাবে ইনসুলেশন স্তরের ভেতরের তড়িৎ ক্ষেত্রেরও পরিবর্তন ঘটে, যার কারণে সর্বনিম্ন আয়তন রোধাঙ্কযুক্ত স্থানগুলো দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং বিকল হওয়ার সম্ভাব্য স্থানে পরিণত হয়।
এসি ক্যাবলে এই ঘটনাটি দেখা যায় না। সহজ কথায়, এসি ক্যাবলের উপাদানের উপর চাপ সমানভাবে বণ্টিত হয়, অন্যদিকে ডিসি ক্যাবলের ক্ষেত্রে ইনসুলেশনের চাপ সর্বদা দুর্বলতম স্থানগুলোতে কেন্দ্রীভূত থাকে। তাই, এসি এবং ডিসি ক্যাবলের উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং মান ভিন্নভাবে পরিচালনা করা উচিত।
ক্রস-লিঙ্কড পলিথিন (XLPE)ইনসুলেটেড ক্যাবলগুলো তাদের চমৎকার ডাইইলেকট্রিক ও ভৌত বৈশিষ্ট্য এবং উচ্চ মূল্য-কার্যকারিতা অনুপাতের কারণে এসি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তবে, ডিসি ক্যাবল হিসাবে ব্যবহারের সময়, এগুলি স্পেস চার্জ সম্পর্কিত একটি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়, যা বিশেষত উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি ক্যাবলগুলির ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুতর। যখন ডিসি ক্যাবলের ইনসুলেশন হিসাবে পলিমার ব্যবহার করা হয়, তখন ইনসুলেশন স্তরের মধ্যে থাকা বিপুল সংখ্যক স্থানীয় ফাঁদ (localized traps) স্পেস চার্জের সঞ্চয় ঘটায়। ইনসুলেশন উপাদানের উপর স্পেস চার্জের প্রভাব প্রধানত দুটি দিক থেকে প্রতিফলিত হয়: বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিকৃতি (electric field distortion) এবং অ-বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বিকৃতি (non-electric field distortion) প্রভাব, যার উভয়ই ইনসুলেশন উপাদানের জন্য অত্যন্ত ক্ষতিকর।
স্পেস চার্জ বলতে কোনো ম্যাক্রোস্কোপিক পদার্থের গাঠনিক এককের মধ্যে বৈদ্যুতিক নিরপেক্ষতার অতিরিক্ত চার্জকে বোঝায়। কঠিন পদার্থে, ধনাত্মক বা ঋণাত্মক স্পেস চার্জগুলো স্থানীয় শক্তি স্তরের সাথে আবদ্ধ থাকে, যা বাউন্ড পোলারন আকারে পোলারাইজেশন প্রভাব সৃষ্টি করে। যখন কোনো ডাইইলেকট্রিক পদার্থে মুক্ত আয়ন উপস্থিত থাকে, তখন স্পেস চার্জ পোলারাইজেশন ঘটে। আয়নের চলাচলের কারণে, ধনাত্মক ইলেকট্রোডের নিকটবর্তী ইন্টারফেসে ঋণাত্মক আয়ন এবং ঋণাত্মক ইলেকট্রোডের নিকটবর্তী ইন্টারফেসে ধনাত্মক আয়ন জমা হয়। একটি এসি (AC) বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, ধনাত্মক ও ঋণাত্মক চার্জের স্থানান্তর পাওয়ার ফ্রিকোয়েন্সি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্রুত পরিবর্তনের সাথে তাল মেলাতে পারে না, তাই স্পেস চার্জ প্রভাব ঘটে না। তবে, একটি ডিসি (DC) বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র রোধাঙ্ক অনুসারে বণ্টিত হয়, যার ফলে স্পেস চার্জ তৈরি হয় এবং এটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বণ্টনকে প্রভাবিত করে। এক্সএলপিই (XLPE) ইনসুলেশনে প্রচুর পরিমাণে স্থানীয় অবস্থা থাকে, যা স্পেস চার্জ প্রভাবকে বিশেষভাবে তীব্র করে তোলে।
XLPE ইনসুলেশন রাসায়নিকভাবে ক্রস-লিঙ্কড, যা একটি সমন্বিত ক্রস-লিঙ্কড কাঠামো তৈরি করে। একটি নন-পোলার পলিমার হওয়ায়, কেবলটিকে একটি বড় ক্যাপাসিটরের সাথে তুলনা করা যেতে পারে। যখন ডিসি ট্রান্সমিশন বন্ধ হয়ে যায়, তখন তা একটি ক্যাপাসিটর চার্জ করার সমতুল্য। যদিও কন্ডাক্টর কোর গ্রাউন্ডেড থাকে, কার্যকর ডিসচার্জ ঘটে না, ফলে কেবলের মধ্যে স্পেস চার্জ হিসাবে উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ডিসি শক্তি জমা থাকে। এসি পাওয়ার কেবলের মতো নয়, যেখানে স্পেস চার্জগুলো ডাইইলেকট্রিক লসের মাধ্যমে অপসারিত হয়, এই চার্জগুলো কেবলের ত্রুটিগুলোতে জমা হয়।
সময়ের সাথে সাথে, ঘন ঘন বিদ্যুৎ বিভ্রাট বা বিদ্যুৎ প্রবাহের শক্তির ওঠানামার কারণে, XLPE ইনসুলেটেড ক্যাবলগুলিতে ক্রমশ বেশি করে স্পেস চার্জ জমা হয়, যা ইনসুলেশন স্তরের ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে এবং ক্যাবলটির কার্যকাল কমিয়ে দেয়।
পোস্ট করার সময়: ১০ মার্চ, ২০২৫