विद्युत् दोष

विद्युत् दोष : विद्युत् मंडल, विद्युतीय घटक (उदा., रोधक, धारित्र, गुंडाळी इ.) अथवा संवाहक तार यांच्यात खंडित वा अपूर्ण मंडल, मंडल संक्षेप किंवा भूयोग [⟶ भूयोजन] हे दोष आढळतात. त्यांना विद्युत् दोष म्हणतात. (१) यांत्रिक शक्तीपासून विद्युत् शक्ती निर्माण करणारे विद्युत् जनित्र व विद्युत् शक्तीपासून यांत्रिक शक्ती निर्माण करणारे विद्युत् चलित्र या साधनांमधील दोष, (२) ज्यांतून विद्युत् प्रवाह जाऊ शकत नाही अशा निरोधक पदार्थांचे वेष्टन बसविलेल्य विद्युत् संवाहकांमधील म्हणजे केबलींमधील दोष आणि (३) घरगुती तारकाम व विद्युत् उपकरणे यांच्यातील दोष हे विद्युत् दोषांचे तीन प्रमुख गट आहेत.

विद्युत् जनित्र व चलित्र या साधनांतील दोष : हे दोष पुढील प्रकारचे असतात : (१) हे साधन वा यंत्र सुरू न होणे अथवा ते बरोबर न फिरणे हे यांत्रिक दोष व (२) पाहिजे त्या प्रमाणात विद्युत् शक्ती निर्माण न होणे वा यंत्र फार गरम होणे यासारखे इतर दोष.

विद्युत् जनित्र सुरू न होण्याच्या यंत्रिक कारणांत त्याचा घूर्णक काही कारणाने अडकून बसतो व त्यामुळे जनित्र फिरत नाही. धारव्यात [बेअरिंगमध्ये ⟶ धारवा] वंगणतेल नसल्यासही धारवा फार तापून या घूर्णकाच्या दांड्याचा भाग व धारवा एकमेकांस घट्ट चिकटून बसतात. काही वेळा अतिघर्षणामुळे धारव्याचा फक्त खालचा अर्धा भाग झिजून घूर्णकाचा अक्ष खाली सरकून घूर्णक व यंत्राचा खालच्या बाजूला ध्रुव यांमधील अतंर नष्ट होऊन घूर्णख ध्रुवालाच घासून फिरू लागतो वा त्याला पूर्णपणे चिकटून बसतो. कित्येक वेळा दिक्परिवर्तकावर [प्रवाहाची दिशा बदलणाऱ्या साधनावर ⟶ दिक्परिवर्तन] टेकविलेले स्पर्शक (ब्रश) घूर्णकाच्या टोकावरील गुंडाळीला अडकू लागल्यनेही घूर्णक मोकळेपणाने फिरू शकत नाही.

विद्युत् चलित्राच्या सर्वच प्रकारांत त्यांच्या संरक्षणासाठी ठेवलेली वितळतार वितळल्याने किंवा ⇨विद्युत् मंडल खंडक उघडल्याने चलित्रापर्यंत विद्युत् प्रवाहच पोहोचत नाही किंवा एखाद्या संवाहकाचा जोड सैल झाल्यानेसुद्धा चलित्राला हवा तेवढा विद्युत् प्रवाह मिळत नाही. तसेच काही वेळा चलित्रावरील भार त्याच्या अश्वशक्तीपेक्षा जास्त असला, तरीही ते सुरू होत नाही. अशाच स्थितीत चलित्रामधून विद्युत् प्रवाह काही काल तसाच चालू राहिला, तर चलित्रातून फार मोठा विद्युत् प्रवाह वाहिल्याने वितळतार वितळून जाते किंवा विद्यत् मंडल खंडक उघडतो. अशा वेळी चलित्र चालू करताना प्रथम त्यावरील भार कमी करून ते चालू करतात व ते नीटपणे चालू होऊन त्याच्या ठरविलेल्या वेगाने फिरू लागल्यावर त्यावरील भार क्रमाक्रमाने वाढवीत जातात. 

चलित्र सुरू न होण्याच्या कारणांत त्याच्या आरंभकामधील (चलित्र सुरू करण्यासाठी व ते सर्वसामान्य गतीने फिरू लागण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या प्रयुक्तीमधील) दोषही कारणीभूत असतात. त्यांतील काही अगदी क्षुल्लक दोषांमुळेही चलित्र सुरू होत नाही. स्विच चालू केल्यावरही चलित्रामधून प्रवाह जात नसेल, तर चलित्राच्या मंडलात कोठे तरी खंड पडलेला असतो. अशा वेळी चलित्रापर्यंत प्रवाह वाहून नेणाऱ्या संवाहकामध्ये खंड आढळून आला नाही, तर चलित्राच्या गुंडाळ्यांमध्ये खंड असू शकतो वा स्पर्शकामध्ये दोष असू शकतो. 

त्रिकला (तीन स्वतंत्र विद्युत् मंडले असलेल्या) प्रवर्तन चलित्र चालू असताना, त्याचा कोणताही एक कला संवाहक तुटल्यास ते दोन संवाहकांवर चालू रहाते पण त्यांचे संतुलन बिघडून चलित्र तापू लागते. संरक्षक वितळतार वेळेवर वितळून प्रवाह बंद झाला नाही, तर आतील गुंडाळ्या खराब होतात. चलित्र जोडतानाच झालेल्या चुकीच्या जोडणीमुळे ते उलट दिशेने फिरते. अशा वेळी एकदिश (एकाच दिशेत वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहावर चालणाऱ्या) चलित्रामध्ये घूर्णकाला जोडलेले संवाहक किंवा ध्रुवाला जोडलेले संवाहक उलट करतात. मात्र दोन्हीकडील संवाहक उलट करू नयेत. त्रिकला चलित्र उलट दिशेने फिरत असल्यास त्याच्या स्थागुणकावर जोडलेल्या तीन संवाहकांपैकी कोणतेही दोन संवाहक चलित्राच्या अग्र-फलकावरच उलट करतात. द्विकला चलित्र उलट दिशेने फिरत असल्यास कोणत्याही एका कलेचे दोन संवाहक उलट करून बसवतात. एकदिश चलित्राचे स्पर्शक चुकीच्या जागी वसलेले असतील, तर चलित्र चुकीची गती घेईल किंवा खूप प्रवाह घेऊनही सुरूच होणार नाही. तसेच या चलित्रामधील चुंबकीय क्षेत्र दुर्बल झाले असेल, तर चलित्र जास्त वेगाने फिरू लागते (चलित्र चालू झाल्यावरही त्याच्या आरंभकामधील रोध तसाच राहिला, तर अशी स्थिती उत्पन्न होते किंवा काही वेळा ध्रुवाभोवती बसविलेली गुंडाळी तापून तिच्यावरील निरोधक आवरण जळून गेल्याने तिच्यातील काही वेढ्यांमध्ये मंडल संक्षेप होतो आणि परिणामी ध्रुव-अँपिअरवेढे कमी होऊन चुंबकीय क्षेत्र दुर्बल होते). एकदिश, एकसरी चलित्रावरचा भार एकदम काढून घेतला, तरी ते अतिशय वेगाने फिरू लागते. त्याचप्रमाणे एकदिश संयुक्त चलित्रामधील एकसरी किंवा समांतर गुंडाळ्या चुकून एकमेकींच्या विरुद्ध दिशेने जोडल्या गेल्या तरीही चलित्र अतिजलद वेगाने फिरू लागते. तसेच त्याच्यावरील अतिभारानेही ते गरम होते. मोठ्या शक्तीच्या यंत्रातील वायुवीजनाचे मार्ग चोंदल्यानेही यंत्राचे तापमान वाढते. यंत्रावर प्रमाणापेक्षा जास्त भार असणे, चुकीच्या जागेवर स्पर्शक बसलेला असणे, स्पर्शकावर स्प्रिंगेचा चुकीचा दाब असणे, दिक्परिवर्तक अथवा स्पर्शक कमी अधिक झिजणे अथवा धात्रामधील (आर्मेचरमधील) समांतर गुंडाळ्यांपैकी एखादी खंडित झाली असल्यास दिक्परिवर्तकावर ठिणग्या पडू लागतात. अशा वेळी स्पर्शक झिजला असल्यास सहजपणे बदलता येतो. दिक्परिवर्तकाचा काही भाग झिजून त्यावर खाचा पडल्या असल्यास त्याचा सर्वच दंडगोल भाग पुन्हा थोडासा कातून दुरुस्त करतात. दिक्परिवर्तकाचे विविध भाग सैल पडले असल्यास तो आवळून घेता येतो पण दिक्परिवर्तक सुधारण्यापलीकडे बाद झाला असल्यास पूर्णपणे बदलावा लागतो. धात्रामध्ये गुंडाळ्या तरंगी (वेव्ह) पद्धतीच्या असतील, तर त्यांचे दोन समांतर भाग असतात पण ‘लॅप’ पद्धतीच्या गुंडाळीत अनेक समांतर विभाग असतात. त्यांपैकी एखादा विभाग खंडित झाला असल्यास यंत्र फिरताना संबंधित खंडाजवळ जोरात ठिणग्या पडतात तसेच गुंडाळीचे काही वेढे मंडल संक्षेपित झाल्यासही संबंधित भाग चुंबकीय क्षेत्रात फिरताना जास्त गरम होतो. गुंडाळीमधील वेढ्याच्या दिक्परिवर्तकाशी केलेल्या जोडांचे रोध कमीजास्त असल्यासही दिक्परिवर्तकावर ठिणग्या पडतात. हे तीनही दोष शोधून काढण्यासाठी स्पर्शकामार्फत धात्र-गुंडाळीमधून कमी दाबाचा पण गुंडाळीच्या क्षमतेनुसार पुरेसा प्रवाह पाठवून दिक्परिवर्तकाचे विविध विभागांतील दाबपूरक विशिष्ट व्होल्टमापकाने क्रमशः नीट मोजतात. यातून नक्की दोषस्थळ सापडून योग्य ते उपाय करता येतात.

एकदिश जनित्र सुरू करताना त्याच्या ध्रुवांमध्ये शिल्लक असलेल्या अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्राची वाढ होत जाऊन त्या प्रमाणात जनित्राचा विद्युत् दाब वाढत जातो पण काही कारणाने हे अवशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र पूर्णपणे नष्ट झाले असेल, तर जनित्रामध्ये विद्युत् दाब उत्पन्न होऊ शकत नाही. अशा वेळी जनित्राच्या ध्रुवाच्या गुंडाळ्या उलट जोडल्यामुळे ध्रुवांमधील क्षेत्राची दिशा उलट होते. जनित्राच्या स्थिर विद्युत् दाबामध्ये बरीच तफावत असेल, तर जनित्राच्या वेगात चूक झालेली असते अथवा ध्रुव गुंडाळीचा प्रवाह नियामक चुकीच्या जागेवर ठेवलेला असतो. [⟶ विद्युत् चलित्रविद्युत् जनित्र].

 केबलींमधील दोष : केबलींमध्ये दोष निर्माण होण्याची पुढील प्रमुख कारणे आहेत : (१) केबलीच्या संवाहक तारेत वाटेत खंड पडून केबलीची अखंडता नष्ट होणे (२) संवाहक तारेभोवती बसविलेल्या निरोधक आवरणात बिघाड होऊन संवाहक व जमीन यांचा संबंध येऊन भूयोग होणे व (३) दोन वेगवेगळ्या विद्युत् दाबांवर असलेल्या एकमेकांशेजारून जाणाऱ्या संवाहकांचा एकमेकांशी स्पर्श होऊन संक्षेप तयार होणे.

संवाहकात मंडळ संक्षेप झाल्याने संवाहकामधून फार मोठा विद्युत् प्रवाह वाहू लागतो. हा प्रवाह वितळतारेने वा विद्युत् मंडल खंडकाने थांबविला नाही, तर संवाहक अतिशय तापून केबलीने फार नुकसान होते. ज्या पद्धतीत मंडलाचा एक संवाहक जमिनीला सरळ जोडलेला असतो, अशा मंडलात इतर संवाहकांचा भूयोग होण्यानेसुद्धा असा मोठा विद्युत् प्रवाह निर्माण होते. जर असा संवाहक मोठ्या रोधामधून जम्नीला जोडला असेल, तर भूयोग प्रवाह मर्यादित राहू शकतो. (रोधाचे मूल्य निर्धारित करून हा प्रवाह वितळतार वितळविण्यास पुरेसा होईल असा करता येतो). अर्थातच कोणत्याही दोषातील प्रवाह जर ताबडतोब थांबविला नाही, तर दोषस्थळाजवळ प्रज्योत उत्पन्न होते व त्यामुळे तेथील संवाहक जळून तुटतात व नंतर अशा तऱ्हेने उत्पन्न झालेला दोष शोधून काढणे व दुरुस्त करणे फार अवघड होते. 

जमिनीत पुरलेल्या केबलीमध्ये प्रत्येक संवाहकाभोवती प्रथम रोगणात (व्हार्निशमध्ये) भिजवून वाळविलेल्या कागदाचे निरोधक आवरण असते व त्यावर बाहेरून संरक्षणासाठी शिशाचे वा पीव्हीसी (पॉलिव्हिनिल क्लोराइड) रेझिनाचे बंदिस्त आवरण असते. अशा केबलींमध्ये आवरणातील सूक्ष्म छिद्रांतून अथवा जमिनीत पुरलेल्या केबलींच्या दोन भागांमधील जोड पेट्यांतून जमिनीतील ओलावा आत शिरून कागदी आवरणाची निरोधकता कमी होते. परिणामी भूयोग अथवा मंडल संक्षेपासारखा दोष संभवतो. रस्त्यातील खोदकाम करतानाही बऱ्याच वेळा केबलीवर आघात होऊन तीत दोष उत्पन्न होतो. केबलीमधून जाणाऱ्या प्रवाहामध्येही वेळोवेळी फार मोठा फरक होत असेल, तर त्यामुळे उत्पन्न होणाऱ्या तापमानांतील चढउताराने केबलीचे आवरण तडकते. केबलीखालची जमीन खचल्यानेही केबलीमध्ये झोळ पडून केबलीचे जोड सुटतात वा सैल होतात. तसेच अतिउच्च दाबाच्या केबलीच्या निरोधक आवरणात फट पडून तिच्यात हवा शिरते व आवरणातील उच्च विद्युतीय ताणामुळे तेथील हवेचे आयनीभवन (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट तयार होण्याची क्रिया) होते आणि त्यामधूनच प्रवाहाची गळती (झिरप) सुरू होऊन निरोधक आवरण खराब होते तसेच जमिनीमधील विद्युत् वैश्लेषिक क्रियेने (विद्युत् प्रवाह गेल्याने होणाऱ्या रासायनिक विक्रियेने) हळूहळू केबलीवरचे शिशाचे आवरण गंजून त्यातून जमिनीतील ओलावा आत शिरू लागतो.

केबलीमधील दोष शोधून काढण्यासाठी ‘मरे किंवा व्हार्ले’ लूप पद्धत अथवा धारिता पद्धत यांपैकी एखादी पद्धत स्थानिक पद्धतीप्रमाणे वापरतात. सर्वांत साधी पद्धत म्हणजे केबलीचे दोन भाग जमिनीतील पेटीमधून अलग करून त्यांतील प्रत्येक भाग स्वतंत्रपणे तपासून पाहतात आणि त्यांपाकी चांगल्या अर्ध्या भागाबरोबर दुसरी चांगली केबल जोडून प्रथम पुरवठा चालू करतात आणि नंतर सदोष अर्ध्या भागाचे परत दोन भाग करून त्यांपैकी सदोष भाग अलग करीत जातात. चांगला भाग पुरवठ्याला जोडून सदोष भाग बराच लहान झाल्यावर जमीन खणून तेवढाच सदोष भाग बाहेर काढून घेतात. [⟶ केबल विद्युत् मंडल परीक्षण].

घरगुती तारकाम व विद्युत् उपकरणे यांमधील दोष : इमारतीमधील तारकामात मुख्यतः संवाहक तुटण्याचा संभव फारच कमी असतो आणि त्यावर पीव्हीसी रेझिनासारखे निरोधक आवरण असेल, तर तेही विशेष खराब होत नाही  पण तेच शिशाचे आवरण असेल, तर काही वर्षांनी त्यातून विद्युत् प्रवाह झिरपू लागतो आणि त्याला सहज स्पर्श झाला, तरी माणसाला विजेचा झटका बसतो. असे दोष दिसून आल्यास शिशाच्या आवरणाचे सर्व तुटक भाग जमिनीबरोबर चांगल्या प्रकारे जोडतात. घरात वापरलेल्या लवचिक तारा, सॉकेट, गुडदी (प्लग), स्विच व दिवाधारक यांसारख्या साहाय्यक साधनांतील दोष लवकर व सहजपणे लक्षात येतात व ते भाग वरचेवरच सहजपणे बदलता येताते. मुख्य संवाहक तारांमध्येही जमिनीतील केबलीप्रमाणेच दोष उत्पन्न होऊ शकतात व तेही वरचेवर केलेल्या तपासणीतून लक्षात आले नाहीत, तर केबलीप्रमाणे विविध चाचण्या करून त्यांतील दोषस्थळ शोधून काढता येते.

बऱ्याच वेळा तारकाम चांगले असून घरातील वापराच्या विद्युत् उपकरणांत दोष उत्पन्न होऊन ती उपकरणे काम करीत नाहीत. अशा ठिकणीसुद्धा दोष मुख्य उफकरणात किंवा त्यांना जोडलेल्या बाह्य लवचिक संवाहकामध्ये असू शकतो. प्रशीतक, मिश्रक, घर्षक, फात मुद्रक, कपडे धुण्याची यंत्रे यांसारख्या घरगुती वापराच्या उपकरणांत विद्युत् चलित्र वसविलेले असते. त्या चलित्रामध्ये दोष निर्माण होतो. कित्येक वेळा प्रशीतकामधील कार्यकारी वायू गळू लागतो किंवा नळांच्या गळणाऱ्या जोडांमधून बाहेरची हवा आत शिरते कपडे धुण्याच्या यंत्रातील चलित्राच्या धारव्यामधील वंगणतेल संपले वा खराब झाले, तरी चलित्र चालत नाही. यातील चलित्रे बऱ्याच वेळा एकदिश आणि प्रत्यावर्ती (उलट सुलट दिशेने वाहणाऱ्या) अशा दोनही प्रकारच्या विद्युत् प्रवाहांवर चालण्याजोगी बनविलेली असतात. अशा चलित्रांमध्ये त्यांचा दिक्परिवर्तक व त्यावर बसविलेले स्पर्शक हमखास बिघडतात. प्रत्यावर्ती प्रवाहावर चालणाऱ्या छोट्या एककला (एकच गुंडाळी असलेल्या) चलित्रामध्ये दोष निर्माण होण्याचा संभव त्यामानाने कमी असतो  परंतु अशा चलित्रामध्ये चलित्र सुरू करण्याच्या यंत्रणेत बिघाड संभवतो. या यंत्रणेत चलित्र पूर्ण वेगाने नीट चालू लागल्यावर ते सुरू करणारी गुंडाळी मंडलातून आपोआप अलग व्हावी म्हणून एक फिरणारे अपकेंद्री स्विच जोडलेले असते. या स्विचामध्ये यांत्रिक बिघाड झाल्यास ते वेळेवर न उघडल्याने चलित्राची सुरू करण्यासाठी जोडलेली गुंडाळी आणि तिच्या एकसरीत जोडलेले धारित्र मंडलापासून अलग न होता मंडलातच राहिल्यामुळे बिघडून जाते. यासाठी अशा अपकेंद्री स्विचाची वारंवार तपासणी करून ते सुस्थितीत ठेवणे अत्यावश्यक असते. हे स्विच उत्तम स्थितीत असल्याचे लक्षण म्हणजे चलित्र सुरू केल्यापासून पाट ते दहा सेकंदांत एक लहानसे स्विच उघडल्याचा स्पष्ट आवाज ऐकू येतो तसेच चलित्र बंद केल्यावरही घूर्णक स्थिर होण्यापूर्वी हे स्विच परत बंद झाल्याचा आवाज ऐकू येतो. अशी छोटी चलित्रे नीट चालत नसतील, तर बऱ्याच वेळा या स्विचामधील दोषच कारणीभूत असतो. अशा तऱ्हेच्या दोषामुळे लहान चलित्राची गुंडाळी तापून जळून जाऊ नये म्हणून काही चलित्रांमध्ये ऊष्मीय खंडक (सुरक्षित मूल्यापेक्षा तापमान जास्त झाल्यास विद्युत् मंडल आपोआप खंडित करणारे व उष्णतेला संवेदनशील असलेले स्विच) बसविलेला असतो.

 घरातील तापमान नियंत्रित करण्यासाठी किंवा पाणी तापविण्यासाठी वापरलेल्या उपकरणांचे नियंत्रण करण्यासाठी स्वयंचलित तापस्थायी (तापनियंत्रक) स्विच बसविलेला असतो. यात साधारणपणे दोन भिन्न धातूंच्या पट्ट्या रिव्हेटाच्या साहाय्याने एकमेकींस पक्क्या जोडलेल्या असतात. त्या पट्ट्या तापमान वाढेल तशा असमान प्रसरण पावून वाकतात व एका ठराविक तापमानावर गेल्यास मंडलात खंड पडून ⇨अमिचलित्रामार्फत उपकरणातील प्रवाह आपोआपच थांबतो आणि परत काही काळाने तापमान अपेक्षेपेक्षा कमी झाले म्हणजे त्या पट्ट्या परत सरळ होऊन मंडल जोडले जाऊन अभिचलित्रामार्फत मुख्य प्रवाह परत सुरू होतो. अशा स्विचाच्या स्पर्शकातून साधारणपणे १० ते १५ अँपिअरपर्यंत विद्युत् प्रवाह जातो व त्यामुळे स्पर्शकांत उघडझाप होताना दर वेळी बारीक ठिणग्या पडून त्यांचा पृष्ठभाग खराब होतो व ते नीट काम करीनासे होतात. तसेच त्यांच्यात निर्माण होणाऱ्या ठिणग्यांमुळे जवळपासच्या रेडिओग्राहीमध्ये उपद्रव (खरखर) जाणवतो. असा उपद्रव कमी करण्यासाठी स्विचाच्या स्पर्शकांच्या समांतर एक उफद्रवरोधक धारित्र बसवतात. हे धारित्र बिघडून त्याचा मंडल संक्षेप झाला, तर तापस्थायी स्विच काम करीनासे होते. तापस्थायी स्विचाला स्पर्शकांवर चांदीचा मुलामा दिलेला असतो. त्याचा पृष्ठभाग वारंवार ठिणग्या पडून खराब होतो, तो वरचेवर घासून स्वच्छ व सपाट करतात. त्यासाठी मृदू काच, घासकागद अथवा विशेष प्रकारची सूक्ष्म व नरम दातांची कानस वापरतात. खडबडीत कानस वापरल्यास हे स्पर्शक लवकर झिजून वारंवार बदलावे लागतात. काही तापस्थायी स्विचांमध्ये स्थायी तापमान कमीजास्त करण्यासाठी एक नियंत्रक स्क्रू बसवलेला असतो. या नियंत्रक स्क्रूला अपेक्षित तापमानानुसार योग्य ठिकाणी आणणेही गरजेचे असते. [⟶ गृहोपयोगी उपकरणे विद्युत् वाहक तारकाम].

संदर्भ : Stubbs, S. G. Baynton, R. A. The New Electrical Encyclopedia, Vol. Two, London.

ओक, वा. रा.

“