पावर केबलों में रेटेड वोल्टेज क्या होता है? वोल्टेज पदनामों को समझने के लिए एक गाइड

प्रत्येक बिजली केबल पर वोल्टेज रेटिंग अंकित होती है—जैसे 0.6/1 केवी या 6/10 केवी। ये संख्याएँ मनमानी नहीं होतीं; ये केबल की विद्युत क्षमता और सीमाओं को परिभाषित करती हैं। गलत वोल्टेज रेटिंग वाली केबल चुनने से इन्सुलेशन खराब हो सकता है, सुरक्षा संबंधी खतरे पैदा हो सकते हैं और बिजली आपूर्ति बाधित हो सकती है, जिससे भारी नुकसान हो सकता है। लेकिन इन संख्याओं का वास्तव में क्या अर्थ है? यह लेख रेटेड वोल्टेज की अवधारणा, इसके महत्व और बिजली केबलों पर अंकित चिह्नों को समझने के तरीके के बारे में बताता है।

1. बुनियादी बातें: रेटेड वोल्टेज क्या है?

किसी केबल का रेटेड वोल्टेज वह अधिकतम निरंतर वोल्टेज होता है जिसे केबल सामान्य परिचालन स्थितियों में सुरक्षित रूप से सहन कर सकता है। यह एक डिज़ाइन पैरामीटर है जो विद्युत खराबी को रोकने के लिए आवश्यक इन्सुलेशन की मोटाई और गुणवत्ता निर्धारित करता है।

किसी केबल का रेटेड वोल्टेज एक एकल संख्या नहीं होता है—इसे आमतौर पर दो मानों के जोड़े के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे U₀/U (उम)। इनमें से प्रत्येक प्रतीक का एक विशिष्ट अर्थ होता है:

• U₀ = कंडक्टर और स्क्रीन, मेटैलिक शील्ड या अर्थ के बीच रेटेड पावर-फ़्रीक्वेंसी वोल्टेज। यह फेज-टू-ग्राउंड वोल्टेज है।

• U = दो फेज कंडक्टरों के बीच रेटेड पावर-फ्रीक्वेंसी वोल्टेज। यह फेज-टू-फेज वोल्टेज है।

• उम = वह अधिकतम सिस्टम वोल्टेज जिसे केबल थोड़े समय के लिए सहन कर सकता है (उदाहरण के लिए, क्षणिक ओवर-वोल्टेज के दौरान)।

उदाहरण: 0.6/1 केवी चिह्नित केबल में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• U₀ = 0.6 केवी (600 V) – चालक और ग्राउंड के बीच का वोल्टेज।

• U = 1 केवी (1000 V) – दो चरणों के बीच का वोल्टेज।

6/10 केवी चिह्नित केबल में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

• U₀ = 6 केवी – फेज-टू-ग्राउंड वोल्टेज।

• U = 10 केवी – फेज-टू-फेज वोल्टेज।

2. यहाँ दो संख्याएँ क्यों हैं?

ये दोनों संख्याएँ (U₀ और U) सिस्टम के विभिन्न भागों में केबल द्वारा अनुभव किए जाने वाले विभिन्न वोल्टेज तनावों को दर्शाती हैं:

• फेज-से-ग्राउंड वोल्टेज (U₀): यह वह वोल्टेज है जिसे कंडक्टर और शील्ड (या अर्थ) के बीच इन्सुलेशन को सहन करना पड़ता है। पूरी तरह से अर्थ किए गए सिस्टम में, U₀ लगभग फेज वोल्टेज के बराबर होता है।

• फेज-टू-फेज वोल्टेज (U): यह दो चालकों के बीच का वोल्टेज है। यह तीन-फेज प्रणाली में फेज वोल्टेज का √3 गुना होता है।

दोनों का महत्व: इन्सुलेशन को किन्हीं भी दो बिंदुओं के बीच उच्चतम वोल्टेज को सहन करना चाहिए। तीन-फेज प्रणाली में, फेज-टू-फेज वोल्टेज, फेज-टू-ग्राउंड वोल्टेज से अधिक होता है। केबल को दोनों के लिए उपयुक्त रेटिंग प्राप्त होनी चाहिए।

उदाहरण:

• 230/400 वोल्ट प्रणाली (जो यूरोप में आम है) में, U₀ = 230 वोल्ट, U = 400 वोल्ट होता है। 0.6/1 केवी चिह्नित केबल पर्याप्त से अधिक है।

• 6.6/11 केवी प्रणाली में, U₀ = 6.6 केवी, U = 11 केवी।

3. "Um" मान: अधिकतम सिस्टम वोल्टेज

उम मान वह अधिकतम वोल्टेज है जिसे केबल थोड़े समय के लिए सहन कर सकती है, जैसे कि स्विचिंग या बिजली गिरने से उत्पन्न होने वाले क्षणिक ओवर-वोल्टेज के दौरान। यह आमतौर पर रेटेड वोल्टेज U से अधिक होता है।

उदाहरण: 0.6/1 केवी रेटिंग वाले केबल के लिए, उम का मान 1.2 केवी हो सकता है। 6/10 केवी केबल के लिए, उम का मान 12 केवी हो सकता है।

सिस्टम डिज़ाइन के लिए इन्सुलेशन महत्वपूर्ण है क्योंकि क्षणिक अति-वोल्टेज इन्सुलेशन पर उसकी निरंतर रेटिंग से अधिक दबाव डाल सकते हैं। केबलों का परीक्षण एक निर्दिष्ट अवधि (आमतौर पर कुछ सेकंड से लेकर मिनटों तक) के लिए इन अति-वोल्टेज को सहन करने के लिए किया जाता है।

4. रेटेड वोल्टेज कैसे निर्धारित किया जाता है?

किसी केबल का रेटेड वोल्टेज कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है:

ए. इन्सुलेशन सामग्री
विभिन्न पदार्थों की परावैद्युत सामर्थ्य भिन्न-भिन्न होती है। समान मोटाई के पीवीसी इन्सुलेशन वाले केबल की तुलना में एक्सएलपीई इन्सुलेशन वाला केबल उच्च वोल्टेज सहन कर सकता है।

• पीवीसी: आमतौर पर 0.6/1 केवी तक रेटेड होता है।

• एक्सएलपीई: इसकी रेटिंग 500 केवी या उससे अधिक तक हो सकती है।

बी. इन्सुलेशन की मोटाई
इन्सुलेशन की मोटी परत अधिक वोल्टेज सहन कर सकती है। इन्सुलेशन की मोटाई निर्माता द्वारा निर्धारित वोल्टेज और सामग्री की परावैद्युत क्षमता के आधार पर तय की जाती है।

सी. परिचालन स्थितियाँ
निर्धारित वोल्टेज किसी विशेष परिवेश तापमान और स्थापना विधि के लिए निर्दिष्ट किया जाता है। यदि केबल को गर्म वातावरण में स्थापित किया जाता है या अन्य केबलों के साथ बांधा जाता है, तो समान वोल्टेज रेटिंग बनाए रखने के लिए इन्सुलेशन की मोटाई अधिक होनी आवश्यक हो सकती है।

डी. सिस्टम अर्थिंग
अर्थिंग सिस्टम (ठोस अर्थिंग, प्रतिबाधा अर्थिंग या बिना अर्थिंग वाला) इंसुलेशन पर वोल्टेज के दबाव को प्रभावित करता है। बिना अर्थिंग वाले सिस्टम में, फेज-टू-ग्राउंड फॉल्ट के कारण स्वस्थ फेजों पर वोल्टेज बढ़कर फेज-टू-फेज वोल्टेज (U) तक पहुँच सकता है। यही कारण है कि कुछ केबलों पर अलग-अलग अर्थिंग सिस्टम के लिए अलग-अलग U₀ मान अंकित होते हैं।

5. अर्थिंग फैक्टर: U₀ में बदलाव क्यों हो सकता है?

कुछ मानकों में, केबलों को विभिन्न अर्थिंग प्रणालियों के लिए उनकी उपयुक्तता को दर्शाने के लिए कई U₀ मानों के साथ चिह्नित किया जाता है।

• U₀ = 6 केवी: उन प्रणालियों में उपयोग के लिए जहां न्यूट्रल सीधे अर्थ किया जाता है और फॉल्ट क्लियरिंग का समय कम होता है।

• U₀ = 6 केवी (या 6 केवी/10 केवी): उन प्रणालियों में उपयोग के लिए जहां न्यूट्रल सीधे अर्थ नहीं किया जाता है।

कारण: बिना अर्थिंग वाले सिस्टम में, सिंगल फेज से ग्राउंड फॉल्ट होने पर अन्य फेजों का वोल्टेज फेज-टू-फेज वोल्टेज (U) तक बढ़ सकता है। इंसुलेशन को फॉल्ट की अवधि के दौरान इसे सहन करने में सक्षम होना चाहिए। सॉलिडली अर्थिंग वाले सिस्टम में, वोल्टेज इतना अधिक नहीं बढ़ता, इसलिए कम U₀ रेटिंग स्वीकार्य है।

उदाहरण: 6/10 केवी चिह्नित केबल ठोस रूप से अर्थिंग वाले सिस्टम में उपयोग के लिए उपयुक्त हो सकती है। यही केबल बिना अर्थिंग वाले सिस्टम के लिए 6/10 केवी या किसी अन्य वोल्टेज वर्ग के लिए 8.7/15 केवी भी चिह्नित हो सकती है।

6. वोल्टेज श्रेणियाँ और विशिष्ट अनुप्रयोग

7. गलत वोल्टेज रेटिंग का उपयोग करने पर क्या होगा?

कम क्षमता वाली केबल (केबल के लिए वोल्टेज बहुत अधिक):

• इन्सुलेशन पर अत्यधिक विद्युत तनाव पड़ेगा।

• आंशिक रिसाव (पीडी) होगा, जिससे इन्सुलेशन धीरे-धीरे नष्ट हो जाएगा।

• केबल समय से पहले ही खराब हो जाएगी, संभवतः विनाशकारी रूप से।

अत्यधिक वोल्टेज रेटिंग वाली केबल (उपयोग के लिए वोल्टेज रेटिंग बहुत अधिक):

• केबल जरूरत से ज्यादा महंगी होगी।

• यह आकार में बड़ा हो सकता है और इसे स्थापित करना अधिक कठिन हो सकता है।

• उच्च रेटिंग से प्रदर्शन में कोई लाभ नहीं हो सकता है।

सलाह: हमेशा ऐसे केबल का चयन करें जिसका वोल्टेज रेटिंग सिस्टम वोल्टेज के बराबर या उससे अधिक हो। उच्च रेटिंग वाला केबल इस्तेमाल करना ठीक है, लेकिन यह हमेशा किफायती नहीं होता।

8. रेटेड वोल्टेज का परीक्षण से क्या संबंध है?

केबलों का परीक्षण उनकी निर्धारित वोल्टेज को सत्यापित करने के लिए किया जाता है। टाइप परीक्षण (जैसे कि आईईसी 60502 या आईईसी 60840 में वर्णित) में निम्नलिखित शामिल हैं:

• पावर-फ्रीक्वेंसी विदस्टैंड वोल्टेज टेस्ट: केबल को एक निर्दिष्ट अवधि के लिए उसके रेटेड वोल्टेज (आमतौर पर 2.5 से 3 गुना U₀) से अधिक वोल्टेज के अधीन किया जाता है।

• बिजली के झटके झेलने का परीक्षण: केबल को उच्च-वोल्टेज के झटकों (बिजली गिरने का अनुकरण करते हुए) के अधीन किया जाता है ताकि क्षणिक अति-वोल्टेज को झेलने की उसकी क्षमता को सत्यापित किया जा सके।

ये परीक्षण सुनिश्चित करते हैं कि केबल सामान्य और असामान्य परिस्थितियों में निर्धारित वोल्टेज को सहन कर सकती है।

9. केबल पर अंकित चिह्न: उन्हें कैसे पढ़ें

केबल पर आमतौर पर वोल्टेज रेटिंग U₀/U प्रारूप में अंकित होती है।

उदाहरण:

• 0.6/1 केवी: 230/400 वोल्ट सिस्टम के लिए कम वोल्टेज केबल।

• 6/10 केवी: 6.6/11 केवी सिस्टम के लिए मध्यम-वोल्टेज केबल।

• 8.7/15 केवी: 10/15 केवी सिस्टम के लिए मध्यम-वोल्टेज केबल।

• 18/30 केवी: 20/30 केवी सिस्टम के लिए उच्च वोल्टेज केबल।

कुछ केबलों में उम मान शामिल हो सकता है, उदाहरण के लिए, 0.6/1 (1.2) केवी।

10. निष्कर्ष: वोल्टेज रेटिंग एक सुरक्षा विनिर्देश है

किसी केबल का रेटेड वोल्टेज सिर्फ एक संख्या नहीं है—यह एक महत्वपूर्ण सुरक्षा विनिर्देश है जो केबल की विद्युत तनाव को बिना खराब हुए सहन करने की क्षमता निर्धारित करता है। U₀, U और उम के बीच अंतर को समझना और यह जानना कि ये मान आपके सिस्टम से कैसे संबंधित हैं, आपके अनुप्रयोग के लिए सही केबल चुनने के लिए आवश्यक है।

हमेशा ऐसे केबल का चुनाव करें जिसका रेटेड वोल्टेज सिस्टम वोल्टेज के बराबर या उससे अधिक हो, और अर्थिंग सिस्टम और क्षणिक ओवर-वोल्टेज स्थितियों का भी ध्यान रखें। सही रेटेड केबल दशकों तक विश्वसनीय सेवा प्रदान करेगा, जबकि कम रेटेड केबल एक टाइम बम की तरह है। अगली बार जब आप किसी केबल पर अंकित अंक देखें, तो आप ठीक से समझ जाएंगे कि उन अंकों का क्या अर्थ है और वे क्यों महत्वपूर्ण हैं।