Motor Protection: Overload Relay, MPCB, MCCB

Motor সাধারণত হঠাৎ নষ্ট হয় না — বেশিরভাগ winding পোড়ে দীর্ঘ Overload, Single phasing বা গরমে। ঠিক সুরক্ষা ঠিক Setting-এ থাকলে Motor বেঁচে যায়, আর ভুল Setting-এ সুরক্ষা থেকেও না থাকার মতো। এই Lesson-এ দেখব কোন বিপদের জন্য কোন যন্ত্র, আর কীভাবে বাছাই ও Setting করতে হয়।

Motor-এর বিপদগুলো

কোনো একটি যন্ত্র সব কিছু থেকে বাঁচায় না। তাই সাধারণত দুটি অংশ থাকে: Short circuit সুরক্ষা (MCCB, MPCB-এর Magnetic অংশ বা Fuse) আর Overload সুরক্ষা (Overload Relay বা MPCB-এর Thermal অংশ)।

Overload Relay

Contactor-এর নিচে বসে, তিন phase-এর Current মাপে। Current অনেকক্ষণ বেশি থাকলে তার 95-96 (NC) contact খুলে Contactor-এর coil বন্ধ করে (Lesson 5)। নিজে Current কাটে না — Contactor কাটে।

• Thermal (Bimetal) — Current-এ গরম হয়ে বাঁকে। সস্তা, প্রচলিত। ভালো মডেলে Single phasing sensitivity (Differential) থাকে — এক phase কম হলে দ্রুত trip।
• Electronic — বেশি নিখুঁত, বিস্তৃত Setting, অনেকগুলোতে Phase loss ও Unbalance সুরক্ষা।

Trip Class (IEC 60947-4-1): 6 × Setting Current-এ কত সেকেন্ডের মধ্যে trip করবে।

• Class 10 — 10 সেকেন্ডের মধ্যে। সাধারণ Pump, Fan, Compressor।
• Class 20 / 30 — ভারী Load, দীর্ঘ Start (বড় Fan, Crusher, Centrifuge)।

Setting:

• DOL: Nameplate FLC (Lesson 2)।
• Star-Delta, KM1-এর পরে phase winding-এ: 0.58 × FLC (Lesson 6)।
• Reset: Manual — কারণ না খুঁজে কেউ যেন বারবার চালু না করে।

MPCB (Motor Protection Circuit Breaker)

এক যন্ত্রে তিন কাজ:

1. Thermal Overload — Dial ঘুরিয়ে FLC-তে সেট করা যায় (যেমন 25–32 A range-এ 28 A)।
2. Magnetic Short circuit — সাধারণত Range-এর সর্বোচ্চ মানের প্রায় 13 গুণে তাৎক্ষণিক trip। Starting Current-এ trip না করার মতো করে তৈরি।
3. Isolation ও হাতে ON/OFF।

সাধারণত Contactor-এর সাথে ব্যবহার হয় (MPCB + Contactor = DOL Starter); তখন আলাদা Overload Relay লাগে না। ছোট থেকে মাঝারি Motor-এ (মোটামুটি 100 A পর্যন্ত Range পাওয়া যায়) সবচেয়ে সুবিধাজনক। অনেক MPCB-তে Aux contact ও Trip indication contact লাগানো যায়।

খেয়াল রাখুন MPCB-এর Breaking capacity Panel-এর সম্ভাব্য Fault current-এর চেয়ে বেশি কিনা — বড় Transformer-এর কাছে কম রেটিং-এর MPCB-এর আগে Current limiter বা Fuse লাগতে পারে।

MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)

বড় Motor-এ এবং Feeder-এ ব্যবহৃত। Motor circuit-এ দুই রকম ব্যবহার:

• Motor protection MCCB (Electronic trip unit, Motor-এর জন্য Curve) — Overload ও Short circuit দুটোই।
• শুধু Short circuit সুরক্ষা (Magnetic-only বা Instantaneous) + আলাদা Contactor ও Overload Relay — বড় Motor-এ প্রচলিত।

Instantaneous (Magnetic) setting এমন হতে হবে যাতে:

• Starting Current-এ trip না করে — চালুর প্রথম half-cycle-এ Current Starting Current-এর চেয়েও বেশি ঝাঁকুনি দিতে পারে, তাই Setting সাধারণত FLC-এর 10–14 গুণের মতো রাখা হয় (Manufacturer-এর নির্দেশনা দেখুন)।
• আবার Cable-এর শেষ প্রান্তে Fault হলেও trip করে। লম্বা Cable-এ Fault current কমে যায় — Setting বেশি হলে MCCB trip না-ও করতে পারে, Cable গরম হয়ে আগুন লাগতে পারে। লম্বা Cable-এ Fault loop impedance হিসাব করে যাচাই করুন।

সাধারণ Thermal-magnetic MCCB (Lighting/Feeder-এর জন্য) Motor-এর Starting Current-এ অকারণে trip করতে পারে, আবার Overload-এ Motor-কে ঠিকমতো রক্ষাও করে না — Motor-এর জন্য উপযুক্ত মডেল বাছুন।

Breaking capacity ও Coordination

• Icu (Ultimate breaking capacity) — সর্বোচ্চ যে Fault current-এ যন্ত্রটি নিরাপদে কাটতে পারে (একবার)। Ics — যে মানে কেটে আবার ব্যবহারযোগ্য থাকে। Panel-এর সম্ভাব্য Fault current-এর (Transformer-এর আকার ও Cable-এর দৈর্ঘ্য থেকে) চেয়ে Icu বেশি হতে হবে।
• Type 2 coordination (IEC 60947-4-1) — Short circuit-এর পর Contactor ও Overload Relay ক্ষতিগ্রস্ত হবে না (Contact হালকা আটকে গেলে সহজে আলাদা করা যায়), পরিদর্শনের পর আবার চালু করা যায়। Type 1-এ Starter নষ্ট হতে পারে, বদলাতে হয়। গুরুত্বপূর্ণ Motor-এ Type 2 বেছে নিন — Manufacturer-এর Coordination টেবিল অনুযায়ী MCCB/MPCB, Contactor ও Overload-এর সমন্বয় ঠিক করুন।

Earth fault সুরক্ষা

Winding-এর Insulation নষ্ট হয়ে Body-তে Current গেলে:

• Body ঠিকমতো Earthing করা থাকলে বড় Fault current চলে, MCCB বা MPCB trip করতে পারে — কিন্তু ছোট Leakage-এ নয়।
• ELR (Earth Leakage Relay) + CBCT বা RCD দিয়ে ছোট Leakage-এ trip করানো যায় — আগুন ও শকের ঝুঁকি কমায়। Motor circuit-এ সাধারণত 100–300 mA বা তার বেশি Setting ব্যবহার হয়; মানুষের শক থেকে সুরক্ষার 30 mA সাধারণত Socket ও হাতে ধরা যন্ত্রের জন্য।
• নিয়মিত Megger দিয়ে Insulation Resistance মাপলে Fault হওয়ার আগেই বোঝা যায়।

Motor-এর Body-র Earthing আর Cable gland-এর ধাতব অংশ অবশ্যই Earth-এর সাথে যুক্ত রাখুন।

Thermistor (PTC) সুরক্ষা

Winding-এর ভেতরে বসানো PTC Thermistor আর একটি Thermistor relay সরাসরি winding-এর তাপ মাপে। Current স্বাভাবিক থাকলেও winding গরম হলে trip করে। বিশেষ করে দরকার:

• VFD-চালিত Motor, কম Speed-এ দীর্ঘক্ষণ চালানো হয়
• গরম Motor room — বাংলাদেশে গ্রীষ্মে 45 °C-এর বেশি হতে পারে
• ঘনঘন Start-Stop
• Fan cover-এ ময়লা জমার সম্ভাবনা

Motor-এর Terminal box-এ সাধারণত দুটি ছোট টার্মিনাল (TP1–TP2 বা চিহ্নিত) থাকলে Thermistor আছে। এটা কাজে লাগান।

Voltage ও Phase সুরক্ষা

Phase failure / Phase sequence relay — Phase না থাকলে, ক্রম উল্টালে, বা Voltage অনেক অসমান হলে Motor চালু হতে দেয় না বা বন্ধ করে। Grid-এর Voltage ওঠানামা আর Single phasing যেখানে প্রায়ই হয়, সেখানে খুব কাজের। উল্টো ঘুরলে ক্ষতি হয় এমন Pump ও Compressor-এ Phase sequence সুরক্ষা জরুরি।

কোন বিপদে কোন যন্ত্র

হিসাবের উদাহরণ: 15 kW DOL Motor

400 V, FLC 28 A, DOL Starting Current প্রায় 6.5 × 28 ≈ 182 A।

বিকল্প ১ — MPCB + Contactor:

• MPCB Range 25–32 A, Thermal setting 28 A।
• Magnetic trip প্রায় 13 × 32 ≈ 416 A — Starting Current 182 A-এর চেয়ে যথেষ্ট বেশি, তাই চালুর সময় trip করবে না।
• Panel-এ সম্ভাব্য Fault current 25 kA হলে MPCB-এর Breaking capacity অন্তত 25 kA (বা Manufacturer-এর টেবিল অনুযায়ী Limiter সহ)।

বিকল্প ২ — Magnetic-only MCCB + Contactor + Overload Relay:

• Overload Relay Range 23–32 A, setting 28 A, Class 10, Manual reset।
• MCCB-এর Instantaneous setting Manufacturer-এর Motor টেবিল অনুযায়ী (FLC-এর প্রায় 10–14 গুণ), আর Cable-এর শেষ প্রান্তের Fault-এ trip করে কিনা যাচাই।

হিসাব করুন: Starter ও Overload Sizing।

Trip করলে কী করবেন

1. কোন যন্ত্র trip করেছে দেখুন: Overload, MPCB-এর Thermal না Magnetic, MCCB, ELR।
2. Magnetic বা Short circuit trip হলে আবার চালু করবেন না — Megger দিয়ে Motor ও Cable-এর Insulation পরীক্ষা করুন।
3. Overload trip হলে: তিন phase-এর Voltage, Load, Bearing (হাতে ঘুরিয়ে দেখুন), Fan ও Cooling পরীক্ষা করুন; চালু করে Clamp meter-এ তিন phase-এর Current মাপুন।
4. Setting ঠিক আছে কিনা দেখুন — কিন্তু "trip বন্ধ করতে" Setting বাড়াবেন না।

সাধারণ ভুল

• Overload setting FLC-এর অনেক ওপরে রাখা — Motor অরক্ষিত।
• Reset mode Auto-তে — Fault অবস্থায় Motor বারবার চালু হয়।
• Star-Delta-য় phase winding-এ Overload বসিয়ে FLC সেট করা।
• Lighting-এর জন্য বানানো MCCB দিয়ে Motor চালানো — চালুর সময় অকারণে trip।
• Breaking capacity না দেখে সস্তা MPCB/MCCB বসানো — বড় Fault-এ যন্ত্র নিজেই ফেটে যেতে পারে।
• Thermistor টার্মিনাল থাকা সত্ত্বেও ব্যবহার না করা।

সংক্ষেপে

• দুটি অংশ: Short circuit সুরক্ষা (MCCB / MPCB Magnetic / Fuse) আর Overload সুরক্ষা (Overload Relay / MPCB Thermal)।
• Overload setting: DOL-এ FLC, Star-Delta-র phase winding-এ 0.58 × FLC; Class 10 সাধারণ; Reset Manual।
• MPCB: Thermal + Magnetic + Isolation এক যন্ত্রে; Breaking capacity যাচাই করুন।
• MCCB-এর Instantaneous setting: Starting-এ trip নয়, কিন্তু Cable-এর শেষের Fault-এ trip।
• গুরুত্বপূর্ণ Motor-এ Type 2 coordination; Earth leakage-এ ELR; গরম বা VFD-চালিত Motor-এ Thermistor।
• Trip হলে কারণ খুঁজুন — Setting বাড়াবেন না।