एक्सएलपीई इंसुलेटेड पावर केबल चयन गाइड: करंट रेटिंग, वोल्टेज ड्रॉप और क्रॉस-सेक्शन
XLPE इंसुलेटेड पावर केबल के सही क्रॉस-सेक्शन का चयन एक चार-चरणीय समस्या है: लोड करंट, इंस्टॉलेशन विधि, परिवेश की स्थिति और वोल्टेज ड्रॉप। क्रम गलत होने पर आप या तो तांबे पर अधिक खर्च करेंगे या केबल को गर्म चलाएंगे। यह गाइड हमारे अपने निर्यात परियोजनाओं पर उपयोग किए जाने वाले गणना अनुक्रम के माध्यम से चलता है।
चरण 1 — डिज़ाइन करंट स्थापित करें
kVA में जुड़े लोड से शुरू करें, इंस्टॉलेशन के विविधता कारक को लागू करें और एम्पीयर में परिवर्तित करें:
Ib = S × 1000 / (√3 × Un) तीन-चरण लोड के लिए, जहाँ S kVA है और Un 400 V लाइन-टू-लाइन है।
उदाहरण के लिए, 12 MW का एक औद्योगिक पार्क जो पीक पर 8 MVA खींचता है, उसे प्रति चरण लगभग 11,550 A की आवश्यकता होती है — जो तुरंत आपको बताता है कि डिज़ाइन एक केबल के बजाय कई समानांतर फीडर से बनाया जाएगा।
चरण 2 — बेस करंट रेटिंग पढ़ें
0.6/1 kV कॉपर XLPE केबल, 90 °C कंडक्टर, 30 °C हवा और मिट्टी प्रतिरोधकता 2.5 K·m/W की बेस एम्पैसिटी, नीचे दिखाई गई है। तांबा और एल्यूमीनियम मान लगभग एक आकार के चरण से भिन्न होते हैं।
| क्रॉस-सेक्शन | हवा में (सिंगल कोर) | मिट्टी में (सिंगल कोर) | हवा में (3-कोर) | मिट्टी में (3-कोर) |
|---|---|---|---|---|
| 10 mm² | 77 A | 94 A | 60 A | 77 A |
| 35 mm² | 160 A | 185 A | 125 A | 155 A |
| 70 mm² | 245 A | 270 A | 200 A | 225 A |
| 150 mm² | 400 A | 410 A | 325 A | 345 A |
| 300 mm² | 635 A | 610 A | 505 A | 515 A |
चरण 3 — डिरेटिंग फैक्टर लागू करें
निर्माता तालिकाएँ एक आदर्श दुनिया मानती हैं। वास्तविक इंस्टॉलेशन चार सुधार कारकों को एक साथ गुणा करते हैं:
| स्थिति | रेंज | विशिष्ट कारक |
|---|---|---|
| परिवेशी वायु तापमान | 30 °C संदर्भ; 40 °C विशिष्ट | 0.87 – 0.91 |
| मिट्टी का तापमान | 20 °C संदर्भ; 30 °C उष्णकटिबंधीय | 0.87 – 0.93 |
| मिट्टी की तापीय प्रतिरोधकता | 2.5 K·m/W संदर्भ; सूखी रेत 3.5 | 0.80 – 0.85 |
| समूहीकरण, हवा में तीन सर्किट छू रहे हैं | ट्रे में प्रति 3 केबल | 0.73 |
| दफनाने की गहराई | 1.0 m संदर्भ | 1.00 – 0.95 |
सुधारित एम्पैसिटी = बेस रेटिंग × ktemp × ksoil × kgroup × kdepth. हवा में 325 A रेटेड 150 mm² तीन-कोर केबल, दो समानांतर सर्किट वाले उष्णकटिबंधीय प्लांट रूम में 325 × 0.89 × 0.75 = 217 A हो जाती है — 33% की कटौती जो अधिकांश पहली बार खरीदारों को आश्चर्यचकित करती है।
चरण 4 — वोल्टेज ड्रॉप की जाँच करें
तीन-चरण सर्किट के लिए वोल्टेज ड्रॉप की गणना इस प्रकार की जाती है:
ΔU = √3 × I × L × (R cosφ + X sinφ) / 1000वोल्ट में, R ऑपरेटिंग तापमान पर Ω/km में और L km में।
150 mm² कॉपर XLPE (R = 0.124 Ω/km, X = 0.08 Ω/km), 200 m रन, 300 A, cosφ = 0.85 का उपयोग करके: ΔU = 1.732 × 300 × 0.2 × (0.105 + 0.042) = 15.3 V, या 400 V का 3.8%। सामान्य 5% सीमा के भीतर, इसलिए 150 mm² चयन बना रहता है।
चरण 5 — शॉर्ट-सर्किट सहनशक्ति को सत्यापित करें
XLPE पांच सेकंड तक के फॉल्ट के लिए 250 °C के कंडक्टर तापमान की अनुमति देता है। तांबे के XLPE के लिए k = 143 के साथ एडियाबेटिक समीकरण S = I√t / k का उपयोग करें। 0.2 s में क्लियर किए गए 25 kA फॉल्ट के लिए S = 25,000 × 0.447 / 143 = 78 mm² की आवश्यकता होती है, इसलिए 70 mm² लोड ले जाएगा, फिर भी फॉल्ट ड्यूटी पर 95 mm² केबल का चयन किया जाता है।
त्वरित चयन चेकलिस्ट
- डिज़ाइन करंट की गणना kVA से की जाती है, न कि स्थापित kW से।
- इंस्टॉलेशन विधि की पहचान की गई: ट्रे, डक्ट, डायरेक्ट बरियल, हवा में।
- सभी चार डिरेटिंग फैक्टर लागू और प्रलेखित किए गए।
- वोल्टेज ड्रॉप 5% से कम, या सख्त स्थानीय कोड से कम।
- ब्रेकर क्लियरिंग टाइम के मुकाबले शॉर्ट-सर्किट सहनशक्ति की जाँच की गई।
- बेंडिंग रेडियस और पुलिंग टेंशन रूट के अनुकूल।
पूर्ण निर्माण, प्रकार और मानकों के अवलोकन के लिए, हमारा देखें XLPE इंसुलेटेड पावर केबल गाइड.
