सामान्य तारों के लिए सुरक्षित करंट और लोड गणना के बुनियादी सिद्धांत

पावर ग्रिड और वितरण प्रणालियों में, लाइनें ग्रिड को एक साथ बुनने वाले जटिल धागे के रूप में कार्य करती हैं। तार सर्किट कनेक्शन और बिजली आपूर्ति की सुविधा प्रदान करते हैं। मूल अवधारणा से समझाने के लिए, "तार" उन कंडक्टरों को संदर्भित करते हैं जो विद्युत ऊर्जा संचारित करते हैं। जिन तारों का हम आमतौर पर उपयोग करते हैं वे इंसुलेटेड कंडक्टर होते हैं; हालाँकि, बाहरी उच्च-ऊंचाई और उच्च-वोल्टेज केबल आम तौर पर नंगे कंडक्टर होते हैं, विशिष्ट परिदृश्यों में विशेष प्रकार के विद्युत चुम्बकीय तारों का उपयोग किया जाता है।

विभिन्न परिदृश्यों के लिए तार विशिष्टताएँ

प्रतिरोधकता प्रदर्शन और सामग्री के आधार पर, तार कंडक्टरों को एल्यूमीनियम, मिश्र धातु, तांबा, आदि में वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें तांबा सबसे आम है। इसके साथ ही, रूप और अनुप्रयोग के आधार पर, उन्हें ठोस कंडक्टर, फंसे हुए तार, मुड़ जोड़े, ब्रेडेड केबल, बसबार और अन्य रूपों में वर्गीकृत किया जाता है।

यह आलेख तीन पहलुओं को कवर करते हुए एक विस्तृत विश्लेषण प्रदान करता है: सामान्य तार प्रकार, सुरक्षित वर्तमान गणना, और भार क्षमता, जिसका लक्ष्य दैनिक तार चयन के लिए संदर्भ और सहायता प्रदान करना है।

I. लाइन प्रकार और सामान्य तार किस्में

ऑपरेटिंग वातावरण और लोड के आधार पर, लाइनों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• श्रेणी 1: सेवा लाइनें।​ ये आवासीय या सामान्य वाणिज्यिक/औद्योगिक बिजली को संदर्भित करते हैं। कंडक्टर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र (सीएसए) आमतौर पर होता है16 मिमी² से नीचे.

• श्रेणी 2: वितरण लाइनें।ये लाइनें सबस्टेशनों पर वोल्टेज को 10kV से घटाकर 380V तक ले जाती हैं और कम-वोल्टेज उपयोगकर्ताओं के मुख्य वितरण पैनल तक ले जाती हैं। इस अनुभाग के लिए कंडक्टर सीएसए आमतौर पर होता है16 मिमी² से 240 मिमी².

• श्रेणी 3: ट्रांसमिशन लाइनें।ये लाइनें ग्रिड संसाधन आवंटन के लिए उत्पादन स्टेशनों (वोल्टेज बूस्ट के बाद) से उच्च-वोल्टेज स्विचिंग स्टेशनों तक बिजली संचारित करती हैं। शहरी क्षेत्रों में, भूमिगत केबल नलिकाओं को प्राथमिकता दी जाती है, जबकि गांवों और कस्बों में ओवरहेड लाइनों का उपयोग किया जाता है। कंडक्टर सीएसए से लेकर है120 मिमी² से 300 मिमी².

आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले तार विनिर्देश हैं:1 मिमी², 2.5 मिमी², 4 मिमी², 6 मिमी², 10 मिमी², और 16 मिमी². छुपी हुई वायरिंग आमतौर पर ठोस पीवीसी-शीथेड तांबे के तार का उपयोग करती है, जबकि बाहरी खुले इंस्टॉलेशन अक्सर सुरक्षा सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इंसुलेटेड शीथेड केबल का उपयोग करते हैं।

(छवि कैप्शन: शीथेड केबल की पांच विशिष्टताएं)

द्वितीय. सामान्य तारों के लिए सुरक्षित करंट एवं लोड गणना

(ए) सुरक्षित वर्तमान गणना के लिए नियम

सुरक्षित धारा-वहन क्षमता (एम्पेसिटी) से तात्पर्य उस अधिकतम भार धारा से है जिसे एक लाइन सामान्य परिस्थितियों में झेल सकती है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की पाठ्यपुस्तकें परंपरागत रूप से सुरक्षित धारा का अनुमान लगाने के लिए निम्नलिखित स्मृति-विज्ञान सिखाती हैं:

1. "10 से कम, 5 से गुणा करें"​ (10 मिमी² से नीचे के आकार के लिए, 5 से गुणा करें)।

2. "100 से अधिक, 2 से गुणा करें"​ (100 मिमी² से ऊपर के आकार के लिए, 2 से गुणा करें)।

3. "25 और 35, सीमा 4 और 3 है"​ (25 मिमी² को 4 से गुणा करें, और 35 मिमी² को 3 से गुणा करें)।

4. "70 और 95, ढाई गुना"​ (70 मिमी² और 95 मिमी² के लिए, 2.5 से गुणा करें)।

5. "नाली और तापमान, 80% या 90%"​ (पर्यावरणीय प्रभाव को ध्यान में रखते हुए: नाली स्थापना के लिए 80% छूट लागू करें; यदि परिवेश का तापमान मानक 20 डिग्री सेल्सियस से अधिक है तो 90% छूट लागू करें)।

6. "कॉपर के लिए अपग्रेड गणना"​ (यह स्मरणीय एल्युमीनियम तार के लिए है। तांबे की गणना करते समय, समतुल्य एल्यूमीनियम आकार के आधार पर एक स्तर को अपग्रेड करें। उदाहरण के लिए, 2.5 मिमी² तांबे के लिए, इसे 4 मिमी² एल्यूमीनियम के रूप में मानें)।

7. "नंगा तार, आधा जोड़ो"​ (नंगे कंडक्टरों के लिए परिकलित सुरक्षित वर्तमान मान में 50% जोड़ें)।

(छवि कैप्शन: ठोस कंडक्टर के पांच धागे)

(बी) तार के आकार द्वारा सुरक्षित करंट और लोड की गणना

उपरोक्त स्मरणीय से, हम देखते हैं कि गणना किए गए मान क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, पर्यावरण और तापमान के आधार पर बदलते हैं। मानक पावर-टू-करंट अनुपात का उपयोग करना—लगभग220V पर 4.5A प्रति किलोवाट, और380V पर 2.5A प्रति किलोवाट- हम विभिन्न तार आकारों के लिए 220V पर सुरक्षित वर्तमान और भार क्षमता का विश्लेषण करते हैं।