केबल के अनेक मॉडल - सही केबल का चयन कैसे करें? — (पावर केबल संस्करण)

विद्युत डिज़ाइन और स्थापना में केबल का चयन एक महत्वपूर्ण चरण है। गलत चयन से सुरक्षा संबंधी खतरे (जैसे ज़्यादा गरम होना या आग लगना), अत्यधिक वोल्टेज ड्रॉप, उपकरण क्षति, या कम सिस्टम दक्षता हो सकती है। केबल चुनते समय ध्यान रखने योग्य मुख्य कारक नीचे दिए गए हैं:

1. कोर विद्युत पैरामीटर

(1)कंडक्टर क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र:

धारा वहन क्षमता: यह सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है। केबल को अपने स्वीकार्य ऑपरेटिंग तापमान से अधिक हुए बिना सर्किट की अधिकतम निरंतर ऑपरेटिंग धारा वहन करने में सक्षम होना चाहिए। संबंधित मानकों (जैसे IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15) में एम्पैसिटी तालिकाओं का संदर्भ लें।

वोल्टेज ड्रॉप: केबल से प्रवाहित धारा वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनती है। अत्यधिक लंबाई या अपर्याप्त क्रॉस-सेक्शन के कारण लोड सिरे पर वोल्टेज कम हो सकता है, जिससे उपकरण संचालन (विशेषकर मोटर स्टार्टिंग) प्रभावित हो सकता है। पावर स्रोत से लोड तक कुल वोल्टेज ड्रॉप की गणना करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह अनुमेय सीमा के भीतर है (आमतौर पर प्रकाश व्यवस्था के लिए ≤3%, बिजली के लिए ≤5%)।

शॉर्ट सर्किट झेलने की क्षमता: सुरक्षात्मक उपकरण के संचालन से पहले केबल को सिस्टम में बिना किसी थर्मल क्षति के अधिकतम संभव शॉर्ट-सर्किट करंट झेलना होगा (थर्मल स्टेबिलिटी चेक)। बड़े क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रों की झेलने की क्षमता अधिक होती है।

(2) रेटेड वोल्टेज:

केबल का रेटेड वोल्टेज (जैसे, 0.6/1kV, 8.7/15kV) सिस्टम के नाममात्र वोल्टेज (जैसे, 380V, 10kV) और किसी भी संभावित अधिकतम ऑपरेटिंग वोल्टेज से कम नहीं होना चाहिए। सिस्टम वोल्टेज में उतार-चढ़ाव और ओवरवोल्टेज स्थितियों पर विचार करें।

(3)कंडक्टर सामग्री:

ताँबा: उच्च चालकता (~58 एमएस/मी), प्रबल धारा वहन क्षमता, अच्छी यांत्रिक शक्ति, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, जोड़ों को संभालना आसान, उच्च लागत। सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

एल्युमीनियम: कम चालकता (~35 एमएस/मी), समान एम्पैसिटि प्राप्त करने के लिए बड़े क्रॉस-सेक्शन की आवश्यकता होती है, हल्का वजन, कम लागत, लेकिन कम यांत्रिक शक्ति, ऑक्सीकरण के लिए प्रवण, जोड़ों के लिए विशेष उपकरणों और एंटीऑक्सीडेंट यौगिक की आवश्यकता होती है। अक्सर बड़े क्रॉस-सेक्शन वाली ओवरहेड लाइनों या विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।

2. स्थापना वातावरण और स्थितियाँ

(1)स्थापना विधि:

हवा में: केबल ट्रे, सीढ़ियां, नलिकाएं, नलिकाएं, दीवारों के साथ सतह पर स्थापित, आदि। विभिन्न ताप अपव्यय स्थितियां एम्पैसिटी (घने प्रतिष्ठानों के लिए आवश्यक डिरेटिंग) को प्रभावित करती हैं।

भूमिगत: सीधे दबे हुए या नलिकाओं द्वारा। मिट्टी की तापीय प्रतिरोधकता, दबे होने की गहराई, अन्य ऊष्मा स्रोतों (जैसे, भाप पाइपलाइन) से निकटता पर विचार करें। मिट्टी की नमी और संक्षारकता, आवरण के चयन को प्रभावित करती है।

पानी के नीचे: विशेष जलरोधी संरचनाओं (जैसे, सीसा आवरण, एकीकृत जल अवरोधक परत) और यांत्रिक सुरक्षा की आवश्यकता होती है।

विशेष स्थापना: ऊर्ध्वाधर रन (स्वयं के भार पर विचार करें), केबल खाइयां/सुरंगें, आदि।

(2)परिवेश तापमान:

परिवेश का तापमान सीधे केबल ताप अपव्यय को प्रभावित करता है। मानक एम्पैसिटी तालिकाएँ संदर्भ तापमानों पर आधारित होती हैं (उदाहरण के लिए, हवा में 30°C, मिट्टी में 20°C)। यदि वास्तविक तापमान संदर्भ तापमान से अधिक है, तो एम्पैसिटी को ठीक (डिरेट) किया जाना चाहिए। उच्च तापमान वाले वातावरणों (जैसे, बॉयलर रूम, उष्णकटिबंधीय जलवायु) में विशेष ध्यान दें।

(3)अन्य केबलों से निकटता:

घनी केबल स्थापना से परस्पर तापन और तापमान वृद्धि होती है। समानांतर में स्थापित कई केबलों (विशेषकर बिना किसी अंतराल के या एक ही नाली में) को संख्या और व्यवस्था (स्पर्श करने वाले/अस्पर्श करने वाले) के आधार पर अवमूल्यन किया जाना चाहिए।

(4) यांत्रिक तनाव:

तन्यता भार: ऊर्ध्वाधर स्थापना या लम्बी दूरी तक खींचने के लिए, केबल के स्व-भार और खींचने के तनाव पर विचार करें; पर्याप्त तन्यता शक्ति वाले केबल चुनें (जैसे, स्टील वायर बख्तरबंद)।

दबाव/प्रभाव: सीधे दबे हुए केबलों को सतह पर यातायात के भार और उत्खनन के जोखिमों का सामना करना पड़ता है; ट्रे पर लगे केबल संकुचित हो सकते हैं। कवच (स्टील टेप, स्टील वायर) मज़बूत यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करते हैं।

झुकने की त्रिज्या: स्थापना और मोड़ के दौरान, केबल झुकने की त्रिज्या स्वीकार्य न्यूनतम से कम नहीं होनी चाहिए, ताकि इन्सुलेशन और आवरण को नुकसान न पहुंचे।

(5) पर्यावरणीय खतरे:

रासायनिक संक्षारण: रासायनिक संयंत्रों, अपशिष्ट जल संयंत्रों, तटीय लवणीय कोहरे वाले क्षेत्रों में संक्षारण-रोधी आवरण (जैसे, PVC, LSZH, PE) और/या बाहरी परतों की आवश्यकता होती है। अधात्विक कवच (जैसे, ग्लास फाइबर) की भी आवश्यकता हो सकती है।

तेल संदूषण: तेल डिपो, मशीनिंग कार्यशालाओं को तेल प्रतिरोधी आवरण (जैसे, विशेष पीवीसी, सीपीई, सीएसपी) की आवश्यकता होती है।

यूवी एक्सपोजर: बाहरी खुले केबलों के लिए यूवी प्रतिरोधी आवरण (जैसे, काला पीई, विशेष पीवीसी) की आवश्यकता होती है।

कृंतक/दीमक: कुछ क्षेत्रों में कृंतक/दीमक रोधी केबलों (विकर्षक आवरण, कठोर जैकेट, धातु कवच) की आवश्यकता होती है।

नमी/जलमग्नता: नम या जलमग्न वातावरण के लिए अच्छी नमी/जल अवरोधक संरचनाओं (जैसे, रेडियल जल अवरोधक, धातु आवरण) की आवश्यकता होती है।

विस्फोटक वातावरण: खतरनाक क्षेत्र विस्फोट-प्रूफ आवश्यकताओं (जैसे, ज्वाला-रोधी, एलएसजेडएच, खनिज इन्सुलेटेड केबल) को पूरा करना चाहिए।

3. केबल संरचना और सामग्री चयन

(1)इन्सुलेशन सामग्री:

क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE)उत्कृष्ट उच्च-तापमान प्रदर्शन (90°C), उच्च एम्पैसिटी, अच्छे परावैद्युत गुण, रासायनिक प्रतिरोध, अच्छी यांत्रिक शक्ति। मध्यम/निम्न वोल्टेज बिजली केबलों के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। पहली पसंद।

पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी): कम लागत, परिपक्व प्रक्रिया, अच्छी ज्वाला रोधी क्षमता, कम परिचालन तापमान (70°C), कम तापमान पर भंगुर, जलने पर विषैली हैलोजन गैसें और घना धुआँ छोड़ता है। अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन धीरे-धीरे प्रतिबंधित होता जा रहा है।

एथिलीन प्रोपाइलीन रबर (EPR): अच्छा लचीलापन, मौसम, ओज़ोन, रासायनिक प्रतिरोध, उच्च परिचालन तापमान (90°C), मोबाइल उपकरण, समुद्री, खनन केबलों के लिए उपयोग किया जाता है। उच्च लागत।

अन्य: विशेष अनुप्रयोगों के लिए सिलिकॉन रबर (>180°C), खनिज रोधित (MI - मैग्नीशियम ऑक्साइड इंसुलेशन के साथ तांबे का कंडक्टर, उत्कृष्ट अग्नि प्रदर्शन)।

(2) म्यान सामग्री:

पीवीसी: अच्छी यांत्रिक सुरक्षा, अग्निरोधी, कम लागत, व्यापक रूप से प्रयुक्त। जलने पर हैलोजन युक्त, विषैला धुआँ।

पीई: उत्कृष्ट नमी और रासायनिक प्रतिरोध, जो सीधे दबे हुए केबल के बाहरी आवरणों के लिए सामान्य है। कम ज्वाला रोधी।

कम धुआँ शून्य हैलोजन (LSZH / LS0H / LSF): कम धुआँ, गैर-विषाक्त (कोई हैलोजन एसिड गैस नहीं), जलने पर उच्च प्रकाश संचरण। सार्वजनिक स्थानों (सबवे, मॉल, अस्पताल, ऊँची इमारतें) में अनिवार्य।

ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफिन: विशिष्ट ज्वाला-रोधी आवश्यकताओं को पूरा करता है।
चयन करते समय पर्यावरण प्रतिरोध (तेल, मौसम, यूवी) और यांत्रिक सुरक्षा आवश्यकताओं पर विचार किया जाना चाहिए।

(3)परिरक्षण परतें:

कंडक्टर शील्ड: मध्यम/उच्च वोल्टेज (>3.6/6kV) केबलों के लिए आवश्यक, कंडक्टर सतह विद्युत क्षेत्र को समान बनाता है।

इन्सुलेशन शील्ड: मध्यम/उच्च वोल्टेज केबलों के लिए आवश्यक, पूर्ण क्षेत्र नियंत्रण के लिए कंडक्टर शील्ड के साथ काम करता है।

धात्विक कवच/कवच: EMC (हस्तक्षेप-रोधी/उत्सर्जन कम करता है) और/या शॉर्ट-सर्किट पथ (अर्थिंग आवश्यक) और यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है। सामान्य रूप: कॉपर टेप, कॉपर वायर ब्रैड (शील्डिंग + शॉर्ट-सर्किट पथ), स्टील टेप कवच (यांत्रिक सुरक्षा), स्टील वायर कवच (तन्य + यांत्रिक सुरक्षा), एल्युमीनियम शीथ (शील्डिंग + रेडियल जल-अवरोधन + यांत्रिक सुरक्षा)।

(4)कवच के प्रकार:

स्टील वायर आर्मर्ड (SWA): प्रत्यक्ष दफन या यांत्रिक सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए उत्कृष्ट संपीड़न और सामान्य तन्यता संरक्षण।

गैल्वेनाइज्ड वायर आर्मर्ड (GWA): उच्च तन्य शक्ति, ऊर्ध्वाधर रन, बड़े स्पैन, पानी के नीचे की स्थापना के लिए।

गैर-धात्विक कवच: ग्लास फाइबर टेप, विशेष आवश्यकताओं के लिए गैर-चुंबकीय, हल्के, संक्षारण प्रतिरोधी होने के साथ-साथ यांत्रिक शक्ति प्रदान करता है।

4. सुरक्षा और नियामक आवश्यकताएँ

(1) ज्वाला मंदता:

अग्नि जोखिम और निकासी आवश्यकताओं के आधार पर लागू अग्निरोधी मानकों (जैसे, एकल/समूहित अग्निरोधी के लिए IEC 60332-1/3, अग्निरोधी के लिए BS 6387 CWZ, GB/T 19666) को पूरा करने वाले केबल चुनें। सार्वजनिक और पलायन-कठिन क्षेत्रों में LSZH अग्निरोधी केबल का उपयोग किया जाना चाहिए।

(2) अग्नि प्रतिरोध:

महत्वपूर्ण सर्किटों के लिए, जिन्हें आग लगने के दौरान सक्रिय रहना आवश्यक है (अग्निशमन पंप, धुआं पंखे, आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था, अलार्म), अग्निरोधी केबलों (जैसे, एमआई केबल, अभ्रक-टेप कार्बनिक इन्सुलेटेड संरचनाएं) का उपयोग करें, जिनका परीक्षण मानकों (जैसे, बीएस 6387, आईईसी 60331, जीबी/टी 19216) के अनुसार किया गया हो।

(3) हैलोजन मुक्त और कम धुआं:

उच्च सुरक्षा और उपकरण संरक्षण आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों (परिवहन केंद्र, डेटा केंद्र, अस्पताल, बड़ी सार्वजनिक इमारतें) में अनिवार्य।

(4) मानकों एवं प्रमाणन का अनुपालन:

केबलों को परियोजना स्थल में अनिवार्य मानकों और प्रमाणनों का अनुपालन करना होगा (उदाहरण के लिए, चीन में सीसीसी, यूरोपीय संघ में सीई, यूके में बीएस, अमेरिका में यूएल)।

5. अर्थशास्त्र और जीवन चक्र लागत

प्रारंभिक निवेश लागत: केबल और सहायक उपकरण (जोड़, टर्मिनेशन) मूल्य।
स्थापना लागत: केबल के आकार, वजन, लचीलेपन और स्थापना में आसानी के अनुसार भिन्न होती है।
परिचालन हानि लागत: चालक प्रतिरोध के कारण I²R हानि होती है। बड़े चालक शुरू में अधिक महंगे होते हैं, लेकिन दीर्घकालिक हानि कम करते हैं।
रखरखाव लागत: विश्वसनीय, टिकाऊ केबलों की रखरखाव लागत कम होती है।
सेवा जीवन: उचित वातावरण में उच्च-गुणवत्ता वाले केबल 30+ वर्षों तक चल सकते हैं। केवल शुरुआती लागत के आधार पर कम-गुणवत्ता वाले या खराब-गुणवत्ता वाले केबल चुनने से बचने के लिए व्यापक रूप से मूल्यांकन करें।

6. अन्य विचार

चरण अनुक्रम और अंकन: बहु-कोर केबल या चरण-पृथक स्थापनाओं के लिए, सही चरण अनुक्रम और रंग कोडिंग (स्थानीय मानकों के अनुसार) सुनिश्चित करें।
भूसंयोजन एवं समविभव बंधन: सुरक्षा और परिरक्षण प्रदर्शन के लिए धातु की ढालों और कवच को विश्वसनीय रूप से भूसंयोजन किया जाना चाहिए (आमतौर पर दोनों सिरों पर)।

आरक्षित मार्जिन: भविष्य में संभावित लोड वृद्धि या रूटिंग परिवर्तनों पर विचार करें, यदि आवश्यक हो तो क्रॉस-सेक्शन बढ़ाएँ या अतिरिक्त सर्किट आरक्षित करें।
संगतता: केबल सहायक उपकरण (लग्स, जोड़, टर्मिनेशन) केबल प्रकार, वोल्टेज और कंडक्टर आकार से मेल खाना चाहिए।
आपूर्तिकर्ता योग्यता एवं गुणवत्ता: स्थिर गुणवत्ता वाले प्रतिष्ठित निर्माताओं का चयन करें।

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