কিভাবে অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি যান্ত্রিক চাপ বা কম্পন পরিচালনা করে?

হালকা ওজন, পরিবাহিতা এবং জারা প্রতিরোধের চমৎকার সমন্বয়ের কারণে আধুনিক বৈদ্যুতিক এবং পাওয়ার ট্রান্সমিশন সিস্টেমে অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। যাইহোক, ইঞ্জিনিয়ার, ইনস্টলার এবং শেষ-ব্যবহারকারীদের মধ্যে একটি সাধারণ উদ্বেগ হল এই তারগুলি কীভাবে যান্ত্রিক চাপ বা কম্পনের অধীনে কাজ করে। ওভারহেড পাওয়ার লাইন থেকে শিল্প যন্ত্রপাতি পর্যন্ত পরিবেশে নিরাপদ, নির্ভরযোগ্য এবং দীর্ঘস্থায়ী অপারেশনের জন্য এই ধরনের পরিস্থিতিতে তাদের আচরণ বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

1. অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের ওভারভিউ

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের তামা, ম্যাগনেসিয়াম বা সিলিকনের মতো অন্যান্য উপাদানের সাথে মিলিত প্রাথমিকভাবে অ্যালুমিনিয়ামের সমন্বয়ে গঠিত। এই অ্যালোয়িং প্রক্রিয়াটি অ্যালুমিনিয়ামের যান্ত্রিক শক্তি বাড়ায় এবং এর লাইটওয়েট এবং পরিবাহী বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে।

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের মূল সুবিধা:

• লাইটওয়েট : অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলি তামার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে হালকা, সমর্থনকারী কাঠামোর উপর লোড হ্রাস করে।
• জারা প্রতিরোধের : কিছু সংকর ধাতু পরিবেশগত অবক্ষয়ের চমৎকার প্রতিরোধের প্রদর্শন করে।
• ভালো বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা : যদিও তামার চেয়ে কম, আধুনিক অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ওজন কমিয়ে উচ্চ পরিবাহিতা অর্জন করতে পারে।
• খরচ-কার্যকারিতা : অ্যালুমিনিয়াম সাধারণত তামার চেয়ে কম ব্যয়বহুল, এটিকে ওভারহেড লাইনের মতো বড় আকারের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি পছন্দের পছন্দ করে তোলে।

এই সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলি তামার চেয়ে স্বাভাবিকভাবেই নরম, যার মানে সঠিকভাবে প্রকৌশলী না হলে তারা যান্ত্রিক বিকৃতির জন্য বেশি সংবেদনশীল হতে পারে। অতএব, চাপ এবং কম্পনের অধীনে তাদের আচরণ বোঝা অপরিহার্য।

2. তারের মধ্যে যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পনের প্রকার

যান্ত্রিক চাপ বলতে তারের উপর প্রয়োগ করা শক্তিকে বোঝায় যা বিকৃতি, প্রসারিত বা নমনের কারণ হতে পারে। কম্পন হল একটি বারবার বা দোদুল্যমান চাপ যা সময়ের সাথে সাথে ঘটে। অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি তাদের প্রয়োগের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন ধরণের চাপ এবং কম্পনের সংস্পর্শে আসে।

2.1 টেনসিল স্ট্রেস

টেনসিল স্ট্রেস ঘটে যখন একটি তারের দৈর্ঘ্য বরাবর টানা হয়। ওভারহেড পাওয়ার লাইন, উদাহরণস্বরূপ, তাদের ওজন এবং বায়ু এবং বরফের মতো পরিবেশগত শক্তির কারণে প্রসার্য চাপ অনুভব করে। অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির প্রসারণ বা স্থায়ী বিকৃতি এড়াতে পর্যাপ্ত প্রসার্য শক্তি থাকতে হবে।

2.2 কম্প্রেসিভ স্ট্রেস

যদিও টেনসিল স্ট্রেসের তুলনায় কম সাধারণ, কম্প্রেসিভ ফোর্স ঘটতে পারে যখন তারগুলিকে আটকানো হয় বা কাঠামোগত উপাদানগুলির মধ্যে চাপ দেওয়া হয়। অত্যধিক সংকোচন স্থানীয় বিকৃতির দিকে পরিচালিত করতে পারে এবং ক্রস-বিভাগীয় এলাকা হ্রাস করতে পারে, যা পরিবাহিতাকে দুর্বল করতে পারে।

2.3 নমন চাপ

তারগুলি প্রায়শই কোণে বাঁকানো বা আঁটসাঁট জায়গার মধ্য দিয়ে যেতে হয়। বারবার বাঁকানোর ফলে ক্লান্তি, মাইক্রোক্র্যাক বা কন্ডাকটর স্ট্র্যান্ড ভেঙ্গে যেতে পারে, বিশেষত নিম্ন নমনীয়তা সহ অ্যালোয়গুলিতে। ক্ষতি প্রতিরোধ করার জন্য সঠিক নমন ব্যাসার্ধ নির্দেশিকা গুরুত্বপূর্ণ।

2.4 টর্শিয়াল স্ট্রেস

টর্শন তারের অক্ষ বরাবর বাঁকানো শক্তিকে বোঝায়। এই ধরনের চাপ ইনস্টলেশনের সময় বা বায়ু-প্ররোচিত দোলনের মতো পরিবেশগত প্রভাব দ্বারা প্রবর্তিত হতে পারে। আটকে থাকা কন্ডাক্টরগুলির সাথে ডিজাইন করা অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি ফ্র্যাকচার ছাড়াই কিছু টর্সনাল স্ট্রেস শোষণ করতে পারে।

2.5 ভাইব্রেশনাল স্ট্রেস

কম্পন একটি পুনরাবৃত্ত বা দোদুল্যমান চাপ যা ধাতব পরিবাহীতে ক্লান্তি ব্যর্থতাকে ত্বরান্বিত করতে পারে। ভাইব্রেশনাল স্ট্রেস এর ফলে হতে পারে:

• বাতাসের কারণে ওভারহেড কন্ডাক্টর দোদুল্যমান হয় (এওলিয়ান কম্পন)।
• শিল্প সেটিংসে যান্ত্রিক সরঞ্জাম।
• ইনস্টলেশনের সময় পরিবহন এবং পরিচালনা।

পুনরাবৃত্ত কম্পন, ছোট হলেও, স্ট্র্যান্ডে মাইক্রোফ্র্যাকচার হতে পারে, সংযোগকারী ঢিলা হয়ে যেতে পারে বা সময়ের সাথে সাথে নিরোধক পরিধান করতে পারে।

3. কিভাবে অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি যান্ত্রিক চাপে সাড়া দেয়

যান্ত্রিক চাপে অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের প্রতিক্রিয়া বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে যার মধ্যে রয়েছে খাদের ধরন, কন্ডাকটর ডিজাইন এবং অপারেটিং পরিবেশ।

3.1 খাদ রচনা এবং যান্ত্রিক শক্তি

অ্যালুমিনিয়াম খাদগুলি পরিবাহিতা এবং যান্ত্রিক শক্তির মধ্যে ভারসাম্য অর্জনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। 1350, 6201, বা ACSR (অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাক্টর স্টিল রিইনফোর্সড) ভেরিয়েন্টের মতো সাধারণভাবে ব্যবহৃত অ্যালয়গুলি যুক্তিসঙ্গত পরিবাহিতা বজায় রেখে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায় উচ্চ প্রসার্য শক্তি প্রদর্শন করে।

যেমন:

• 1350 খাদ : উচ্চ পরিবাহিতা কিন্তু নিম্ন প্রসার্য শক্তি, কম চাপ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত।
• 6201 খাদ : উচ্চতর প্রসার্য শক্তি এবং মাঝারি পরিবাহিতা, যান্ত্রিক চাপের অধীনে ওভারহেড কন্ডাক্টরের জন্য আদর্শ।
• ACSR : একটি ইস্পাত কোর সঙ্গে একটি অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাকটরকে একত্রিত করে, লাইটওয়েট বৈশিষ্ট্য বজায় রাখার সময় নাটকীয়ভাবে প্রসার্য শক্তি বৃদ্ধি করে৷

3.2 স্ট্র্যান্ডেড কন্ডাক্টর ডিজাইন

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি সাধারণত শক্ত না হয়ে আটকে থাকা কন্ডাক্টর হিসাবে তৈরি করা হয়। এটি বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে:

• বর্ধিত নমনীয়তা, নমন এবং টর্সনাল স্ট্রেসের সংবেদনশীলতা হ্রাস করে।
• বারবার কম্পনের অধীনে ক্লান্তি ভালো প্রতিরোধ।
• এমনকি strands মধ্যে যান্ত্রিক চাপ বিতরণ, একক-স্ট্র্যান্ড ব্যর্থতা প্রতিরোধ.

3.3 ক্লান্তি প্রতিরোধ

কম্পন পরিবেশে ক্লান্তি একটি প্রাথমিক উদ্বেগ। আটকে থাকা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় কন্ডাক্টরগুলি শক্ত কন্ডাক্টরের তুলনায় চক্রাকার চাপকে ভালভাবে সহ্য করতে পারে কারণ স্ট্র্যান্ডগুলি একে অপরের তুলনায় সামান্য নড়াচড়া করতে পারে, ফ্র্যাকচার ছাড়াই শক্তি শোষণ করতে পারে। যাইহোক, ক্লান্তি জীবন সংজ্ঞায়িত করার জন্য খাদ রচনা এবং স্ট্র্যান্ড গণনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

3.4 ক্রীপ এবং দীর্ঘমেয়াদী বিকৃতি

টেকসই যান্ত্রিক চাপের অধীনে, অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুগুলি সময়ের সাথে সাথে একটি ধীর, স্থায়ী প্রসারণ হতে পারে। উচ্চ-শক্তির সংকর ধাতু এবং সঠিকভাবে উত্তেজনাযুক্ত নকশাগুলি ক্রেপ কমিয়ে দেয়, নিশ্চিত করে যে ওভারহেড বা শিল্প তারগুলি কয়েক দশক ধরে তাদের যান্ত্রিক অখণ্ডতা বজায় রাখে।

4. যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পনের প্রশমন

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পনের অধীনে ভাল কাজ করে তা নিশ্চিত করতে, বেশ কয়েকটি প্রকৌশল অনুশীলন নিযুক্ত করা হয়:

4.1 খাদ এবং কন্ডাক্টরের প্রকারের সঠিক নির্বাচন

অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক খাদ এবং কন্ডাকটর টাইপ নির্বাচন করা অপরিহার্য। উদাহরণস্বরূপ:

• হাই-টেনসিল 6201 বা ACSR তারগুলি দীর্ঘ-স্প্যান ওভারহেড ট্রান্সমিশন লাইনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• লো-টেনসিল 1350 তারগুলি কম-স্ট্রেস পরিবেশে স্বল্প-দূরত্বের বিদ্যুৎ বিতরণের জন্য উপযুক্ত হতে পারে।

4.2 স্ট্র্যান্ডিং এবং লেয়ার প্যাটার্নস

• এককেন্দ্রিক স্ট্র্যান্ডিং : সবচেয়ে সাধারণ, অভিন্ন চাপ বন্টন প্রস্তাব.
• কম্প্যাক্টেড স্ট্র্যান্ডিং : কন্ডাক্টরের ব্যাস হ্রাস করে, শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত এবং কম্পন প্রতিরোধের উন্নতি করে।
• স্পেশাল লে প্যাটার্নস : নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনে Aeolian কম্পন বা টর্সনাল স্ট্রেস জন্য অপ্টিমাইজ করা.

4.3 ভাইব্রেশন ড্যাম্পার এবং সাপোর্ট

ওভারহেড তারগুলি প্রায়শই কম্পন ড্যাম্পার, স্পেসার বা স্যাঁতসেঁতে ডিভাইস দিয়ে সজ্জিত থাকে যাতে দোলন কম হয়। এই ডিভাইসগুলি অত্যধিক কম্পনজনিত চাপ প্রতিরোধ করে যা ক্লান্তি বা স্ট্র্যান্ডের ক্ষতি হতে পারে।

4.4 সঠিক ইনস্টলেশন অনুশীলন

• ইনস্টলেশনের সময় সঠিক নমন ব্যাসার্ধ নিশ্চিত করা স্থানীয় চাপের ঘনত্বকে বাধা দেয়।
• তারের উত্তেজনা যথাযথভাবে বাতাস বা বরফের লোডের নিচে ঝিমঝিম এবং চাপ কমায়।
• রাউটিং চলাকালীন তীক্ষ্ণ বাঁক বা অত্যধিক বাঁক এড়ানো কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখে।

4.5 নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণ এবং পর্যবেক্ষণ

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের পর্যায়ক্রমিক পরিদর্শন মানসিক চাপ, ক্লান্তি বা পরিধানের প্রাথমিক লক্ষণ সনাক্ত করতে পারে। উন্নত মনিটরিং সিস্টেমে গুরুত্বপূর্ণ ওভারহেড লাইনের জন্য ভাইব্রেশন সেন্সর বা টেনশন পরিমাপ ডিভাইস থাকতে পারে।

5. স্ট্রেস হ্যান্ডলিং এর কেস উদাহরণ

5.1 ওভারহেড পাওয়ার ট্রান্সমিশন

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি ব্যবহার করে উচ্চ-ভোল্টেজ ওভারহেড লাইনগুলিকে অবশ্যই বায়ু-প্ররোচিত কম্পন, বরফ লোডিং এবং তাপীয় প্রসারণ সহ্য করতে হবে। ACSR তারগুলি সাধারণত ইস্পাত কোরের প্রসার্য শক্তি এবং অ্যালুমিনিয়ামের বাইরের স্ট্র্যান্ডের পরিবাহিতার কারণে নিযুক্ত করা হয়। Aeolian কম্পন ক্ষতি প্রতিরোধ করতে প্রতি কয়েক স্প্যানে কম্পন ড্যাম্পার ইনস্টল করা হয়।

5.2 শিল্প যন্ত্রপাতি

মোটর সরবরাহকারী তারগুলি বা চলমান সরঞ্জামগুলি ধ্রুবক কম্পন এবং নমন অনুভব করে। নমনীয় নিরোধক সহ আটকে থাকা অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি ক্লান্তি প্রতিরোধ করতে, কন্ডাকটর ভাঙ্গন কমাতে এবং অবিচ্ছিন্ন বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয়।

5.3 সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশন

জাহাজ এবং অফশোর ইনস্টলেশন ওজন কমানোর জন্য অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের ব্যবহার করে। এখানে, যান্ত্রিক চাপ জাহাজের গতি এবং পরিবেশগত কারণ উভয় থেকেই আসে। তারগুলি আটকে থাকা কন্ডাক্টর, কম্পন-প্রতিরোধী নিরোধক এবং পরিধান কমাতে সঠিক ক্ল্যাম্পিং দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে।

6. যান্ত্রিক চাপ পরিচালনার সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা

সুবিধা:

• লাইটওয়েট সমর্থনে যান্ত্রিক লোড হ্রাস করে।
• আটকে থাকা ডিজাইনগুলি কম্পন এবং নমনকে শোষণ করে।
• খাদ নির্বাচন শক্তি এবং পরিবাহিতা কাস্টমাইজেশন অনুমতি দেয়.
• সঠিকভাবে ইনস্টল এবং রক্ষণাবেক্ষণ করা হলে দীর্ঘ সেবা জীবন।

সীমাবদ্ধতা:

• অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির তামার তুলনায় কম প্রসার্য শক্তি রয়েছে, উচ্চ চাপ প্রয়োগের জন্য যত্নশীল নকশার প্রয়োজন।
• টেকসই স্ট্রেসের মধ্যে হামাগুড়ি দেওয়ার জন্য সংবেদনশীল যদি কম-শক্তির অ্যালয় ব্যবহার করা হয়।
• কম্পন প্রশমিত না হলে দীর্ঘ সময় ধরে ক্লান্তি হতে পারে।

7. ব্যবহারিক সুপারিশ

• উপযুক্ত খাদ নির্বাচন করুন প্রসার্য শক্তি প্রয়োজনীয়তা এবং পরিবেশের উপর ভিত্তি করে।
• আটকে থাকা কন্ডাক্টর ব্যবহার করুন নমনীয়তা এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের জন্য অপ্টিমাইজ করা বিন্যাস সহ।
• কম্পন ড্যাম্পার ইনস্টল করুন ওভারহেড সিস্টেমে যেখানে বায়ু-প্ররোচিত দোলনের সম্ভাবনা থাকে।
• ইনস্টলেশন নির্দেশিকা অনুসরণ করুন নমন ব্যাসার্ধ সংক্রান্ত, টান, এবং সমর্থন ব্যবধান.
• নিয়মিত পরিদর্শন এবং রক্ষণাবেক্ষণ স্ট্রেস বা ক্লান্তির প্রাথমিক লক্ষণ সনাক্ত করতে তারগুলি।

উপসংহার

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারগুলি বৈদ্যুতিক অ্যাপ্লিকেশনের বিস্তৃত পরিসরের জন্য একটি বহুমুখী এবং ব্যবহারিক সমাধান। যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পন পরিচালনা করার তাদের ক্ষমতা সাবধানে খাদ নির্বাচন, কন্ডাকটর ডিজাইন, ইনস্টলেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের উপর নির্ভর করে। যদিও তারা তামার অন্তর্নিহিত প্রসার্য শক্তির সাথে মেলে না, তাদের হালকা প্রকৃতি, জারা প্রতিরোধ এবং নমনীয়তা তাদের পরিবেশের জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পন উল্লেখযোগ্য কারণ।

অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের মুখোমুখি যান্ত্রিক চাপ এবং কম্পনের প্রকারগুলি বোঝার মাধ্যমে এবং ডিজাইন, ইনস্টলেশন এবং পর্যবেক্ষণে সর্বোত্তম অনুশীলন প্রয়োগ করে, প্রকৌশলী এবং প্রযুক্তিবিদরা নিশ্চিত করতে পারেন যে এই তারগুলি কয়েক দশক ধরে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে, বৈদ্যুতিক দক্ষতা এবং কাঠামোগত অখণ্ডতা উভয়ই বজায় রাখে৷