Neutral ও Earthing

এক রাতে একটি এলাকার বাসায় বাসায় Fan, TV আর Fridge একসাথে পুড়ে গেল, অথচ কারো বাড়িতে কোনো Fault নেই। কারণ ছিল খুঁটির Transformer-এর Neutral-এর একটি ঢিলা সংযোগ। Neutral আর Earthing চোখে না পড়া দুটি তার — কিন্তু মানুষের জীবন আর যন্ত্রের নিরাপত্তা এদের ওপর।

দুই ধরনের Earth

• System (Neutral) earthing — LV-র Star point (Neutral) Earth-এর সাথে যুক্ত। এতে Phase-এর Voltage Earth-এর সাপেক্ষে স্থির থাকে (প্রায় 230 V), আর Earth fault-এ যথেষ্ট Current চলে যাতে Breaker বা Fuse Trip করে।
• Protective (Body) earthing — Transformer-এর Tank, Panel-এর Body, Cable-এর Armour, বেড়া ও সব ধাতব অংশ Earth-এ। Insulation নষ্ট হলে Body-তে আসা Voltage নিরাপদে Earth-এ চলে যায়।

Dyn11-এর HV দিক Delta, তাই HV-তে Neutral নেই; Earth শুধু LV Neutral আর Body-র (Lesson 4)।

LV Neutral কোথায় Earth হবে

সাধারণত Transformer-এর কাছে, একটি নির্দিষ্ট জায়গায় — Neutral bushing থেকে Earth electrode-এ। তারপর গ্রাহকের দিকের ব্যবস্থা (TN-S, TN-C-S ইত্যাদি) অনুযায়ী Neutral আর Protective earth (PE) আলাদা থাকে বা নির্দিষ্ট বিন্দুতে আলাদা হয়।

• TN-S — Transformer থেকেই Neutral (N) আর PE আলাদা তার। কারখানা ও বড় ভবনে প্রায়ই।
• TN-C-S — Transformer থেকে একসাথে PEN তার, গ্রাহকের Main panel-এ আলাদা হয়ে N ও PE। একবার আলাদা হলে আর কখনো জোড়া নয়।

নিয়ম: একটি উৎসের Neutral-Earth সংযোগ শুধু নির্ধারিত জায়গায়। ভবনের ভেতরে Sub-panel-এ বারবার N আর PE জুড়ে দিলে Neutral current Earth তার আর ধাতব কাঠামো দিয়ে ঘোরে — RCD অকারণে Trip করে, Earth তারে সবসময় Current, Interference। Generator যুক্ত থাকলে একই প্রশ্ন আরও জটিল — Generator: Neutral ও Earthing।

HV-র Body earth আর LV-র Neutral earth: এক না আলাদা?

Substation-এ HV দিকে Earth fault হলে Fault current Body earth দিয়ে মাটিতে যায়, আর সেই মুহূর্তে পুরো Earthing ব্যবস্থার Voltage মাটির সাপেক্ষে বেড়ে যায়। যদি LV Neutral একই Earth-এ যুক্ত থাকে, সেই বাড়তি Voltage Neutral হয়ে গ্রাহকের যন্ত্রের Body-তে পৌঁছাতে পারে।

তাই দুটো একসাথে করবেন না আলাদা — তা নির্ভর করে সম্মিলিত Earth resistance কত কম, HV Earth fault current কত, আর Fault কত দ্রুত সরে যায় তার ওপর। এই সিদ্ধান্ত নকশার সময় Engineer নেন, প্রযোজ্য Standard ও বিতরণ সংস্থার নিয়ম অনুযায়ী। মাঠে যা আছে তা নিজে বদলাবেন না; আলাদা থাকলে দুটি Earth pit-এর মাঝে নির্ধারিত দূরত্ব বজায় রাখুন।

ভাঙা Neutral (Floating neutral)

সবচেয়ে প্রচলিত আর ধ্বংসাত্মক Fault-গুলোর একটি।

Neutral ঠিক থাকলে প্রতিটি Phase-এর যন্ত্র পায় প্রায় 230 V, Load যতই অসমান হোক। Transformer-এর কাছে বা লাইনে Neutral ভেঙে গেলে Single-phase Load-গুলো তিন Phase-এর মধ্যে Series-এ যুক্ত হয়ে যায়। তখন:

• কম Load-এর Phase-এ Voltage অনেক বেড়ে যায় — 400 V-এর কাছাকাছি পর্যন্ত। সেখানকার Fan, TV, Fridge, Charger পুড়ে যায়।
• বেশি Load-এর Phase-এ Voltage অনেক কমে — আলো নিভু নিভু, Motor চালু হয় না।
• যন্ত্রের Body-তে, যা Neutral-এর সাথে কোথাও যুক্ত, অস্বাভাবিক Voltage আসতে পারে।

লক্ষণ: একই এলাকায় কারো বাসায় আলো খুব উজ্জ্বল, কারো খুব কম; একটি যন্ত্র চালু করলে অন্য Phase-এর আলো বদলায়। Phase-to-neutral Voltage মাপলে একটি Phase-এ 260–380 V আর অন্যটিতে অনেক কম। সাথে সাথে Load বিচ্ছিন্ন করে বিতরণ সংস্থা বা দায়িত্বশীল Electrician-কে জানান।

প্রতিরোধ: Neutral-এর সংযোগ (Transformer bushing, LV Panel, খুঁটির জোড়া) শক্ত ও ক্ষয়মুক্ত রাখা; অ্যালুমিনিয়াম-তামার জোড়ায় Bimetallic lug; বছরে Thermography; Neutral-এর আকার কখনো কমানো নয়; বড় স্থাপনায় Over/under-voltage relay।

Neutral-এ Current

• তিন Phase-এ Load সমান না হলে Neutral-এ Current — Single-phase Load সমানভাবে ভাগ করুন।
• UPS, LED, Computer-এর তৃতীয় Harmonic তিন Phase থেকে Neutral-এ যোগ হয় — Neutral current Phase current-এর চেয়েও বেশি হতে পারে। এমন জায়গায় Neutral-এর Cable ও Busbar পূর্ণ আকারের বা বড় রাখুন।
• নিয়মিত Neutral current মাপুন (Clamp meter, True RMS)। Phase current-এর তুলনায় অস্বাভাবিক বেশি হলে কারণ খুঁজুন।

Lightning arrester-এর Earth

Arrester-এর কাজ বজ্রপাতের উচ্চ Current দ্রুত মাটিতে পাঠানো। তাই Arrester-এর Earth তার ছোট, সোজা, বাঁকহীন, আর Transformer-এর Tank earth-এর সাথে যুক্ত, যাতে Arrester আর Transformer-এর মধ্যে Voltage পার্থক্য কম থাকে। লম্বা পেঁচানো তারে Inductance বাড়ে, Arrester কাজ করলেও Transformer রক্ষা পায় না (Lesson 7)।

Earth resistance মাপা

• Fall-of-potential (3-pole) পদ্ধতি — Earth tester-এর দুটি সহায়ক Spike নির্দিষ্ট দূরত্বে মাটিতে পুঁতে মাপা। মাপার সময় Electrode-কে ব্যবস্থা থেকে বিচ্ছিন্ন করতে হয় — তাই শুধু অনুমতি ও নিরাপদ অবস্থায়, আর বিচ্ছিন্ন থাকাকালীন ব্যবস্থা Earth-বিহীন থাকে।
• Clamp-on earth tester — বিচ্ছিন্ন না করে মাপা যায়, তবে শুধু যেখানে একাধিক Earth পথ আছে; একক Electrode-এ ভুল ফল।
• মান শুকনো মৌসুমে সবচেয়ে বেশি — চৈত্র-বৈশাখে মেপে রেকর্ড রাখুন।
• লক্ষ্যমাত্রা নকশা ও প্রতিষ্ঠানের নিয়ম অনুযায়ী; Substation-এ সাধারণত খুব কম মান চাওয়া হয়।
• Earth pit-এর সংযোগ খোলা, মরিচা ধরা, বা তার চুরি হয়ে গেছে কিনা দেখুন — বাংলাদেশে তামার Earth তার চুরি একটি বাস্তব সমস্যা।

Touch ও Step voltage

Substation-এ বড় Earth fault-এর সময় মাটির ওপর Voltage সমান থাকে না:

• Touch voltage — ধাতব কাঠামো ছুঁয়ে দাঁড়ানো মানুষের হাত আর পায়ের মধ্যে Voltage।
• Step voltage — দুই পায়ের মধ্যে Voltage, Fault-এর কাছে হাঁটলে।

প্রতিকার: Substation-এ Earth mesh (Grid), বেড়া ও গেট Earth, মাটির ওপর Gravel-এর স্তর (উচ্চ Resistance), আর Fault-এর সময় Substation-এ না ঢোকা।

সংক্ষেপে

• System earth (Neutral) আর Body earth দুটোই দরকার; LV Neutral নির্ধারিত এক জায়গায় Earth।
• TN-C-S-এ একবার N ও PE আলাদা হলে আর জোড়া নয়; Sub-panel-এ N-PE জুড়বেন না।
• HV Body earth ও LV Neutral earth এক না আলাদা — নকশার সিদ্ধান্ত, মাঠে বদলাবেন না।
• ভাঙা Neutral: কম Load-এর Phase-এ প্রায় 400 V — যন্ত্র পোড়ে; সংযোগ শক্ত রাখুন।
• Harmonic Neutral current বাড়ায়; Neutral পূর্ণ আকারের।
• Arrester-এর Earth ছোট ও সোজা; Earth resistance শুকনো মৌসুমে মাপুন।

পরের Lesson: Installation, Commissioning ও Inrush।