राष्ट्रीय मानक, अमेरिकी मानक और यूरोपीय मानक में केबलों के तापमान प्रतिरोध स्तरों के बीच क्या अंतर हैं?
तारों और केबलों के डिजाइन, सामग्री चयन, उत्पादन और बिक्री प्रक्रिया में, कई तापमान मापदंडों का अक्सर सामना किया जाता है, जैसे 90 डिग्री, 105 डिग्री, 125 डिग्री, 150 डिग्री, आदि। उद्योग में इन मापदंडों के लिए लोकप्रिय नामों को तापमान प्रतिरोध ग्रेड पैरामीटर कहा जाता है। तो ये पैरामीटर कहां से आते हैं? वे दोनों 90 डिग्री के तापमान प्रतिरोध ग्रेड वाली सामग्री हैं, इसलिए उनके पास अलग-अलग उम्र बढ़ने के तापमान क्यों हैं? उम्र बढ़ने का तापमान और तापमान प्रतिरोध ग्रेड क्या हैं? संबंध? इन्सुलेशन द्वारा परिभाषित कंडक्टर के अधिकतम दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान को कैसे परिभाषित किया जाता है? तापमान सूचकांक क्या है? सामग्री का रेटेड तापमान क्या है? क्या सिलेन क्रॉस-लिंक्ड सामग्री 125 डिग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर को पूरा कर सकती है?
उपरोक्त प्रश्नों का उत्तर देने के लिए, हमें सबसे पहले मानक प्रणाली को समझना होगा, क्योंकि विभिन्न मानक प्रणालियों में तापमान प्रतिरोध स्तरों की अलग-अलग परिभाषाएँ होती हैं। हमारी सामान्य मानक प्रणालियों में मुख्य रूप से राष्ट्रीय मानक (और उद्योग मानक), UL मानक, EN/IEC मानक आदि शामिल हैं।
चूंकि राष्ट्रीय मानकों और उद्योग मानकों का संकलन, बहुत सारी सामग्री अंतर्राष्ट्रीय मानकों के संदर्भ पर आधारित है, इसलिए आइए सबसे पहले UL मानकों या EN/IEC मानकों में तापमान प्रतिरोध स्तरों पर विनियमों को देखें।
1. यूएल मानक
यूएल मानक में, सामान्य तापमान प्रतिरोध ग्रेड 60 डिग्री, 70 डिग्री, 80 डिग्री, 90 डिग्री, 105 डिग्री, 125 डिग्री और 150 डिग्री हैं। ये तापमान प्रतिरोध स्तर कहाँ से आते हैं? क्या यह कंडक्टर का दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान है? वास्तव में, इन तथाकथित तापमान प्रतिरोध स्तरों को यूएल मानक में रेटेड तापमान कहा जाता है। यह कंडक्टर का दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान नहीं है।
रेटेड ऑपरेटिंग तापमान
यूएल मानक में रेटेड तापमान की पुष्टि सूत्र 1.1 के अनुसार निर्धारित की जाती है (देखें अध्याय 4.3 यूएल 2556-2007 में सामग्रियों की दीर्घकालिक उम्र बढ़ने)। विशिष्ट प्रक्रिया सबसे पहले सामग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर को मानना है, जैसे कि 105 डिग्री, और फिर सूत्र 1.1 के अनुसार ओवन के परीक्षण तापमान 112 डिग्री की गणना करें। नमूने प्राप्त करने के लिए नमूनों को 90 दिन, 120 दिन और 150 दिनों के लिए ऐसे परीक्षण तापमान पर रखा जाता है। बढ़ाव परिवर्तन दर और उम्र बढ़ने के दिनों के डेटा का उपयोग कम से कम वर्ग विधि के माध्यम से उम्र बढ़ने के दिनों और टूटने पर बढ़ाव के बीच रैखिक संबंध की गणना करने के लिए किया जाता है, और फिर इस रैखिक संबंध के आधार पर, इस ओवन के तापमान (112 डिग्री) पर 300 दिनों के लिए वृद्ध नमूने की गणना की जाती है।
यदि ब्रेक पर बढ़ाव की परिवर्तन दर 50% से कम है, तो यह माना जाता है कि सामग्री अनुमानित रेटेड तापमान तक पहुँच सकती है। यदि ब्रेक पर बढ़ाव की परिवर्तन दर 50% से अधिक है, तो यह माना जाता है कि सामग्री का रेटेड तापमान अनुमानित रेटेड तापमान तक नहीं पहुँच सकता है। रेटेड तापमान को फिर से ग्रहण करना और उपरोक्त परीक्षण जारी रखना आवश्यक है।
यह देखा जा सकता है कि यूएल मानक प्रणाली में, यदि व्युत्क्रम विधि का उपयोग किया जाता है, तो इसे इस प्रकार माना जा सकता है: जब किसी सामग्री को एक निश्चित तापमान ए डिग्री पर 300 दिनों के लिए रखा जाता है, तो इसकी बढ़ाव परिवर्तन दर 50% से अधिक नहीं होती है। फिर तापमान ए से 5.463 घटाएं, फिर तापमान बी डिग्री प्राप्त करने के लिए इसे 1.02 से विभाजित करें। यह निर्धारित किया जा सकता है कि यह सामग्री तापमान बी डिग्री के रेटेड तापमान तक पहुंच सकती है।
यह रेटेड तापमान किसी भी तरह से इन्सुलेशन परत द्वारा अनुमत कंडक्टर का दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान नहीं है। क्योंकि दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान में "दीर्घकालिक" वास्तव में इस ऑपरेटिंग तापमान पर केबल का जीवन होना चाहिए, जिसकी गणना कम से कम वर्षों में की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, फोटोवोल्टिक केबल मानक EN50618 में, केबल का जीवन 25 साल के लिए डिज़ाइन किया गया है, और UL मानक में रेटेड तापमान आम तौर पर कंडक्टर के अधिकतम दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान से अधिक होगा।
अल्पावधि उम्र बढ़ने का तापमान
हमारे मानकों में सामग्रियों का अल्पकालिक उम्र बढ़ने का तापमान सबसे आम 7 दिन, 10 दिन आदि है। उदाहरण के लिए, 105 डिग्री पर एक सामग्री के लिए, उम्र बढ़ने की स्थिति 136 डिग्री × 7 दिन है। तो इसके और रेटेड तापमान के बीच क्या संबंध है? UL मानक में, अल्पकालिक उम्र बढ़ने का तापमान सामग्री के दीर्घकालिक उपयोग के अनुभव के आधार पर प्राप्त किया जाता है, लेकिन पुष्टि करने के लिए कुछ तरीकों का सारांश भी दिया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी सामग्री का अल्पकालिक उम्र बढ़ने का तापमान UL2556-2007 मानक के अध्याय 4.3.5.6 और परिशिष्ट D में निर्धारित किया जाता है। सबसे पहले, तालिका 1-1 के अनुसार रेटेड तापमान, उम्र बढ़ने का तापमान और उम्र बढ़ने का समय चुनें।
यदि उपरोक्त स्थितियों के अनुसार परीक्षण की गई सामग्री की बढ़ाव परिवर्तन दर उम्र बढ़ने के बाद 50% से अधिक है, तो यह माना जाता है कि सामग्री को इस स्थिति के अनुसार निर्धारित किया जा सकता है। यदि बढ़ाव परिवर्तन दर 50% से अधिक है, तो सामग्री का रेटेड तापमान और अल्पकालिक उम्र बढ़ने का तापमान एक स्तर गिरना चाहिए।
इसके अलावा, अल्पकालिक उम्र बढ़ने के तापमान को निर्धारित करने के लिए एक सरल सूत्र भी UL758-2010 के अध्याय 14 में संक्षेपित किया गया है। जैसे कि सूत्र 1.2:
2. EN/IEC मानक
EN/IEC मानकों में, UL मानक की तरह रेटेड तापमान (रेटिंग तापमान) देखना दुर्लभ है। इसके बजाय, यह कंडक्टर का दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान (ऑपरेशन तापमान) या तापमान सूचकांक है। तो इन दो तापमानों के बीच क्या अंतर है?
वास्तव में, EN/IEC मानक प्रणाली में, केबलों के तापमान प्रतिरोध स्तर का मूल्यांकन मुख्य रूप से EN 60216 या IEC 60216 पर आधारित है। यह मानक मुख्य रूप से इन्सुलेशन सामग्री के थर्मल जीवन का मूल्यांकन करता है। मूल्यांकन पद्धति विभिन्न तापमानों पर सामग्रियों पर उम्र बढ़ने के परीक्षण करना है, और विभिन्न तापमानों पर सामग्री के उम्र बढ़ने के दिनों की संख्या प्राप्त करने के लिए उम्र बढ़ने के अंतिम बिंदु के रूप में टूटने पर बढ़ाव में 50% की परिवर्तन दर का उपयोग करना है। फिर उम्र बढ़ने के दिनों और उम्र बढ़ने के तापमान को रैखिक प्रतिगमन के माध्यम से रैखिक रूप से सहसंबंधित किया जाता है ताकि एक रैखिक संबंध वक्र प्राप्त किया जा सके। फिर केबल के जीवन के आधार पर अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान निर्धारित करें, या लंबी अवधि के ऑपरेटिंग तापमान के आधार पर केबल के जीवन का निर्धारण करें।
तापमान सूचकांक 20,000 घंटे तक थर्मल एजिंग के बाद 50% की इन्सुलेशन सामग्री के टूटने पर बढ़ाव की परिवर्तन दर के अनुरूप तापमान को संदर्भित करता है। फोटोवोल्टिक केबल मानक EN 50618:2014 को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, केबल का डिज़ाइन जीवन 25 वर्ष है, दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री है, और तापमान सूचकांक 120 डिग्री है। इन्सुलेशन सामग्री का अल्पकालिक उम्र बढ़ने का तापमान भी उपरोक्त रैखिक संबंध से प्राप्त होता है।
इसलिए, EN 50618:2014 में इन्सुलेशन सामग्री का उम्र बढ़ने का तापमान 150 डिग्री है। यह उम्र बढ़ने का तापमान UL मानक श्रृंखला में 125 डिग्री पर रेट की गई सामग्रियों के लिए 158 डिग्री के उम्र बढ़ने के तापमान के बहुत करीब है।
उपरोक्त विश्लेषण से, यह देखना मुश्किल नहीं है कि एक ही कंडक्टर के दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान में केबल के अलग-अलग डिज़ाइन जीवन के कारण अलग-अलग आवश्यक उम्र बढ़ने के तापमान हो सकते हैं। एक ही दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान के तहत, केबल डिज़ाइन जीवन जितना छोटा होगा, इन्सुलेशन सामग्री के अल्पकालिक उम्र बढ़ने के तापमान की आवश्यकता उतनी ही कम हो सकती है।
उदाहरण के लिए, IEC 60502-1:2004 में आवश्यक XLPE इन्सुलेशन सामग्री का दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री है, और इस सामग्री का उम्र बढ़ने का तापमान 135 डिग्री है। यहां 135 डिग्री UL मानक में 105 डिग्री के रेटेड तापमान के साथ 136 डिग्री के उम्र बढ़ने के तापमान के बहुत करीब है, लेकिन यह EN 50618:2014 में इन्सुलेशन के उम्र बढ़ने के तापमान से बहुत अलग है, जिसमें 90 डिग्री का एक ही दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान है। हालांकि केबल का डिज़ाइन जीवन 60502-1:2004 में नहीं मिला था, लेकिन दोनों केबलों का डिज़ाइन जीवन निश्चित रूप से अलग है।
3. राष्ट्रीय मानक और उद्योग मानक
मेरे देश के राष्ट्रीय मानकों और उद्योग मानकों की तैयारी प्रक्रिया में, कई सामग्री UL मानकों या EN/IEC मानकों पर आधारित हैं। हालाँकि, चूंकि यह कई संदर्भों पर आधारित है, इसलिए मुझे लगता है कि कुछ कथन गलत हैं। उदाहरण के लिए, GB/T 32129-2015, JB/T 10436-2004, और JB/T 10491.1-2004 में, दोनों सामग्रियों और तारों में तापमान प्रतिरोध स्तर 90 डिग्री, 105 डिग्री, 125 डिग्री और 150 डिग्री है। यह स्पष्ट है। यह UL की मानक प्रणाली पर आधारित है। हालाँकि, ताप प्रतिरोध के लिए अभिव्यक्ति कंडक्टर का अधिकतम स्वीकार्य दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान है। ताप प्रतिरोध की यह अभिव्यक्ति स्पष्ट रूप से IEC मानक प्रणाली को संदर्भित करती है।
आईईसी मानक प्रणाली में, कंडक्टर का दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान केबल के डिज़ाइन जीवन से संबंधित होना चाहिए। हालाँकि, इन राष्ट्रीय और उद्योग मानकों में केबल जीवन की कोई अभिव्यक्ति नहीं है। इसलिए, यह कथन कि "केबल कंडक्टरों के लागू अधिकतम दीर्घकालिक ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री, 105 डिग्री, 125 डिग्री और 150 डिग्री हैं" सवालों के घेरे में है।
तो क्या सिलेन क्रॉस-लिंक्ड XLPE 125 डिग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर तक पहुँच सकता है? एक अधिक कठोर उत्तर यह होना चाहिए कि सिलेन क्रॉस-लिंक्ड XLPE UL मानक में निर्दिष्ट 125 डिग्री के रेटेड तापमान तक पहुँच सकता है, क्योंकि UL1581 के अध्याय 40 में इन्सुलेशन और सुरक्षा आवश्यकताओं में सामग्रियों के लिए सामान्य सिद्धांतों के सेट में, यह स्पष्ट रूप से कहा गया है कि सामग्रियों की रासायनिक संरचना निर्दिष्ट नहीं की जाएगी। क्या XLPE कंडक्टर का दीर्घकालिक अधिकतम संचालन 125 डिग्री तक पहुंच सकता है, यह केबल के डिजाइन जीवन और उपयोग के अवसर से संबंधित है। वर्तमान में, इस सामग्री के जीवन का व्यवस्थित रूप से मूल्यांकन करने के लिए कोई प्रासंगिक जानकारी नहीं मिली है। यह अल्पकालिक उम्र बढ़ने से अनुमान लगाया जा सकता है कि यदि केबल का डिज़ाइन जीवन 25 वर्ष है, तो कंडक्टर का अनुमत दीर्घकालिक अधिकतम तापमान 90 डिग्री से अधिक होना चाहिए।
आईईसी मानक में, पारंपरिक बिजली केबल, बिल्डिंग वायर और यहां तक कि सौर केबल के डिज़ाइन किए गए कंडक्टरों का दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री से अधिक नहीं होगा, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि ऐसे केबलों के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों द्वारा अनुमत दीर्घकालिक अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री से अधिक नहीं हो सकता है। डिग्री। यह नहीं कहा जा सकता है कि विकिरण क्रॉस-लिंक्ड सामग्री 125 डिग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर तक पहुंच सकती है, जबकि सिलेन क्रॉस-लिंक्ड सामग्री 125 डिग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर तक नहीं पहुंच सकती है। यह कथन अनुचित है।
संक्षेप में, क्या कोई सामग्री एक निश्चित तापमान स्तर तक पहुँच सकती है, इसका उत्तर केवल हाँ या नहीं में नहीं दिया जा सकता है, बल्कि इसे सामग्री के तापमान प्रतिरोध स्तर या केबल के डिज़ाइन जीवन के मूल्यांकन पद्धति के साथ संयोजन में विचार किया जाना चाहिए। कई मानक प्रणालियों को मिश्रित नहीं किया जा सकता है और अंधाधुंध तरीके से उपयोग नहीं किया जा सकता है।
