লম্বা Cable-এর শেষ মাথায় Short circuit, তবুও MCCB trip করেনি

একটি কারখানার 380 V bus থেকে প্রায় 200 m দূরের একটি Motor DOL starter দিয়ে চলত। Cable-এ Short circuit হয়, ভেতরে Arcing চলে, Cable পুড়ে নষ্ট হয়ে যায় — কিন্তু MCCB একবারও trip করেনি।

পরে পরীক্ষা করে দেখা গেল MCCB নষ্ট ছিল না। Fault current কখনোই তার Magnetic trip-এর মান ছোঁয়নি। লম্বা Cable-এ এটি খুব সাধারণ একটি ফাঁদ।

লক্ষণ

• Cable থেকে পোড়া গন্ধ ও Arcing-এর শব্দ, কিন্তু MCCB তখনো ON।
• MCCB trip করেনি; শেষে হাতে Isolate করে supply বন্ধ করতে হয়।
• Megger-এ সব core-এ Insulation Resistance শূন্য — core-to-core এবং core-to-earth দুটোতেই।
• আগে থেকেই অভিযোগ ছিল: Motor start করতে কষ্ট হয়, চলার সময় Voltage কম পায়।

যা যা পরীক্ষা করা হয়েছে

1. MCCB-এর setting যেভাবে পাওয়া গেল: In = 160 A, Thermal Ir = 95 A, Magnetic I3 selector MAX = 2240 A-এ বসানো (selector-এ ছিল 960 / 1600 / 2240 A)।

2. Cable: 3 × 35 mm² copper, armoured, মাটির নিচে, দৈর্ঘ্য প্রায় 200 m।

3. Fault current হিসাব: Cable-এর প্রতি conductor-এ Resistance

   $$R = \frac{\rho L}{S} = \frac{0.027 \times 200}{35} = 0.154\ \Omega$$

   এখানে $\rho = 0.027\ \Omega\cdot mm^2/m$ — Fault-এর সময় conductor গরম হয়ে যায়, তাই 20 °C-এর 0.018 নয়।

   Fault-এর ধরন	Cable-এর শেষ মাথায় Current
   তিন phase	1140 A
   Phase-to-phase	985 A
   Phase-to-armour (armour দুই মাথায় earthed)	প্রায় 470 A
   Phase-to-armour (armour এক মাথায় open)	150–250 A

4. Armour-এর Earthing: Motor-এর দিকে armour earthed, কিন্তু Feeder-এর দিকে open।

5. Volt drop: 90 A load-এ 200 m-এ প্রায় 5.4%, আর DOL start-এর সময় প্রায় 14%।

আসল কারণ

দুটি কারণ একসাথে ছিল। যেকোনো একটিই যথেষ্ট ছিল।

১. Magnetic trip-এর মান Fault current-এর চেয়ে বড়

Cable যত লম্বা, শেষ মাথায় Fault current তত কম। সম্পর্কটি $1/L$ — দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ হলে Current অর্ধেক:

$$I_k = \frac{0.8 \times U}{Z_{loop}}, \qquad Z_{loop} = \frac{2\rho L}{S}$$

Magnetic trip যত দূর পর্যন্ত Fault দেখতে পায়:

$$L_{max} = \frac{0.8 \times U \times S}{2\rho \times 1.2\,I_m}$$

1.2 ধরা হয় কারণ IEC 60947-2 অনুযায়ী Magnetic trip-এ ±20% tolerance থাকে। শুধু সমান হলে চলবে না, Fault current-কে tolerance-এর উপরে যেতে হবে।

Cable ছিল 200 m। কোনো setting-ই কাজ করত না — MIN-এও নয়। অর্থাৎ এই Cable-এর জন্য এই MCCB-টিই ভুল ছিল।

তাহলে বাকি রইল Thermal। কিন্তু Thermal অনেক ধীর: 985 A মানে Ir-এর প্রায় 10 গুণ, সেখানে trip হতে লাগে কয়েক সেকেন্ড — Magnetic-এর 20–50 ms-এর জায়গায়। আর কম current-এ কয়েক মিনিট, এমনকি কখনোই নয়।

২. Armour-এর Return path ভাঙা ছিল

আসল Fault শুরু হয় এক phase থেকে armour-এ। Armour দুই মাথায় earthed থাকলে current ধাতুর পথে ফিরে আসে — তখন current অনেক বেশি।

কিন্তু এখানে Feeder-এর দিকে armour open ছিল। তাই current-কে ফিরতে হয়েছে Motor-এর earth → Plant-এর earth grid → মাটি হয়ে Transformer-এর neutral পর্যন্ত। এই পথে 0.5–2 Ω বাড়তি Resistance যোগ হয়, আর current নেমে আসে মাত্র 150–250 A-তে। Thermal setting 95 A-এর তুলনায় এটি মাত্র 1.6–2.6 গুণ — এই জায়গায় Thermal trip করতে কয়েক মিনিট লাগে, আর Arcing fault হলে হয়তো কখনোই করে না।

তাই Arc ঘণ্টার হিসাবে না হলেও অনেকক্ষণ জ্বলেছে, পাশের core-গুলোর insulation পুড়িয়েছে, আর শেষে সব core নষ্ট হয়েছে। সব core-এ IR শূন্য পাওয়া হলো শেষ অবস্থা, শুরুর Fault নয়।

সমাধান

1. Cable বদলানো হয়। IR শূন্য হলে মেরামত করে চালানো যায় না।
2. নতুন Cable-এর মাপ বাড়িয়ে 70 mm² করা হয় — শুধু Fault current নয়, Volt drop-ও 35 mm²-এ ঠিক ছিল না। বড় conductor-এ Fault current বাড়ে, তাই সুরক্ষাও ভালো হয়।
3. Armour দুই মাথায় earth করা হয়, আর সাথে আলাদা একটি Earth Continuity Conductor (ECC) দেওয়া হয়।
4. MCCB-এর Trip unit বদলে Electronic (adjustable Isd) নেওয়া হয়। Isd 1.5 × Ir থেকে সেট করা যায়, তাই লম্বা Cable-এও Fault দেখা যায়।
5. Earth fault protection যোগ করা হয় — Core-balance CT, setting 1–3 A। কম current-এর Arcing earth fault কেবল এটিই ধরতে পারে।
6. একই Panel-এর বাকি MCCB-গুলোর setting মিলিয়ে দেখা হয়, লম্বা feeder আগে।

শিক্ষা

• Setting লেখার আগে Cable-এর দৈর্ঘ্য দেখুন। I3-এর মান Cable-এর শেষ মাথার Fault current-এর চেয়ে কম হতে হবে, tolerance ধরে।
• Armour বা Shield তিন-core Cable-এ সবসময় দুই মাথায় earth করুন। এক মাথায় earth করার নিয়ম শুধু single-core Cable-এর জন্য।
• MCCB trip করেনি মানেই MCCB নষ্ট নয়। আগে হিসাব করুন Fault current তার মান ছুঁতে পেরেছিল কি না।
• সব core-এ IR শূন্য মানে শুরুর Fault তিন phase ছিল না। বেশিরভাগ সময় এক phase থেকে শুরু হয়ে Arc ছড়িয়েছে।
• লম্বা feeder-এ Earth fault protection আলাদা করে দিন। Overcurrent কখনোই কম current-এর Arcing earth fault ধরবে না।

সংখ্যায়

আরও পড়ুন: Motor Protection: Overload Relay, MPCB, MCCB এবং Trip বন্ধ করতে Overload setting বাড়াবেন না। হিসাবের জন্য দেখুন Voltage Drop Calculator।