ভূমিকা (Introduction)
বৈদ্যুতিক করোনা হলো একটি আকর্ষণীয় এবং গুরুত্বপূর্ণ ভৌত ঘটনা যা উচ্চ ভোল্টেজের বৈদ্যুতিক সিস্টেমে ঘটে থাকে। এটি মূলত গ্যাসীয় মাধ্যমে (যেমন বাতাস) উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে সৃষ্ট একটি আয়নাইজেশন প্রক্রিয়া। করোনা সাধারণত পাওয়ার ট্রান্সমিশন লাইন, উচ্চ ভোল্টেজ সরঞ্জাম এবং বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতিতে দেখা যায়। এটি একদিকে যেমন বৈদ্যুতিক সিস্টেমের কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারে, অন্যদিকে কিছু ক্ষেত্রে এর ব্যবহারিক প্রয়োগও রয়েছে।
বৈদ্যুতিক করোনা কি? (What is Electrical Corona?)
বৈদ্যুতিক করোনা হলো একটি বৈদ্যুতিক স্রাব (Electrical Discharge) যা কোনো পরিবাহী (Conductor) যেমন তার বা ইলেক্ট্রোড-এর চারপাশে তীব্র বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের কারণে ঘটে। যখন কোনো পরিবাহীর চারপাশে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র একটি নির্দিষ্ট মাত্রায় পৌঁছায়, তখন আশেপাশের গ্যাস আয়নিত হতে শুরু করে। এই আয়নাইজেশনের ফলে হালকা আলো, শব্দ এবং কখনও কখনও ওজোন গ্যাসের সৃষ্টি হয়। এই ঘটনাটিই "বৈদ্যুতিক করোনা" নামে পরিচিত।
সহজ ভাষায়, বৈদ্যুতিক করোনা হলো উচ্চ ভোল্টেজের কারণে সৃষ্ট এক প্রকারের ছোট আকারের স্পার্কিং বা স্রাব যা পরিবাহী পৃষ্ঠের কাছাকাছি গ্যাসকে আয়নিত করে।
বৈদ্যুতিক করোনা কিভাবে সৃষ্টি হয়? (How is Electrical Corona Created?)
বৈদ্যুতিক করোনা সৃষ্টির মূল কারণ হলো পরিবাহী পৃষ্ঠের চারপাশে অসম বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘনত্ব। নিচে এর প্রক্রিয়াটি ধাপে ধাপে ব্যাখ্যা করা হলো:
১. উচ্চ ভোল্টেজ: যখন কোনো পরিবাহীতে উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এর চারপাশে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র তৈরি হয়।
২. অসম ক্ষেত্র ঘনত্ব: পরিবাহীর তীক্ষ্ণ প্রান্ত বা অসম পৃষ্ঠে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘনত্ব বেশি থাকে। গোলাকার বা মসৃণ পৃষ্ঠের তুলনায় সূঁচালো বা ধারালো পৃষ্ঠে ক্ষেত্র ঘনত্ব অনেক বেশি হয়।
৩. গ্যাস আয়নাইজেশন: যখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের তীব্রতা একটি নির্দিষ্ট মানে পৌঁছায় (প্রায় 30 kV/cm বাতাসে স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে), তখন পরিবাহী পৃষ্ঠের কাছাকাছি থাকা গ্যাস (যেমন বাতাস) আয়নিত হতে শুরু করে। বাতাসের অণুগুলো ইলেকট্রন হারায় এবং ধনাত্মক আয়নে পরিণত হয়, এবং ইলেকট্রনগুলো মুক্ত হয়।
৪. প্লাজমা সৃষ্টি: আয়নিত গ্যাস একটি প্লাজমা অবস্থায় রূপান্তরিত হয়। এই প্লাজমা হালকা আলো বিকিরণ করে, যা করোনার দৃশ্যমান রূপ।
৫. শব্দ ও ওজোন: আয়নাইজেশন প্রক্রিয়ার সময় নির্গত ইলেকট্রনগুলো বাতাসের অণুগুলোর সাথে সংঘর্ষের ফলে শব্দ (হিস হিস শব্দ) এবং ওজোন (O₃) গ্যাস উৎপন্ন করতে পারে।
বৈদ্যুতিক করোনার প্রকারভেদ (Types of Electrical Corona)
বৈদ্যুতিক করোনা প্রধানত দুই প্রকার:
১. ধনাত্মক করোনা (Positive Corona): যখন ধনাত্মক ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোড থেকে ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডের দিকে স্রাব হয়, তখন একে ধনাত্মক করোনা বলে। ধনাত্মক করোনা সাধারণত তুলনামূলকভাবে কম আলো এবং শব্দ উৎপন্ন করে, কিন্তু এটি বেশি দূরত্ব পর্যন্ত বিস্তৃত হতে পারে।
২. ঋণাত্মক করোনা (Negative Corona): যখন ঋণাত্মক ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোড থেকে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোডের দিকে স্রাব হয়, তখন একে ঋণাত্মক করোনা বলে। ঋণাত্মক করোনা ধনাত্মক করোনার তুলনায় বেশি আলো এবং শব্দ উৎপন্ন করে এবং এটি সাধারণত ইলেক্ট্রোডের কাছাকাছি অঞ্চলে সীমাবদ্ধ থাকে।
বৈদ্যুতিক করোনার প্রভাব (Effects of Electrical Corona)
বৈদ্যুতিক করোনা বিভিন্ন প্রভাব ফেলতে পারে, যা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উভয় দিকেই দেখা যায়:
নেতিবাচক প্রভাব (Negative Effects):
- শক্তি অপচয় (Power Loss): করোনা স্রাবের কারণে বৈদ্যুতিক শক্তি অপচয় হয়। আয়নাইজেশন প্রক্রিয়ায় শক্তি ব্যয় হওয়ার ফলে ট্রান্সমিশন লাইনে বিদ্যুতের কার্যকারিতা কমে যায়।
- রেডিও ইন্টারফারেন্স (Radio Interference): করোনা স্রাবের ফলে রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ উৎপন্ন হতে পারে, যা রেডিও এবং টেলিভিশন সংকেতে ব্যাঘাত ঘটাতে পারে।
- ইনসুলেশন অবনতি (Insulation Degradation): দীর্ঘমেয়াদী করোনা স্রাবের কারণে বৈদ্যুতিক সরঞ্জাম এবং ইনসুলেটরগুলোর কার্যকারিতা কমতে শুরু করে এবং এদের জীবনকাল হ্রাস পায়।
- ওজোন উৎপাদন (Ozone Production): করোনা স্রাবের ফলে উৎপন্ন ওজোন গ্যাস পরিবেশের জন্য ক্ষতিকর এবং এটি শ্বাসযন্ত্রের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে।
ইতিবাচক প্রভাব (Positive Effects or Applications):
- ওজোন জেনারেটর (Ozone Generators): করোনা স্রাব ব্যবহার করে ওজোন গ্যাস তৈরি করা হয়, যা জল বিশুদ্ধকরণ, বাতাস পরিষ্কারকরণ এবং বিভিন্ন শিল্প প্রক্রিয়াতে ব্যবহৃত হয়।
- ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রেসিপিটেটর (Electrostatic Precipitators): শিল্প কারখানায় ধোঁয়া থেকে কণা দূর করতে করোনা স্রাব ব্যবহার করা হয়। এটি পরিবেশ দূষণ কমাতে সহায়ক।
- সারফেস ট্রিটমেন্ট (Surface Treatment): কিছু ক্ষেত্রে, করোনা স্রাব ব্যবহার করে বিভিন্ন বস্তুর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা হয়, যেমন প্লাস্টিক বা পলিমারের পৃষ্ঠকে আরও আঠালো করা।
বৈদ্যুতিক করোনা কিভাবে কমানো যায়? (How to Reduce Electrical Corona?)
বৈদ্যুতিক করোনার নেতিবাচক প্রভাব কমাতে নিম্নলিখিত পদক্ষেপগুলো নেওয়া যেতে পারে:
- পরিবাহীর নকশা উন্নত করা (Improve Conductor Design): পরিবাহীর পৃষ্ঠ মসৃণ এবং গোলাকার করে তৈরি করলে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘনত্ব কমানো যায়। তীক্ষ্ণ প্রান্ত বা অসম পৃষ্ঠ পরিহার করা উচিত।
- ইনসুলেশন বৃদ্ধি করা (Increase Insulation): উচ্চ ভোল্টেজ সরঞ্জাম এবং তারের চারপাশে উন্নত মানের ইনসুলেশন ব্যবহার করলে করোনা স্রাবের ঝুঁকি কমানো যায়।
- স্পেসার ব্যবহার করা (Use Spacers): পাওয়ার লাইনে পরিবাহী তারগুলোর মধ্যে পর্যাপ্ত দূরত্ব বজায় রাখতে স্পেসার ব্যবহার করা উচিত। এতে তারগুলোর মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মিথস্ক্রিয়া কমে যায়।
- করোনা রিং এবং শিল্ড ব্যবহার করা (Use Corona Rings and Shields): উচ্চ ভোল্টেজ সরঞ্জামে করোনা রিং এবং শিল্ড ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে সুষমভাবে বিতরণ করা যায়, যা করোনা স্রাব কমাতে সহায়ক।
উপসংহার (Conclusion)
বৈদ্যুতিক করোনা একটি জটিল এবং গুরুত্বপূর্ণ বৈদ্যুতিক ঘটনা। যদিও এর কিছু নেতিবাচক প্রভাব রয়েছে, তবে এর অনেক ব্যবহারিক প্রয়োগও বিদ্যমান। বৈদ্যুতিক সিস্টেমের নকশা এবং পরিচালনায় করোনা সম্পর্কিত বিষয়গুলো বিবেচনায় রাখা জরুরি। সঠিক নকশা, উন্নত উপকরণ এবং কার্যকরী প্রতিরোধ ব্যবস্থা গ্রহণের মাধ্যমে বৈদ্যুতিক করোনার ক্ষতিকর প্রভাব কমিয়ে আনা সম্ভব।
Electrical Corona: Definition, Causes, and Effects (English)
Introduction
Electrical corona is a fascinating and significant physical phenomenon that occurs in high-voltage electrical systems. It is essentially an ionization process in a gaseous medium (like air) caused by a high electric field. Corona is commonly observed in power transmission lines, high voltage equipment, and electrical apparatus. While it can affect the performance of electrical systems, it also has practical applications in some areas.
What is Electrical Corona?
Electrical corona is an electrical discharge that occurs due to an intense electric field around a conductor, such as a wire or electrode. When the electric field around a conductor reaches a certain threshold, the surrounding gas begins to ionize. This ionization results in a faint glow, a hissing sound, and sometimes the production of ozone gas. This phenomenon is known as "electrical corona."
In simple terms, electrical corona is a type of small-scale sparking or discharge caused by high voltage, which ionizes the gas near the conductor surface.
How is Electrical Corona Created?
The primary cause of electrical corona is the non-uniform electric field concentration around the conductor surface. Here's a step-by-step explanation of the process:
- High Voltage: When high voltage is applied to a conductor, it creates a strong electric field around it.
- Non-uniform Field Concentration: The electric field concentration is higher at sharp edges or irregular surfaces of the conductor. The field concentration is much higher at pointed or sharp surfaces compared to rounded or smooth surfaces.
- Gas Ionization: When the electric field intensity reaches a certain value (approximately 30 kV/cm in air at standard temperature and pressure), the gas (such as air) near the conductor surface begins to ionize. Air molecules lose electrons and become positive ions, and electrons are released.
- Plasma Formation: The ionized gas transforms into a plasma state. This plasma emits a faint glow, which is the visible form of corona.
- Sound and Ozone: During the ionization process, emitted electrons can collide with air molecules, resulting in a hissing sound and the production of ozone (O₃) gas.
Types of Electrical Corona
Electrical corona is mainly of two types:
- Positive Corona: When the discharge occurs from a positive voltage electrode to a negative electrode, it is called positive corona. Positive corona usually produces relatively less light and sound, but it can extend over a longer distance.
- Negative Corona: When the discharge occurs from a negative voltage electrode to a positive electrode, it is called negative corona. Negative corona produces more light and sound than positive corona and is typically confined to the region near the electrode.
Effects of Electrical Corona
Electrical corona can have various effects, both positive and negative:
Negative Effects:
- Power Loss: Corona discharge leads to the loss of electrical power. Energy is expended in the ionization process, reducing the efficiency of power transmission lines.
- Radio Interference: Corona discharge can generate radio frequency noise, which can disrupt radio and television signals.
- Insulation Degradation: Long-term corona discharge can degrade the performance of electrical equipment and insulators, reducing their lifespan.
- Ozone Production: Ozone gas produced by corona discharge is harmful to the environment and can cause respiratory problems.
Positive Effects or Applications:
- Ozone Generators: Corona discharge is used to produce ozone gas, which is used in water purification, air cleaning, and various industrial processes.
- Electrostatic Precipitators: Corona discharge is used in industrial plants to remove particles from smoke. It helps in reducing environmental pollution.
- Surface Treatment: In some cases, corona discharge is used to modify the surface properties of various materials, such as making the surface of plastics or polymers more adhesive.
How to Reduce Electrical Corona?
To minimize the negative effects of electrical corona, the following measures can be taken:
- Improve Conductor Design: Designing conductors with smooth and rounded surfaces can reduce the electric field concentration. Sharp edges or irregular surfaces should be avoided.
- Increase Insulation: Using high-quality insulation around high voltage equipment and wires can reduce the risk of corona discharge.
- Use Spacers: Spacers should be used in power lines to maintain sufficient distance between conductor wires. This reduces the interaction of electric fields between the wires.
- Use Corona Rings and Shields: Corona rings and shields can be used in high voltage equipment to distribute the electric field uniformly, which helps to reduce corona discharge.
Conclusion
Electrical corona is a complex and important electrical phenomenon. Although it has some negative effects, it also has many practical applications. It is essential to consider corona-related issues in the design and operation of electrical systems. By adopting proper design, advanced materials, and effective preventive measures, the harmful effects of electrical corona can be minimized.
বৈদ্যুতিক করোনা (Electrical Corona)
ReplyDelete