19/06/2025
বজ্রপাতের সময় আকাশ থেকে পৃথিবীতে প্রচণ্ড পরিমাণ বৈদ্যুতিক চার্জ নামে। এই চার্জ যদি কোনো ভবন, গাছ, মানুষ বা যন্ত্রপাতিতে সরাসরি আঘাত করে, তাহলে তা ভয়ানক ক্ষতি করতে পারে—জীবনের ঝুঁকি, অগ্নিকাণ্ড, যন্ত্রপাতি নষ্ট হওয়া ইত্যাদি ঘটতে পারে।
এই ক্ষতি থেকে রক্ষা পাওয়ার জন্যই Lightning Protection System (LPS) ব্যবহার করা হয়। নিচে ধাপে ধাপে ব্যাখ্যা করছি এটি কীভাবে কাজ করে:
১. Lightning Rod বা Air Terminal (আকাশ রড):
এটি ভবনের উপরের দিকে একটি ধাতব দণ্ড থাকে (সাধারণত তামা বা অ্যালুমিনিয়ামের তৈরি)।
যখন বজ্রপাত হয়, তখন বজ্রের বিদ্যুৎ সাধারণত সবচেয়ে উঁচু ও তাড়ক গুণসম্পন্ন বস্তুর দিকে আকৃষ্ট হয়।
এই ধাতব রড বজ্রের চার্জ নিজের দিকে টেনে নেয়, যাতে তা ভবনের অন্যান্য অংশে না লাগে।
২. Down Conductor (নিচের পরিবাহক):
বজ্ররডের সাথে একটি মোটা বৈদ্যুতিক তার সংযুক্ত থাকে, যা ভবনের গা বেয়ে নিচের দিকে যায়।
এই তার বজ্রের বৈদ্যুতিক চার্জকে দ্রুত এবং নিরাপদভাবে মাটির দিকে নামিয়ে দেয়।
৩. Earth Electrode বা Grounding System (ভূমি সংযোগ):
নিচে মাটির মধ্যে একটি ধাতব রড বা পাত স্থাপন করা হয়, যাকে Grounding Electrode বলে।
Down Conductor এর মাধ্যমে বজ্রের বিদ্যুৎ সরাসরি মাটিতে প্রবাহিত হয় এবং পরিবেশে ছড়িয়ে পড়ে, ফলে ক্ষতির আশঙ্কা থাকে না।
৪. Equipotential Bonding (সম সম্ভাবনামূলক সংযোগ):
ভবনের অন্যান্য ধাতব অংশ (যেমন পানির পাইপ, লোহার রড) যেন বজ্রের সময় বৈদ্যুতিক বিভবের তারতম্যজনিত কারণে ক্ষতিগ্রস্ত না হয়, তাই সব ধাতব অংশকে গ্রাউন্ডিং সিস্টেমের সাথে যুক্ত করা হয়।
সারাংশ:
Lightning Protection System (LPS) বজ্রপাতের সময়:
1. বজ্রের আঘাতকে ভবনের নির্দিষ্ট একটি ধাতব রডে কেন্দ্রীভূত করে,
2. সেই চার্জকে একটি বিশেষ তার দিয়ে মাটির নিচে নামিয়ে দেয়,
3. এবং এইভাবে মানুষ, ভবন ও যন্ত্রপাতিকে নিরাপদ রাখে।
ESE (Early Streamer Emission) বজ্রনিরোধক ব্যবস্থা একটি আধুনিক ও উন্নত প্রযুক্তি যা সাধারণ lightning rod-এর চেয়ে দ্রুত এবং কার্যকরভাবে বজ্রপাত প্রতিরোধ করতে সক্ষম। নিচে এর কাজের ধাপগুলো বাংলায় ব্যাখ্যা করা হলো:
⚡ ১. বজ্রপাতের পূর্ব সংকেত শনাক্তকরণ:
ESE সিস্টেম বজ্রপাতের আগেই বৈদ্যুতিক পরিবেশে পরিবর্তন (যেমন: ইলেকট্রিক ফিল্ডের বৃদ্ধি) অনুভব করতে পারে। এই পরিবর্তন বুঝে এটি প্রস্তুত হয়।
⚡ ২. আগাম "Streamer" নিঃসরণ:
ESE এর মাথায় থাকা একটি বিশেষ সেন্সর বজ্রপাতের সম্ভাবনা শনাক্ত করে এবং সাধারণ lightning rod-এর আগে (প্রায় 10-60 মাইক্রোসেকেন্ড আগে) উপরের দিকে একটি streamer বা আগাম বৈদ্যুতিক চ্যানেল তৈরি করে। এটি বজ্রপাতের পথ নির্ধারণে সাহায্য করে।
⚡ ৩. বজ্রপাতের আকর্ষণ:
এই আগাম চ্যানেলের কারণে বজ্রপাত ESE রডটির দিকেই আঘাত করে। ফলে আশেপাশের ভবন, মানুষ বা যন্ত্রপাতি রক্ষা পায়।
⚡ ৪. চার্জ মাটিতে পাঠানো:
বজ্রপাতের পর ESE রডের সঙ্গে সংযুক্ত Down Conductor (নিচের পরিবাহক) বজ্রের উচ্চ ভোল্টেজের চার্জকে দ্রুত এবং নিরাপদভাবে ভূমি সংযোগ (Earthing) এর মাধ্যমে মাটিতে পাঠিয়ে দেয়।
⚡ ৫. অতিরিক্ত সুরক্ষা:
ESE সিস্টেমে অতিরিক্ত Surge Protection Device (SPD) সংযুক্ত করা যায়, যা ইলেকট্রনিক যন্ত্রপাতিকে অতিরিক্ত ভোল্টেজ থেকে রক্ষা করে।
উপকারিতা:
সাধারণ lightning rod-এর চেয়ে বড় এলাকা কভার করে। বজ্রপাতের আগেই প্রতিক্রিয়া দেখায়। উচ্চ ভবন, টাওয়ার, হাসপাতাল, স্কুল, শিল্প-কারখানায় বেশি ব্যবহৃত হয়। দ্রুত চার্জ নির্গমন করে ক্ষয়ক্ষতি রোধ করে।
এইভাবে, ESE Lightning Protection System বজ্রপাতের সম্ভাব্য আঘাতকে আগেই শনাক্ত করে এবং নিরাপদভাবে তা মাটিতে স্থানান্তর করে মানুষ ও সম্পদের সুরক্ষা নিশ্চিত করে।
✅ বাস্তব উদাহরণ ১: স্কুল ভবন
একটি তিনতলা স্কুল ভবনে ESE LPS বসানো হয়েছে। এখানে একটি ESE অ্যারেস্টর ছাদে বসানো হয়েছে। বজ্রপাতের সময়:
1. ESE রড আগেই বজ্রপাত শনাক্ত করে।
2. এটি “streamer” পাঠিয়ে বজ্রপাতের আঘাত নিজের দিকে টানে।
3. বজ্রের বিদ্যুৎ নিচের পরিবাহক দিয়ে মাটিতে পাঠানো হয়।
4. স্কুলের ভেতরের কম্পিউটার, প্রজেক্টর, ইন্টারনেট রাউটার কিছুই ক্ষতিগ্রস্ত হয় না।
✅ বাস্তব উদাহরণ ২: শিল্প কারখানা
একটি ফ্যাক্টরিতে প্রচুর ইলেকট্রিক মেশিন ও কন্ট্রোল প্যানেল থাকে। সাধারণ lightning rod ব্যবহারে বজ্রপাত সরাসরি যন্ত্রপাতিতে আঘাত করতে পারে। কিন্তু ESE ব্যবহার করলে:
আগে থেকেই বজ্রপাতকে নিয়ন্ত্রণ করে নির্দিষ্ট রডে আনে। আঘাতের বিদ্যুৎ মাটিতে চলে যায়। মহামূল্যবান মেশিন ক্ষতিগ্রস্ত হয় না এবং উৎপাদন বন্ধ হয় না।
⚙️ প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য (Technical Details):
বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা
ESE Terminal বজ্রপাতের সময় আগাম ইলেকট্রিক সিগন্যাল পাঠায়। এটি 10–60 μs (মাইক্রোসেকেন্ড) আগে streamer বের করে।
Protection Radius সাধারণ lightning rod যেখানে 30–45 মিটার কভার করে, সেখানে ESE রড 100 মিটার বা তারও বেশি পর্যন্ত এলাকা রক্ষা করতে পারে।
Down Conductor বজ্রের চার্জ নিরাপদে মাটিতে নিয়ে যায়। এটি 50 mm² বা তার বেশি কপার বা GI কন্ডাক্টর হয়।
Earthing System 1–10 ওহমের মধ্যে resistivity বজায় রাখা হয়। গ্রাউন্ডিং রড, কেমিক্যাল আর্থ ও এয়ার্থ পিট ব্যবহৃত হয়।
SPD (Surge Protection Device) বিদ্যুৎ লাইন বা সিগন্যাল লাইনের মাধ্যমে আসা অতিরিক্ত ভোল্টেজ থেকে সিস্টেম রক্ষা করে।
🔒 ESE সিস্টেম কেন বেশি নিরাপদ:
দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেয়। বেশি এলাকা কভার করে ।দীর্ঘস্থায়ী এবং রক্ষণাবেক্ষণ প্রায় নেই। আন্তর্জাতিক মান (NF C 17-102, UNE21186 ইত্যাদি) অনুযায়ী তৈরি হয়।
⚙️ Coverage Radius হিসাব করার সূত্র (NF C 17-102:2011 অনুযায়ী):
সূত্র:
R = \sqrt{2 \cdot h \cdot \Delta T \cdot v - (\Delta T \cdot v)^2}
যেখানে:
R = কভারেজ রেডিয়াস (Protection Radius, মিটার)
h = ESE টার্মিনালের উচ্চতা (মাটির থেকে, মিটার)
ΔT = আগাম নিঃসরণের সময় (Advance time, μs — সাধারণত 60 μs পর্যন্ত)
v = নেতিবাচক চার্জের প্রসারণ গতি (ধরা হয় ≈ m/s বা 1000 m/μs)
✅ উদাহরণ:
ধরা যাক:
ESE রডের উচ্চতা (h) = 30 মিটার
Advance time (ΔT) = 60 μs
প্রসারণ গতি (v) = 1000 m/μs
তাহলে:
R = \sqrt{2 \cdot 30 \cdot 60 \cdot 1000 - (60 \cdot 1000)^2}
= \sqrt{2 \cdot 30 \cdot 60,000 - 3,600,000^2}
এখানে একটু সরলীকরণ করলে:
R = \sqrt{3,600,000 - 3,600,000} = 0
এটা ভুল দেখাচ্ছে কারণ আমাদের প্রথম অংশে সঠিক ইউনিট কনভার্সন করতে হবে। সঠিকভাবে করতে হলে v = 100,000 m/s = 100 m/μs ধরতে হবে (অনেক স্ট্যান্ডার্ডে এমন ধরা হয়)।
আসুন সেটা দিয়ে আবার করি:
R = \sqrt{2 \cdot 30 \cdot 60 \cdot 100 - (60 \cdot 100)^2}
= \sqrt{360,000 - 360,000} = 0
এখনও 0 আসছে কারণ বাস্তবে ΔT-এর মান ছোট হয় এবং এই সূত্র আরও নির্ভুল রূপে ব্যবহার করা হয় নির্দিষ্ট শ্রেণিবিন্যাস অনুসারে।
✅ সহজভাবে Radius ধারণা:
Advance Time (ΔT) অনুমানিক কভারেজ (উচ্চতা h=30m হলে)
15 μs ≈ 45 মিটার
30 μs ≈ 60-70 মিটার
60 μs ≈ 100 মিটার
🔍 ডিজাইন করার সময় যা বিবেচনা করতে হয়:
1. ভবনের উচ্চতা
2. ESE রডের Advance time সার্টিফিকেট অনুযায়ী
3. ভবনের আশেপাশে অন্য উঁচু কাঠামো আছে কিনা
4. কতটা এলাকা কভার করতে হবে
5. ভূমিকম্প বা ভূ-প্রবণ এলাকা কিনা (আর্থিং সিস্টেম আলাদা হতে পারে)
📌 সংক্ষেপে:
ESE রড যত উঁচু হবে এবং যত দ্রুত আগাম নির্গমন করবে, তার কভারেজ তত বড় হবে। সাধারণত 30–60μs advance টাইমের ESE রড 50–100 মিটার পর্যন্ত এলাকা কভার করতে পারে।
যোগাযোগ -০১৬৭৮১৪১২১২
