I. একটি প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন

তারের নির্বাচন এবং ব্যবহারে, একটি প্রশ্ন বারবার জিজ্ঞাসা করা হয়:

"এই তারের সর্বোচ্চ কত কারেন্ট সহ্য করতে পারে?"

এই প্রশ্ন নিজেই ভুল।

সঠিক প্রশ্ন হল:

"একটি প্রদত্ত ওভারলোড কারেন্টের অধীনে, কতক্ষণ তারটি নিরাপদে কাজ করতে পারে?"

একটি তারের স্বল্পমেয়াদী ওভারলোড ক্ষমতা শুধুমাত্র বর্তমান দ্বারা নয়, সময় এবং বর্তমান উভয় দ্বারা নির্ধারিত হয়। সময়ের মাত্রা উপেক্ষা করার সময় ওভারলোড ক্ষমতা নিয়ে আলোচনা করা প্রকৌশলে অর্থহীন।

২. ওভারলোড অধীনে তারের তাপ প্রক্রিয়া

কারেন্ট বহন করার সময় তারগুলি জুল তাপ উৎপন্ন করে। উত্পন্ন তাপের পরিমাণ নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়:

Q = I² × R × t
যেখানে Q হল তাপ উৎপন্ন, I হল কারেন্ট, R হল পরিবাহী রোধ এবং t হল সময়।

বর্তমান একটি বর্গ সম্পর্কের সাথে উত্পন্ন তাপকে প্রভাবিত করে। বর্তমানের দ্বিগুণ তাপ উৎপন্ন করে চারগুণ।

যাইহোক, মূল বিষয় হল: যদি সময় যথেষ্ট কম হয়, এমনকি একটি বৃহৎ প্রবাহের সাথেও, উৎপন্ন মোট তাপ খুব কম হতে পারে।

একটি তারের একটি ফিউজ নয়. ফিউজগুলি মিলিসেকেন্ডের মধ্যে গলে যাওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। তারগুলি হল উল্লেখযোগ্য তাপীয় জড়তা সহ সিস্টেম - উভয় কন্ডাক্টর এবং ইনসুলেশন উপকরণ বিপজ্জনক তাপমাত্রায় পৌঁছানোর জন্য সময় প্রয়োজন।

একটি স্বল্পমেয়াদী উচ্চ-বর্তমান ঢেউ শুধুমাত্র কয়েক ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণ হতে পারে। যাইহোক, দীর্ঘায়িত ছোট ওভারলোডগুলি তাপীয় বার্ধক্য বা এমনকি নিরোধকের তাপীয় ভাঙ্গন হতে পারে।

III. ব্যর্থতার ক্রম: কন্ডাক্টরের আগে অন্তরণ

একটি সাধারণ ভুল ধারণা হল যে তারের ওভারলোডগুলি "তামার তারের মাধ্যমে জ্বলবে।"

এটা ভুল।

প্রকৃত ওভারলোড পরিস্থিতিতে, অন্তরণ স্তরটি প্রথমে ব্যর্থ হয়, কন্ডাক্টর নয়।

কপার কন্ডাক্টরের গলনাঙ্ক প্রায় 1085°C। XLPE নিরোধকের দীর্ঘমেয়াদী অনুমোদিত অপারেটিং তাপমাত্রা মাত্র 90°C, এবং এমনকি স্বল্প-মেয়াদী ওভারলোড বিবেচনা করলে, এর সহ্য করার তাপমাত্রা 250°C অতিক্রম করে না। পিভিসি নিরোধকের দীর্ঘমেয়াদী অনুমোদিত অপারেটিং তাপমাত্রা হল 70 ডিগ্রি সেলসিয়াস, এবং এর স্বল্পমেয়াদী সহ্য করার তাপমাত্রা প্রায় 160 ডিগ্রি সেলসিয়াস।

এই পরিসংখ্যানগুলির তুলনা পরিষ্কারভাবে দেখায় যে তামার পরিবাহী তার গলনাঙ্কে পৌঁছানোর আগে, নিরোধক উপাদান ইতিমধ্যেই তাপীয় নরমকরণ, কার্বনাইজেশন বা এমনকি নিরোধক কার্যকারিতা সম্পূর্ণ ক্ষতির মধ্য দিয়ে গেছে।

একবার নিরোধক ব্যর্থ হলে, কন্ডাক্টরগুলির মধ্যে একটি শর্ট সার্কিট ঘটে, একটি বৈদ্যুতিক চাপ তৈরি করে এবং স্থানীয় উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করে - তবেই তামার পরিবাহী গলে যেতে পারে। যাইহোক, এটি একটি গৌণ ব্যর্থতা, ওভারলোডের সরাসরি ফলাফল নয়।

অতএব, ইঞ্জিনিয়ারিং-এ তারের ওভারলোড ক্ষমতা নিয়ে আলোচনা করার অর্থ মূলত আলোচনা করা: কোন সময়ের জন্য, কন্ডাক্টর হিটিং এর কারণে অন্তরণ তাপমাত্রা স্বল্প সময়ের সহ্য সীমা অতিক্রম করবে না?

IV এর স্বল্প সময়ের ওভারলোড ক্ষমতাXLPE উত্তাপ তারের

IEC 60364-5-54 এবং প্রকৌশল অনুশীলনে তাপীয় গতিশীল গণনার উপর ভিত্তি করে, XLPE উত্তাপযুক্ত কপার কন্ডাক্টর তারের জন্য, প্রাথমিক তাপমাত্রা 90°C (সম্পূর্ণ লোড স্বাভাবিক অবস্থা) এর ভিত্তিতে, স্বল্প সময়ের ওভারলোড ক্ষমতা প্রায় নিম্নরূপ:

যখন ওভারলোড মাল্টিপল 150% হয়, তখন কেবলটি সাধারণত কয়েক মিনিট থেকে কয়েক মিনিটের মধ্যে সহ্য করতে পারে। এই সময়ের পরিসীমা মূলত নিরোধক উপাদানে তাপ সঞ্চয়ের হারের উপর নির্ভর করে।

যখন ওভারলোড মাল্টিপল 200% হয়, তখন তারটি কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট পর্যন্ত সহ্য করতে পারে। এখানে সীমিত ফ্যাক্টর হল প্রধানত অন্তরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বৃদ্ধির হার।

যখন ওভারলোড মাল্টিপল 300% হয়, তখন তারটি কয়েক সেকেন্ড থেকে দশ সেকেন্ডেরও বেশি সময় সহ্য করতে পারে। এই মুহুর্তে, কন্ডাক্টর-ইনসুলেশন ইন্টারফেসে তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি পায়, প্রাথমিক সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে।

যখন ওভারলোড 500% বা তার বেশি পৌঁছায়, তখন কেবলটি 1 থেকে 5 সেকেন্ডের জন্য এটি সহ্য করতে পারে। এই অবস্থার অধীনে, নিরোধক উপাদান দ্রুত কার্বনাইজ হবে, প্রায় কোন নিরাপত্তা মার্জিন ছাড়া।

এটি লক্ষ করা উচিত যে উপরের মানগুলি শুধুমাত্র ইঞ্জিনিয়ারিং অনুমান। সুনির্দিষ্ট মান তারের ক্রস-সেকশন, পাড়ার পদ্ধতি, প্রাথমিক তাপমাত্রা এবং নিরোধক উপাদানের নির্দিষ্ট গঠনের উপর নির্ভর করে। প্রাথমিক তাপমাত্রা যত কম হবে, সহ্য করার সময় তত বেশি হবে- ঠান্ডা শুরু গরম শুরুর চেয়ে অনেক বেশি নিরাপদ। উত্তম তাপ অপচয় সহ্য করার সময়কেও প্রসারিত করে—এয়ার-লেইড ইনস্টলেশন কন্ডুইট ইনস্টলেশনের চেয়ে উচ্চতর।

V. সরাসরি মোটর স্টার্ট-আপের জন্য কেবল ওভারলোড পরীক্ষা করুন

একটি উদাহরণ হিসাবে একটি 132kW মোটর গ্রহণ। এর রেট করা বর্তমান প্রায় 240A (একটি 400V সিস্টেমে)। ডাইরেক্ট স্টার্ট-আপের সময়, প্রারম্ভিক কারেন্ট রেট করা বর্তমানের প্রায় 6 গুণ, অর্থাৎ, 1440A। শুরুর সময়কাল সাধারণত 6 সেকেন্ড।

ম্যাচিং তারের হল 95mm² XLPE তামার তার। কন্ডুইট ইনস্টলেশন অবস্থার অধীনে একটি 40°C পরিবেশে এই তারের রেট করা বর্তমান বহন ক্ষমতা প্রায় 300A।

যাচাইকরণ প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ:

প্রথমত, প্রাথমিক তাপমাত্রা নির্ধারণ করুন। অনুমান করুন যে তারটি কিছু সময়ের জন্য রেট করা লোডের অধীনে চলছে, যার প্রাথমিক তাপমাত্রা প্রায় 90°C।

তারপর স্টার্টআপের সময় উত্পন্ন তাপ গণনা করুন। উত্পন্ন তাপ বর্তমানের বর্গের সমান হয় যা সময়ের দ্বারা গুণিত প্রতিরোধের দ্বারা গুণিত হয়, অর্থাৎ, 1440² × R × 6।

রেট করা অপারেটিং অবস্থার অধীনে উত্পন্ন তাপের সাথে এই মানটির তুলনা করুন। রেট করা অবস্থার অধীনে, 1 ঘন্টা (3600 সেকেন্ড) জন্য 300A কারেন্ট সহ, উত্পন্ন তাপ 300² × R × 3600।

প্রকৃত গণনার ফলাফলগুলি দেখায় যে 6-সেকেন্ডের স্টার্টআপ প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পন্ন তাপ রেট করা অবস্থার অধীনে উত্পন্ন প্রায় 15 থেকে 20 সেকেন্ডের তাপের সমতুল্য। এটি প্রায় 15 থেকে 20 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে মিলে যায়।

এই তাপমাত্রা বৃদ্ধি XLPE নিরোধক (প্রায় 250 ডিগ্রি সেলসিয়াস) স্বল্প সময়ের তাপমাত্রা সহ্য করার সীমার অনেক নিচে। অতএব, স্টার্টআপ প্রক্রিয়া নিরোধক ক্ষতির কারণ হবে না।

এই কারণেই অনেক ডাইরেক্ট-স্টার্ট মোটর অ্যাপ্লিকেশানে, প্রারম্ভিক কারেন্টের কারণে তারের স্পেসিফিকেশন বাড়ানোর প্রয়োজন হয় না-যদি স্টার্টআপের সময় যথেষ্ট কম হয়, সাধারণত 5 থেকে 8 সেকেন্ডের মধ্যে।

VI. ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলনে তিনটি বিচারের মানদণ্ড

প্রথমত, স্টেডি-স্টেট ওভারলোড এবং ক্ষণস্থায়ী ওভারলোডের মধ্যে পার্থক্য করুন।

একটি স্থির-স্থিতি ওভারলোড এমন একটি পরিস্থিতিকে বোঝায় যেখানে কারেন্ট রেট করা মানকে ছাড়িয়ে যায় এবং কয়েক মিনিট বা তার বেশি সময় ধরে থাকে। এই ধরনের ওভারলোডের প্রধান ঝুঁকি হল ইনসুলেশন থার্মাল বার্ধক্য, যা দীর্ঘমেয়াদী ক্রমবর্ধমান ক্ষতি হতে পারে।

একটি ক্ষণস্থায়ী ওভারলোড এমন একটি পরিস্থিতিকে বোঝায় যেখানে বর্তমান রেট মানের থেকে কয়েকগুণ কিন্তু স্থায়ী হয় মাত্র কয়েক সেকেন্ডের জন্য। এই ধরনের ওভারলোড সাধারণত তারের দ্বারা প্রতিরোধ করা যেতে পারে যদি না এটি বারবার ঘটে।

দ্বিতীয়ত, ব্যর্থতার মানদণ্ড হিসাবে নিরোধক তাপমাত্রা ব্যবহার করুন।

একটি তারের ওভারলোড হয়েছে কিনা তা বিচার করার ভিত্তি "তামাটি পুড়ে গেছে কিনা" নয় বরং "নিরোধক তাপমাত্রা স্বল্প সময়ের সহ্য সীমা অতিক্রম করেছে কিনা।" XLPE নিরোধকের জন্য, কন্ডাক্টরের তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে, স্বল্প-সময় সহ্য করার তাপমাত্রা সাধারণত 250°C হিসাবে নেওয়া হয়।

তৃতীয়ত, ক্রমবর্ধমান প্রভাব বিবেচনা করুন।

যদি সরঞ্জামগুলি ঘন ঘন শুরু করা হয় এবং বন্ধ করা হয়, যেমন একটি ক্রেন বা রিসিপ্রোকেটিং কম্প্রেসার, প্রতিটি শুরু থেকে তাপমাত্রা বৃদ্ধি জমা হবে। এই ক্ষেত্রে, এটি শুধুমাত্র একটি একক শুরু তাপমাত্রা বৃদ্ধি তাকান যথেষ্ট নয়; তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রভাব গণনা করা দরকার।

VII. নির্বাচন সুপারিশ
মোটর, ট্রান্সফরমার এবং ওয়েল্ডিং মেশিনের মতো উচ্চ স্টার্টিং কারেন্ট সহ সরঞ্জামগুলির জন্য, চারটি সাধারণ মোকাবিলার কৌশল রয়েছে।

প্রথম পদ্ধতি হল তারের স্পেসিফিকেশন বাড়ানো। এই পদ্ধতিটি দীর্ঘ স্টার্ট-আপ সময় (10 সেকেন্ডের বেশি) বা ঘন ঘন শুরু সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত। যাইহোক, এটি আরও ব্যয়বহুল, বিশেষত দূর-দূরত্বের পাড়ার জন্য।

দ্বিতীয় পদ্ধতি হল একটি নরম স্টার্টার ইনস্টল করা। এই পদ্ধতিটি মাঝারি স্টার্ট-আপ সময় (3 থেকে 10 সেকেন্ড) সহ পরিস্থিতিগুলির জন্য উপযুক্ত এবং যেখানে বর্তমান বৃদ্ধি হ্রাস প্রয়োজন। খরচ মাঝারি।

তৃতীয় পদ্ধতি হল একটি ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার ইনস্টল করা। এই পদ্ধতিটি খুব ঘন ঘন শুরু হয় বা যেখানে সুনির্দিষ্ট গতি নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয় এমন পরিস্থিতিতে জন্য উপযুক্ত। এটি সবচেয়ে ব্যাপক কার্যকারিতা প্রদান করে তবে এটি সবচেয়ে ব্যয়বহুলও।

চতুর্থ পদ্ধতি হল এটিকে যেমন আছে তেমনি রেখে দেওয়া এবং মূল স্পেসিফিকেশন ব্যবহার করা। এই পদ্ধতিটি খুব কম স্টার্ট-আপ সময় (5 সেকেন্ডের বেশি নয়) এবং কদাচিৎ সূচনা সহ পরিস্থিতিতেগুলির জন্য উপযুক্ত। খরচ শূন্য, কিন্তু এটি নিরাপত্তা যাচাইয়ের উপর নির্ভরশীল।

একটি সাধারণ ইঞ্জিনিয়ারিং ভুল স্টার্ট-আপ ওভারলোড পরিচালনা করতে তারের স্পেসিফিকেশনকে অন্ধভাবে বাড়িয়ে দিচ্ছে। এটি প্রায়শই সর্বোত্তম সমাধান নয়। সঠিক পদ্ধতি হল প্রথমে স্টার্ট-আপের সময় উৎপন্ন প্রকৃত তাপ গণনা করা। অনেক ক্ষেত্রে, গণনা দেখায় যে বিদ্যমান কেবলটি যথেষ্ট।

যাচাইকরণের প্রয়োজন হলে, নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি প্রস্তুত করা উচিত: তারের ক্রস-সেকশন, উপাদান এবং নিরোধক প্রকার; সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত স্টার্ট-আপ বর্তমান সময়ের বক্ররেখা; এবং পাড়ার পদ্ধতি এবং প্রাথমিক তাপমাত্রা।

অষ্টম। মূল উপসংহার

প্রথমত, একটি তারের স্বল্পমেয়াদী ওভারলোড ক্ষমতা সময় এবং বর্তমান উভয় দ্বারা নির্ধারিত হয়। জিজ্ঞাসা করা "এটি কতটা কারেন্ট সহ্য করতে পারে?" অর্থহীন; একজনকে অবশ্যই জিজ্ঞাসা করতে হবে "এটি কতক্ষণ সহ্য করতে পারে?"।

দ্বিতীয়ত, ওভারলোডের অধীনে, নিরোধক প্রথমে ব্যর্থ হয়, কন্ডাকটর নয়। নিরোধকের তাপমাত্রা সীমা তামার গলনাঙ্কের অনেক নিচে।

তৃতীয়, প্রাথমিক তাপমাত্রা এবং তাপ অপচয়ের অবস্থার উপর নির্ভর করে, XLPE উত্তাপযুক্ত তারগুলি সাধারণত 200% ওভারলোডের অধীনে কয়েক সেকেন্ড থেকে কয়েক মিনিট সহ্য করতে পারে।

চতুর্থত, সরাসরি মোটর শুরু থেকে স্বল্পমেয়াদী প্রভাবের জন্য, বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, তারের স্পেসিফিকেশন বাড়ানোর প্রয়োজন হয় না, তবে শর্ত থাকে যে শুরুর সময়টি 5 থেকে 8 সেকেন্ডের বেশি না হয় এবং এটি খুব কমই হয়।

পঞ্চম, প্রকৌশলগত সিদ্ধান্ত গণনার উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত, অন্তর্দৃষ্টি নয়। অন্ধভাবে তারের স্পেসিফিকেশন বাড়ানো খরচ নষ্ট করে, যখন যাচাইকে অবহেলা করা লুকানো বিপদ তৈরি করতে পারে।