IEC 60287 करंट रेटिंग की व्याख्या: केबल की एम्पैसिटी कैटलॉग का आँकड़ा नहीं, साइट पर आधारित निर्णय क्यों है

ग्राहक पूछते हैं, "यह केबल कितने एम्पियर ले जा सकती है?" ईमानदार उत्तर है: यह इस पर निर्भर करता है कि आप इसे कहाँ लगाते हैं। वही केबल सूखी रेत में दबी होने पर, डक्ट में खींची जाने पर, धूप में खुली हवा में बिछाई जाने पर या अन्य सर्किटों के साथ समूह में रखी जाने पर बहुत अलग-अलग करंट ले जा सकती है।

इस प्रश्न का उत्तर देने की अंतरराष्ट्रीय पद्धति है IEC 60287, इलेक्ट्रिक केबल — करंट रेटिंग की गणना। यह लेख इसके पीछे के विचार को समझाता है और, इससे भी महत्वपूर्ण, यह बताता है कि कौन-से इनपुट वास्तव में उत्तर को बदलते हैं।

एक अनुच्छेद में विचार

केबल इसलिए गर्म होती है क्योंकि करंट कंडक्टर के प्रतिरोध से होकर बहता है और क्योंकि इंसुलेशन, स्क्रीन और आर्मर के अपने लॉस होते हैं। यह ऊष्मा केबल की परतों से होकर उसके परिवेश में निकलनी चाहिए। करंट रेटिंग वह निरंतर करंट है जिस पर कंडक्टर ठीक अपने अधिकतम अनुमत तापमान तक पहुँचता है। IEC 60287 इसे थर्मल प्रतिरोधों की एक श्रृंखला के रूप में मॉडल करता है — इंसुलेशन, बेडिंग, शीथ, और फिर परिवेश — बिल्कुल एक विद्युत सर्किट की तरह जिसमें ऊष्मा करंट की भूमिका निभाती है और तापमान वोल्टेज की।

अंतर्दृष्टि 1: परिवेश आमतौर पर केबल से अधिक मायने रखता है

इंजीनियर स्वाभाविक रूप से केबल की संरचना पर ध्यान देते हैं, लेकिन भूमिगत केबलों के लिए सबसे बड़ा एकल थर्मल प्रतिरोध अक्सर स्वयं मिट्टी होती है। रेटिंग को सबसे अधिक बदलने वाले कारक अक्सर केबल के बाहर होते हैं:

• मिट्टी की थर्मल प्रतिरोधकता। नम चिकनी मिट्टी और सूखी रेत बहुत अलग व्यवहार करती हैं। गर्म केबल के आसपास सूखती मिट्टी समय के साथ स्थिति को और बिगाड़ सकती है।
• दबाने की गहराई और डक्ट। डक्ट केबल की रक्षा करते हैं, लेकिन हवा के अंतराल और डक्ट की दीवार के माध्यम से थर्मल प्रतिरोध जोड़ते हैं।
• पड़ोसी सर्किट। समूह में रखी केबलें एक-दूसरे को गर्म करती हैं; समूह की सबसे गर्म केबल सीमा तय करती है।
• परिवेश और मिट्टी का तापमान। खाड़ी क्षेत्र का प्रोजेक्ट स्कैंडिनेविया का प्रोजेक्ट नहीं है।
• हवा में केबलें। धूप, बंद स्थान और ट्रे या क्लीट पर व्यवस्था पूरी तस्वीर बदल देते हैं।

व्यावहारिक सीख: कोई रेटिंग उतनी ही अच्छी होती है जितना उसके पीछे का साइट डेटा। जब टेंडर में इंस्टॉलेशन की शर्तें नहीं दी गई हों, तो सही कदम है पूछना — या स्पष्ट रूप से बताना कि ऑफ़र किन मान्यताओं पर आधारित है।

अंतर्दृष्टि 2: बॉन्डिंग कंडक्टर के आकार जितनी ही मायने रख सकती है

सिंगल-कोर केबलों के लिए, धात्विक स्क्रीन को कैसे अर्थ किया जाता है, इसका बड़ा प्रभाव होता है:

• सॉलिड बॉन्डिंग (दोनों सिरों पर अर्थ) सरल है, लेकिन स्क्रीन में परिसंचारी करंट बहने देती है। बड़े कंडक्टरों पर यह रेटिंग का काफ़ी बड़ा हिस्सा खा सकती है।
• सिंगल-पॉइंट बॉन्डिंग और क्रॉस-बॉन्डिंग इन करंटों को काफ़ी हद तक समाप्त कर देती हैं, बदले में अतिरिक्त हार्डवेयर जैसे शीथ वोल्टेज लिमिटर और लिंक बॉक्स की आवश्यकता होती है।
• ट्रेफ़ॉइल बनाम फ़्लैट फ़ॉर्मेशन और फ़ेज़ के बीच की दूरी भी स्क्रीन लॉस को बदलती है।

कभी-कभी अधिक एम्पियर पाने का सबसे सस्ता तरीका बड़ा कंडक्टर नहीं, बल्कि अलग बॉन्डिंग व्यवस्था होता है — यह ग्राहक के साथ चर्चा करने लायक विषय है।

अंतर्दृष्टि 3: हाई वोल्टेज पर इंसुलेशन स्वयं ऊष्मा का स्रोत बन जाता है

लो वोल्टेज पर इंसुलेशन लॉस नगण्य होते हैं। हाई और एक्स्ट्रा-हाई वोल्टेज पर डाइइलेक्ट्रिक लॉस वोल्टेज के साथ बढ़ते हैं और थर्मल बजट का वास्तविक हिस्सा ले लेते हैं, जिससे कंडक्टर के लिए कम बचता है। यही एक कारण है कि HV और EHV डिज़ाइनों को LV के बढ़ाए गए अंगूठे के नियमों के बजाय सावधानीपूर्वक, पूर्ण गणनाओं की आवश्यकता होती है।

अंतर्दृष्टि 4: बड़े कंडक्टर जितने दिखते हैं उससे कम कुशल होते हैं

AC करंट बड़े कंडक्टरों की सतह की ओर सिमट जाता है (स्किन इफ़ेक्ट) और पड़ोसी कंडक्टरों से प्रभावित होता है (प्रॉक्सिमिटी इफ़ेक्ट)। कंडक्टर का आकार दोगुना करने से रेटिंग दोगुनी नहीं होती। बहुत बड़े HV कंडक्टरों के लिए इस प्रभाव को सीमित करने हेतु सेगमेंटल डिज़ाइन उपयोग किए जाते हैं — इस कहानी के कंडक्टर पक्ष के लिए IEC 60228 की व्याख्या देखें।

IEC 60287 क्या कवर नहीं करता

IEC 60287 स्थिर, पूर्ण लोड पर स्टेडी-स्टेट रेटिंग की गणना करता है। वास्तविक नेटवर्क को इनकी भी आवश्यकता होती है:

• साइक्लिक और इमरजेंसी रेटिंग, जो IEC 60853 द्वारा कवर की जाती हैं और दिन भर बदलने वाले लोड के लिए अधिक करंट की अनुमति दे सकती हैं;
• कंडक्टर और धात्विक स्क्रीन की शॉर्ट-सर्किट क्षमता, जिसकी अलग से जाँच की जाती है;
• वोल्टेज ड्रॉप, जो लंबे LV फ़ीडरों पर तापमान की परवाह किए बिना कंडक्टर का आकार तय कर सकता है।

एक पूर्ण जाँच आमतौर पर इन सभी को देखती है। और चूँकि IEC 60287 एक गणना है, किसी डिज़ाइन को सिद्ध करने के लिए टाइप टेस्ट ही संदर्भ बने रहते हैं; गणना डिज़ाइन, चयन और ऑफ़र के लिए इंजीनियरिंग आधार है।

कैटलॉग रेटिंग समस्या क्यों पैदा करती हैं

कैटलॉग रेटिंग मानक संदर्भ स्थितियाँ मानती हैं जो शायद ही कभी किसी वास्तविक प्रोजेक्ट से मेल खाती हैं। टेंडर में सीधे उपयोग करने पर, वे दो में से एक परिणाम की ओर ले जाती हैं:

• ओवर-साइज़िंग — ऑफ़र तकनीकी रूप से सुरक्षित है, लेकिन कीमत में उस प्रतिस्पर्धी से हार जाता है जिसने सही गणना की।
• अंडर-साइज़िंग — ऑफ़र जीत जाता है, और समस्या बाद में सामने आती है, ग्राहक की अपनी डिज़ाइन समीक्षा में या संचालन के दौरान।

हर डिज़ाइन के साथ, ग्राहक की अपनी स्थितियों के लिए रेटिंग की गणना करना दोनों जोखिमों को दूर करता है।

CablePLM में करंट रेटिंग

CablePLM में, IEC 60287 रेटिंग की गणना हर डिज़ाइन के साथ की जाती है, आपकी बिछाने की विधि, मिट्टी, दबाने की गहराई, परिवेश तापमान और बॉन्डिंग का उपयोग करते हुए। कंडक्टर या स्क्रीन बदलें और रेटिंग संरचना, बिल ऑफ़ मटीरियल्स और डेटाशीट के साथ अपडेट हो जाती है। शॉर्ट-सर्किट क्षमता की गणना भी डिज़ाइन के साथ होती है, और Cable Selection & Optimization ऐड-ऑन विकल्पों की तुलना करके वह सबसे सस्ता डिज़ाइन ढूँढता है जो आवश्यक करंट पूरा करता है।

आगे पढ़ें: पावर केबल की परत-दर-परत संरचना और MV केबलों के लिए IEC 60502-2।

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