विद्युत आगीच्या अनेक घटनांमध्ये मूळ कारण हे ‘शॉर्ट सर्किट’पेक्षा जास्त वेळ टिकणारे, हळूहळू वाढणारे दोष (faults) असतात. अशा दोषांमध्ये अयोग्य अर्थिंग व बॉन्डिंगमुळे संरक्षण यंत्रणा वेळेत ट्रिप होत नाही आणि उष्णता (heating) वाढत जाऊन आग लागण्याचा धोका निर्माण होतो. अर्थिंग (Earthing) आणि बॉन्डिंग (Bonding) हे विद्युत सुरक्षिततेचे कणा आहेत. सामान्य विद्युत प्रवाहाचा मार्गामध्ये विद्युत प्रवाह (current) हा स्रोतापासून ( source) फेज (live) वाहकाद्वारे (conductor) उपकरणापर्यंत जातो आणि न्यूट्रल वाहकाद्वारे (conductor) सुरक्षितपणे पुन्हा स्रोताकडे (to source) परत येतो. हा विद्युत प्रवाह इन्सुलेटेड वायरच्या (insulated wires) आतच राहिला तर संपूर्ण प्रणाली सुरक्षितपणे कार्य करते.
जेव्हा इन्सुलेशन खराब होते, वायर सैल होते किंवा लाईव्ह (live) वाहक एखाद्या उपकरणाच्या/ मशीनच्या धातूच्या बॉडीला (metal body) स्पर्श करते, तेव्हा धोका सुरू होतो. अशा परिस्थितीत फ्रिज, गिझर, वॉशिंग मशीन, औद्योगिक मशीन किंवा विद्युत पॅनेल यांचे धातूचे कव्हर लाईव्ह होऊ शकते. जर एखाद्या व्यक्तीने अशा लाईव्ह धातूच्या भागाला हात लावला तर विद्युत प्रवाह (current) मानवी शरीरातून जाऊ शकतो आणि तीव्र विद्युत धक्का (electric shock) बसू शकतो.
हा धोका टाळण्यासाठी अर्थ वायर (earth wire) दिली जाते आणि ती सर्व उघड्या धातूच्या भागांशी जोडली जाते. ही अर्थ वायर दोन अतिशय महत्त्वाची कामे करते. पहिले म्हणजे, ती धातूचे भाग ‘अर्थ पोटेन्शियल’जवळ ठेवते, त्यामुळे विद्युत धक्क्याचा धोका कमी होतो. दुसरे म्हणजे, जेव्हा फॉल्ट (fault) होतो तेव्हा ती फॉल्ट करंटसाठी (fault current) कमी विद्युत प्रतिकार (resistance) असलेला स्पष्ट परतीचा मार्ग तयार करते, त्यामुळे फ्यूज, MCB, MCCB, RCCB यांसारखी संरक्षण उपकरणे लवकर ट्रिप होऊन वीजपुरवठा बंद करतात. ही जलद डिसकनेक्शन प्रक्रिया सुरक्षिततेसाठी अत्यावश्यक असते.
पण जेव्हा अर्थिंग (earthing) किंवा बॉन्डिंग (bonding) अयोग्य असते तेव्हा समस्या निर्माण होते. जर अर्थ कंडक्टर (earth conductor) कमी क्षमतेचा (undersized) असेल, गंजलेला (corroded) असेल, तुटलेला (broken) असेल, जोडणी सैल (loose connection) असेल, किंवा बॉन्डिंग चुकीचे असेल, तर फॉल्ट करंट (fault current) मोकळेपणाने वाहू शकत नाही. ब्रेकर लगेच ट्रिप होण्यासाठी जो करंट झपाट्याने वाढायला हवा तो वाढत नाही, आणि करंट कमीच राहतो. ही परिस्थिती अत्यंत धोकादायक आहे, कारण फॉल्ट चालूच राहतो, धातूचे भाग लाईव्ह राहतात आणि संपर्क बिंदूंवर स्थानिक (localized) उष्णता हळूहळू वाढत जाते.
ही परिस्थिती ‘फॉल्ट लूप इम्पीडन्स’ (fault loop impedance) या संकल्पनेशी संबंधित आहे. सोप्या भाषेत सांगायचे तर फॉल्ट करंट ज्या मार्गाने वाहतो त्या मार्गातील एकूण विद्युत प्रतिकार (resistance) म्हणजे फॉल्ट लूप इम्पीडन्स. जर हा विद्युत प्रतिकार (resistance) जास्त असेल तर फॉल्टच्या वेळी तयार होणारा विद्युत प्रवाह इतका कमी राहतो की संरक्षण उपकरणे (protective devices) आवश्यक वेळेत कार्य करू शकत नाहीत. परिणामी फॉल्ट असूनही सर्किट ट्रिप होत नाही. ही धोकादाक स्थिती आहे.
सुरक्षिततेसाठी RCCB (Earth Leakage Circuit Breaker) वापरली जाते आणि अनेक लोकांना वाटते की फक्त RCCB बसवला म्हणजे पूर्ण सुरक्षितता मिळते. प्रत्यक्षात RCCB हा तेव्हाच ट्रिप होतो जेव्हा पुरेसा लीक करंट (leakage current) निर्माण होतो. अयोग्य अर्थिंग आणि अर्थिंगमध्ये जास्त प्रतिकार (impedance) असल्यास लीक करंट इतका कमी असू शकतो की RCCB ट्रिपच होत नाही. अशा वेळी कोणतेही ट्रीप न होता उष्णता (heating) आणि धोका शांतपणे वाढत राहतो. म्हणूनच संरक्षण उपकरणाइतकीच अर्थिंगची गुणवत्ता महत्त्वाची असते.
अयोग्य बॉन्डिंग (poor bonding) ही समस्या आणखी वाढवते. केबल ट्रे, पॅनेल्स, कंड्युट्स, स्ट्रक्चर्स, उपकरणांचे धातूचे बॉडी पार्ट्स हे सर्व एकमेकांशी योग्य प्रकारे बॉन्ड केलेले असणे आवश्यक असते. जर बॉन्डिंग नसले किंवा जोडणी सैल (loose connection) असेल तर फॉल्टच्या वेळी वेगवेगळ्या धातूच्या भागांवर वेगवेगळे व्होल्टेज येऊ शकते. यामुळे लहान विद्युत प्रवाह (circulating currents) तयार होतात, धातूच्या जोडांवर विद्युत ठिणगी (arcing) होऊ शकते आणि स्थानिक (localized) उष्णता वाढते. ही उष्णता अनेकदा लक्षात येत नाही आणि लहान वा मोठी आग लागल्यावरच लक्षात येते.
जुन्या ठिकाणी (older installations) हा धोका अधिक असतो. काळानुसार अर्थिंग कंडक्टर्स गंजतात, जोड सैल होतात, जमिनीचा विद्युत प्रतिकार (resistance) बदलतो आणि बॉन्डिंग कनेक्शन्स खराब होतात. त्याच वेळी विद्युत भार (load) वाढत जातो. जर अर्थिंग (earthing) प्रतिकार, लूप इम्पीडन्स आणि बॉन्डिंग कंटिन्युइटीची (bonding continuity) नियमित तपासणी केली नाही तर विद्युत प्रणाली (Electrical System) वरून ठीक ‘नॉर्मल’ दिसते, पण फॉल्टच्या वेळी ती धोकादायक ठरू शकते.
अयोग्य अर्थिंगमुळे होणाऱ्या विद्युत आगी बहुतांश वेळा अचानक होत नाहीत. त्या हळूहळू, शांतपणे विकसित होतात. आज ट्रिप न झालेला फॉल्ट उद्या आगीचे कारण बनतो.
अर्थिंग आणि बॉन्डिंग ही ‘ऐच्छिक सुविधा’ नाही, ती जीवनरक्षक (life safety) प्रणाली आहे.
(लेखक वीजविषयक सल्लागार आहेत.)
ajitnkulkarni@yahoo.com
