ব্লগ

যোগাযোগ সিস্টেমগুলিকে রক্ষা করতে বজ্রপাতের কাজের পদ্ধতি

যোগাযোগ নেটওয়ার্কগুলিতে ভোল্টেজ সার্জ সম্পর্কে বুঝুন

কার্যপ্রণালী: গ্রাউন্ডে উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্টগুলি পুনঃনির্দেশ করা

বজ্রপাত নিরোধকগুলি অতিরিক্ত ভোল্টেজের পরিস্থিতিতে মাটিতে সর্বনিম্ন প্রতিরোধের পথ প্রদান করে কাজ করে। যখন গ্যাস ডিসচার্জ টিউবের মতো উপাদানগুলি খুব বেশি ভোল্টেজ অনুভব করে, তখন সেগুলি প্রায় 25 ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে আয়নীকরণ শুরু করে এবং ভূমিতে নিরাপদে প্রেরণের আগে প্রায় 100 কিলোঅ্যাম্পিয়ার আকস্মিক তড়িৎ প্রবাহ সহ্য করতে পারে। বজ্রপাত রোধের গবেষণায় দেখা গেছে যে এই দ্রুত প্রতিক্রিয়া সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলি ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার চেয়ে অনেক কম স্বাভাবিক কার্যকরী ভোল্টেজ বজায় রাখে। অনেক আধুনিক সিস্টেমে ঐতিহ্যবাহী স্পার্ক গ্যাপ এবং ধাতব অক্সাইড ভেরিস্টরগুলির সংমিশ্রণে বহু-পর্যায়ী পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। এই সংমিশ্রণগুলি বিভিন্ন শিল্প প্রয়োগে হঠাৎ ভোল্টেজ স্পাইক এবং দীর্ঘস্থায়ী অতিরিক্ত ভোল্টেজ অবস্থা উভয়কেই বেশ কার্যকরভাবে মোকাবেলা করে।

প্রতিক্রিয়ার সময় এবং ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজ: বজ্রপাত নিরোধকের জন্য প্রধান কর্মদক্ষতা মাপকাঠি

ভালো সার্জ প্রটেকশন আসলে অ্যারেস্টারগুলির উপর নির্ভর করে যা 100 ন্যানোসেকেন্ডের কম সময়ের মধ্যে প্রতিক্রিয়া দেখাতে পারে এবং সেইসাথে ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজ সেই সরঞ্জাম দ্বারা সহ্য করা যায় তার সাথে সঙ্গতি রেখে চলে। বিশেষ করে টেলিকম সরঞ্জামের ক্ষেত্রে, উচ্চমানের ইউনিটগুলি ক্ল্যাম্পিং লেভেল 1.5 kV-এর নিচে রাখে। UL 1449 সার্টিফায়েড মডেলগুলি প্রায় 15 হাজার সিমুলেটেড সার্জ পর্যন্ত টিকে থাকতে দেখা গেছে, যা এই উপাদানগুলি নির্দিষ্ট করার সময় প্রকৌশলীদের আত্মবিশ্বাস দেয়। বেশিরভাগ বিশেষজ্ঞই একমত যে ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজ সিস্টেমের সর্বোচ্চ ভোল্টেজের 130 থেকে 150 শতাংশের মধ্যে সেট করা সবচেয়ে ভালো। এই পরিসরটি পাওয়ার স্পাইকের বিরুদ্ধে শক্তিশালী সুরক্ষা প্রদান করে এবং সংকেতের গুণমানে খুব বেশি হস্তক্ষেপ করে না, যা নেটওয়ার্ক অপারেটরদের জন্য সেবার নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখার ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

টেলিযোগাযোগ অবকাঠামোতে লাইটনিং আরেস্টারের প্রধান প্রয়োগ

সরাসরি এবং আবিষ্ট বজ্রপাত থেকে টেলিযোগাযোগ টাওয়ারগুলির সুরক্ষা

যোগাযোগ টাওয়ারগুলি বজ্রপাতের ক্ষেত্রে দুটি প্রধান সমস্যার মুখোমুখি হয়: সরাসরি আঘাত এবং কাছাকাছি বজ্রপাতের ফলে উদ্ভূত ঝড়। গত বছর IEEE-এর প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, এই টাওয়ারগুলির শীর্ষে সঠিকভাবে স্থাপন করা হলে অ্যারেস্টারগুলি 50 কিলোঅ্যাম্পিয়ারের বেশি বৈদ্যুতিক কারেন্টকে ভূমির সঙ্গে যুক্ত ব্যবস্থায় চ্যানেল করে প্রায় 90% সরাসরি আঘাত ধরতে সক্ষম হয়। তবে উদ্ভূত ঝড়ের ক্ষেত্রে অবস্থা আলাদা। এগুলি টাওয়ারগুলিতে দেখা যাওয়া সমস্ত সরঞ্জামের ক্ষতির প্রায় 37 শতাংশের জন্য দায়ী, কিন্তু ভালো মানের অ্যারেস্টারগুলি এখানেও অসাধারণ কাজ করে, বেস স্টেশনে সংবেদনশীল ইলেকট্রনিক সরঞ্জামগুলি রক্ষা করার জন্য হঠাৎ ভোল্টেজ স্পাইকগুলি 500 ভোল্ট বা তার কম রাখে। 2023 সালের ফেডারেল কমিউনিকেশন কমিশনের সর্বশেষ তথ্য অনুযায়ী, যে টাওয়ারগুলিতে সঠিক অ্যারেস্টার সুরক্ষা রয়েছে, তাদের ক্ষেত্রে সুরজ কারণে ব্যর্থতার ঘটনা সুরক্ষা ছাড়া টাওয়ারগুলির তুলনায় প্রায় 78% কম হয়েছে। এটি এই ধরনের নিরাপত্তা সরঞ্জামে বিনিয়োগের পক্ষে একটি শক্তিশালী যুক্তি তৈরি করে।

বাইরের এন্টেনা এবং কোঅ্যাক্সিয়াল ফিড লাইনগুলির জন্য সারজ প্রটেকশন

বাইরের এন্টেনা এবং কোঅ্যাক্সিয়াল ক্যাবলগুলি সার্জের প্রধান প্রবেশদ্বার হিসাবে কাজ করে, যেখানে সংকেত লাইনের 80% ক্ষতি এই উপাদানগুলির 100 মিটারের মধ্যে ঘটে। যোগাযোগ পোর্টের জন্য আধুনিক বিদ্যুৎ আটকানোর যন্ত্রগুলি নিম্নলিখিতভাবে তৈরি করা হয়:

• <6 ns প্রতিক্রিয়া সময়, যন্ত্রপাতির ক্ষতি হওয়ার আগেই সার্জ চাপা দেওয়ার জন্য
• সংকেত হারানো রোধ করতে 6 GHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি সামঞ্জস্য
• ন্যূনতম সার্জ কারেন্ট ধারণক্ষমতা 20 kA

এই বিবরণগুলি ঝড়ের সময় অব্যাহত কার্যকারিতা নিশ্চিত করে এবং 5G ফ্রিকোয়েন্সিতে 0.5 dB-এর কম সন্নিবেশ ক্ষতি বজায় রাখে।

একীভূত প্রতিরক্ষা কৌশল: গাঠনিক রড এবং ইলেকট্রনিক আটকানোর যন্ত্রগুলির সমন্বয়

শীর্ষস্থানীয় টেলিকম অপারেটররা স্তরযুক্ত প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা বাস্তবায়ন করে:

প্রতিরক্ষা স্তর	কার্যকারিতা	পারফরম্যান্স মেট্রিক
গাঠনিক রড	সরাসরি আঘাত প্রতিরোধ করা	95% আঘাত ধরে রাখার হার
পরিসীমা বরাবর আরেস্টারগুলি	বড় পরিমাণ শক্তি পুনঃপথ নির্দেশনা	100 kA সার্জ ধারণক্ষমতা
সরঞ্জাম-স্তরের SPDs	সূক্ষ্ম ভোল্টেজ ক্ল্যাম্পিং	1,500V-এর নিচে অতিক্রম

150টি সেলুলার সাইটের উপর 12 মাসের গবেষণায় (CTIA 2024) এই বহু-স্তরের কৌশল সার্জ-সংক্রান্ত বন্ধের পরিমাণ 63% হ্রাস করেছে। গুরুত্বপূর্ণ সাফল্যের চাবিকাঠি হল কম গ্রাউন্ডিং প্রতিরোধ (<5 Ω) এবং সুরক্ষা স্তরগুলির মধ্যে কমপক্ষে 30 মিটার কন্ডাক্টর স্পেসিং বজায় রাখা।

নির্ভরযোগ্য সার্জ সুরক্ষার জন্য লাইটনিং আরেস্টারের স্পেসিফিকেশন মূল্যায়ন

সার্জ কারেন্ট ক্ষমতা এবং শক্তি শোষণ রেটিং

IEC স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী 2023 সালের হিসাবে, সার্জ আরেস্টারগুলিকে 100 কিলোঅ্যাম্পিয়ারের বেশি কারেন্ট সার্জ পরিচালনা করতে হয়, একইসাথে তাদের কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখতে হয়। শক্তি পরিচালনার ক্ষমতার ক্ষেত্রে, আমরা জুলে এটি পরিমাপ করি যা আমাদের মূলত বলে দেয় যে কোনও ডিভাইস কতটা বৈদ্যুতিক আঘাত সহ্য করতে পারে আগে যে ক্ষতিগ্রস্ত হওয়া শুরু করে। উদাহরণস্বরূপ, উপকূলীয় টেলিকম স্টেশনগুলি যেখানে বজ্রপাত সাধারণ। ফিল্ড টেস্টগুলি দেখায় যে যখন ইনস্টলাররা সস্তা বিকল্পগুলির পরিবর্তে অন্তত 40 কিলোজুল রেট করা আরেস্টার ব্যবহার করেছিলেন, তখন তারা ভোল্টেজ স্পাইকের কারণে ঘটা সমস্যার প্রায় 72 শতাংশ হ্রাস লক্ষ্য করেছিলেন। এটা যুক্তিযুক্ত কারণ এই অঞ্চলগুলি আবহাওয়া-সম্পর্কিত বৈদ্যুতিক ব্যাঘাতের কারণে ক্রমাগত হুমকির মুখে থাকে।

সিগন্যাল অবক্ষয় রোধে কার্যকরী ফ্রিকোয়েন্সি মিলিয়ে নেওয়া

ব্যবস্থার ফ্রিকোয়েন্সির জন্য সঠিক অ্যারেস্টার নির্বাচন করা বাস্তবে অনেক গুরুত্বপূর্ণ। যখন 900 MHz এ চলমান RF গিয়ারের সাথে কাজ করা হয়, তখন ঐ নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে 0.5 ওহমের কম ইম্পিডেন্স প্রদর্শন করে এমন অ্যারেস্টারগুলির প্রয়োজন হয় যাতে সংকেত প্রতিফলন নিয়ন্ত্রণে রাখা যায়। 2022 সালে একটি সাম্প্রতিক ফিল্ড টেস্ট মিসম্যাচ ঘটলে পরিস্থিতি কতটা খারাপ হতে পারে তা দেখিয়েছিল—একাধিক 5G ছোট সেল ইনস্টলেশনের মাধ্যমে প্রায় 18% সংকেত ক্ষতি লোকেরা লক্ষ্য করেছিল। অধিকাংশ অভিজ্ঞ ইঞ্জিনিয়ারই আপনাকে বলবেন যে পরিষ্কার, নির্ভরযোগ্য উচ্চ-গতির ডেটা স্থানান্তর বজায় রাখতে এবং কর্মক্ষমতা ক্ষতিগ্রস্ত না করতে ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচনমূলক ক্ল্যাম্পিং কৌশল অনুসরণ করাই সবথেকে বড় পার্থক্য তৈরি করে।

মার্কেটিং দাবি বনাম বাস্তব কর্মক্ষমতা: তথ্য কী বলছে

কিছু কোম্পানি তাদের পণ্যগুলিকে বজ্রপাতের বিরুদ্ধে সম্পূর্ণ সুরক্ষা প্রদানকারী হিসাবে ঘোষণা করে, কিন্তু বাস্তব পরীক্ষাগুলি অন্য কথা বলে। আসল ঝড়ের সময় যে বারবার বিদ্যুৎ প্রবাহ দেখা যায় তার মধ্যে চারটির একটি অ্যারেস্টার আসলে তাদের প্রতিশ্রুত ভোল্টেজ স্পেসিফিকেশন অর্জন করে না (UL 2023 সালে এই তথ্য খুঁজে পায়)। বাস্তবে কী ঘটে তা দেখা বিষয়টি পরিষ্কার করতে সাহায্য করে। দেশজুড়ে 47টি বিভিন্ন টেলিকম স্থানে, IEC 61643-11-এর মতো সঠিক সার্টিফিকেশন চিহ্ন বহনকারী সরঞ্জামগুলি পাঁচ বছরের অপারেশনের সময় প্রায় 89% সময় কার্যকর ছিল। অসার্টিফাইড সরঞ্জামগুলি? তেমন ভালো নয়। ওই ইনস্টালেশনগুলিতে তাদের নির্ভরযোগ্যতা মাত্র 54%-এ নেমে আসে। সার্টিফাইড এবং অসার্টিফাইড পণ্যগুলির মধ্যে এই পার্থক্য এটা স্পষ্ট করে যে বুদ্ধিমান ব্যবসায়িক প্রতিষ্ঠানগুলির উচিত বড় ক্রয় সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে প্রকৃত ল্যাব ফলাফল চেক করা।

বজ্র অ্যারেস্টার তৈরি ও ব্যবহারে প্রমাণিত কার্যকারিতা এবং সেরা অনুশীলন

কেস স্টাডি: একটি গ্রামীণ টেলিকম স্টেশনে সার্জ ক্ষতি প্রতিরোধ

নেব্রাস্কার গ্রামীণ এলাকায় একটি ছোট টেলিকম সুবিধাতে, তারা প্রতি বছর প্রায় 12টি সরঞ্জাম বিকল হওয়ার সমস্যার সম্মুখীন হতেন যা পাওয়ার সার্জের কারণে ঘটত, যতদিন না তারা একটি উপযুক্ত সুরক্ষা ব্যবস্থা চালু করে। একবার তারা কোঅক্সিয়াল ক্যাবলগুলির পাশাপাশি তাদের টাওয়ারগুলির ভাতির অংশে বজ্র আটকানোর ব্যবস্থা (লাইটনিং আরেস্টার) স্থাপন করল—বিশেষ করে 100 kA সার্জ কারেন্ট সহ্য করতে সক্ষম Class I মডেল—এবং নিশ্চিত করল যে সবকিছুই ঠিকভাবে গ্রাউন্ড করা হয়েছে, তখন পরিস্থিতি আমূল পরিবর্তিত হয়ে গেল। তাদের রক্ষণাবেক্ষণ লগ অনুযায়ী, তিনটি পরপর ঝড়ের মৌসুমে একেবারেই কোনো সার্জ ঘটনা ঘটেনি। এই সময়ে ভোল্টেজ স্পাইকগুলি 6 kV-এর নিচে থাকে, যা রাউটার এবং সুইচের মতো অধিকাংশ নেটওয়ার্কিং সরঞ্জাম ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার চেয়ে অনেক কম। এই ধরনের সুরক্ষা অপ্রত্যাশিত গ্রীষ্মকালীন ঝড়ের মধ্যে দিয়ে অপারেশন মসৃণভাবে চালাতে বাস্তবিক পার্থক্য তৈরি করে।

তথ্য বিশ্লেষণ: আরেস্টার স্থাপনের পরে সরঞ্জাম বিকল হওয়ার হারে 78% হ্রাস (FCC প্রতিবেদন)

2022 সালে FCC-এর দ্বারা প্রায় 450টি ভিন্ন টাওয়ার অবস্থান নিয়ে করা একটি গবেষণা অনুযায়ী, যখন তারা IEEE 1410 অনুপালনকারী অ্যারেস্টারগুলি ইনস্টল করেছিল, তখন বজ্রপাতের কারণে সরঞ্জামের ব্যর্থতার হার বেশ উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়। সংখ্যাগুলি সামগ্রিকভাবে প্রায় 78% হ্রাস দেখায়। এই নতুন অ্যারেস্টারগুলি কেন এত ভালো কাজ করে? মূলত কারণ হল তারা মাইক্রোসেকেন্ডের ভগ্নাংশের মধ্যেই প্রায় তাৎক্ষণিকভাবে প্রতিক্রিয়া জানায় এবং ভোল্টেজ স্পাইকগুলিকে 2 থেকে 1 এর নিচে রেখে নিয়ন্ত্রণে রাখে। এটি পুরানো গ্যাস ডিসচার্জ প্রোটেক্টরগুলিকে স্পষ্টভাবে ছাড়িয়ে যায় এবং প্রায় 40% আরও ভালো সুরক্ষা প্রদান করে। এবং এটা শুনুন - যখন প্রযুক্তিবিদরা এই আধুনিক অ্যারেস্টারগুলির সাথে শিল্ডেড কেবল যুক্ত করেছিলেন, তখন ব্যর্থতার হার আরও বেশি কমে যায়। আমরা বলছি প্রতি সাইটে বছরে প্রতি বছর গড়ে মাত্র অর্ধেক ঘটনার কথা।

কৌশল: প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক প্রতিরক্ষা পর্যায় ব্যবহার করে স্তরযুক্ত সার্জ প্রতিরক্ষা

অগ্রণী অপারেটররা একটি দ্বি-পর্যায়ী প্রতিরক্ষা মডেল ব্যবহার করে:

1. প্রাথমিক প্রতিরক্ষা : প্রতি 50 মিটার পরপর স্থাপিত বজ্রদণ্ড সরাসরি আঘাতগুলি আটকায়, যখন শিল্ড তারগুলি গুরুত্বপূর্ণ অবস্থাপনায় পৌঁছানোর আগেই আহিত সার্জগুলিকে পুনঃনির্দেশিত করে
2. মাধ্যমিক সুরক্ষা : বহু-পর্যায়ের সার্জ প্রটেক্টিভ ডিভাইস (SPD)-গুলি অবশিষ্ট ট্রান্সিয়েন্টগুলিকে 1.5 kV-এর নিচে চিমটি দেয়

5G ব্যাকহল নেটওয়ার্কের একটি কেস স্টাডিতে, এই পদ্ধতিতে সার্জ শক্তির উন্মুক্ততা 94% হ্রাস পায়, যেখানে প্রাথমিক সিস্টেমগুলি 90% শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে এবং মাধ্যমিক আরেস্টারগুলি বাকি অংশ পরিচালনা করে। ভূমি প্রতিরোধের বার্ষিক যাচাইকরণ—যা ধ্রুবভাবে 5 Ω-এর নিচে রাখা হয়েছে—দীর্ঘমেয়াদী কার্যকারিতার জন্য ছিল অপরিহার্য।

FAQ বিভাগ

বজ্রদণ্ডগুলি কী কাজে ব্যবহৃত হয়?

বজ্রদণ্ডগুলি বজ্রপাতের কারণে উচ্চ-ভোল্টেজ ট্রান্সিয়েন্ট থেকে যোগাযোগ ব্যবস্থাকে রক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়।

বজ্রদণ্ডগুলি কত দ্রুত প্রতিক্রিয়া করতে পারে?

বজ্রদণ্ডগুলি ভোল্টেজ সার্জ থেকে সরঞ্জামকে নিরাপদ রাখতে 100 ন্যানোসেকেন্ডের কম সময়ের মধ্যে প্রতিক্রিয়া করতে পারে।

বজ্রদণ্ড সিস্টেমগুলিতে ভূমি সংযোগ কেন গুরুত্বপূর্ণ?

সঠিক গ্রাউন্ডিং নিশ্চিত করে যে বিপুল বৈদ্যুতিক কারেন্টগুলি নিরাপদে মাটিতে প্রবাহিত হয়, সংবেদনশীল সরঞ্জামগুলির ক্ষতির ঝুঁকি কমিয়ে আনে।

সব বজ্রপাত নিবারক কি সমানভাবে কার্যকর?

না, বজ্রপাত নিবারকগুলির কার্যকারিতা ভিন্ন হতে পারে। যাদের সঠিক সার্টিফিকেশন রয়েছে, বাস্তব পরিস্থিতিতে তারা উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো কর্মক্ষমতা দেখায়।