1. एम्पैसिटी गणना क्यों आवश्यक है?
विद्युत प्रणाली डिज़ाइन में उचित तार आकार और सुरक्षा का चयन करना महत्वपूर्ण है। एम्पैसिटी की सही गणना यह सुनिश्चित करती है कि अपेक्षित भार के तहत तार ज़्यादा गरम न हों या ओवरलोड न हों, साथ ही सुरक्षा और लागत-प्रभावशीलता के बीच संतुलन भी प्राप्त होता है।THHN तार(थर्मोप्लास्टिक हाई हीट {{0} प्रतिरोधी नायलॉन {{1} लेपित) का व्यापक रूप से निर्माण और उद्योग में इसके संरचनात्मक और गर्मी प्रतिरोधी गुणों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिससे इसकी एम्पैसिटी का सटीक मूल्यांकन महत्वपूर्ण हो जाता है।
2. बुनियादी अवधारणाएँ और शब्दावली
THHN तार:इसमें तांबा या एल्यूमीनियम कंडक्टर, थर्मोप्लास्टिक इन्सुलेशन और एक नायलॉन जैकेट शामिल है। इसे 90 डिग्री तक के ऑपरेटिंग तापमान के लिए रेट किया गया है और यह शुष्क और आर्द्र दोनों वातावरणों में उपयोग के लिए उपयुक्त है।
विशालता:विशिष्ट परिस्थितियों में एक कंडक्टर अधिकतम धारा को एक विस्तारित अवधि तक सुरक्षित रूप से ले जा सकता है, जो इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
एनईसी:यूएस नेशनल इलेक्ट्रिकल कोड THHN तार के चयन के लिए प्रमुख कानूनी आधार के रूप में कार्य करता है।
3. संबंधित मानक और विनियम
एनईसी तालिका 310.15(बी)(16)विभिन्न तापमान रेटिंग पर विभिन्न कंडक्टर आकारों की मूल वर्तमान वहन क्षमता (I_table) को सूचीबद्ध करता है। उदाहरण के लिए, इस तालिका के अनुसार, 90 डिग्री पर 6 AWG THHN तांबे के कंडक्टर की वर्तमान वहन क्षमता 75A है; 8AWG 55A है।
एनईसी 110.14(सी)बताता है कि यद्यपि किसी कंडक्टर की तापमान रेटिंग अधिक हो सकती है, लेकिन वास्तविक उपयोग के लिए टर्मिनल या कनेक्शन बिंदु तापमान सीमाओं के कारण इसे कम तापमान रेटिंग तक सीमित करने की आवश्यकता हो सकती है। उच्च तापमान रेटिंग के लिए डेटा का उपयोग केवल व्युत्पन्न गणना करते समय किया जाना चाहिए।
4. एम्पैसिटी गणना के लिए सैद्धांतिक आधार
एम्पैसिटी गणना के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला मूल सूत्र इस प्रकार है:
I_वास्तविक=I_table × C_temp × C_group
मैं_टेबल:एनईसी तालिका से बेस एम्पैसिटी मान।
C_temp (तापमान सुधार कारक):बेसलाइन (आमतौर पर 30 डिग्री) से परिवेश के तापमान विचलन को ठीक करता है। उदाहरण के लिए, 40 डिग्री पर, 90 डिग्री रेटेड कंडक्टर के लिए तापमान कारक लगभग 0.91 है।
C_समूह (बंडलिंग सुधार कारक):जब कंडक्टरों की संख्या तीन से अधिक हो जाती है, तो गर्मी अपव्यय प्रदर्शन ख़राब हो जाता है, जिसमें और सुधार की आवश्यकता होती है। 4-6 कंडक्टरों के लिए, संबंधित कारक 0.80 है, 7-9 कंडक्टरों के लिए, 0.70, इत्यादि।
सतत भार:एनईसी को निरंतर लोड के लिए 125% मार्जिन की आवश्यकता होती है। इसलिए, सर्किट ब्रेकर की क्षमता वास्तविक भार का कम से कम 125% होनी चाहिए, और कंडक्टर की स्वीकार्य क्षमता को तदनुसार समायोजित किया जाना चाहिए।
5. विस्तृत गणना चरण
1. बुनियादी एम्पैसिटी की जाँच करें (I_table)
उदाहरण के लिए: 6 AWG कॉपर THHN की वर्तमान रेटिंग 90 डिग्री पर 75A है, जबकि 8 AWG की वर्तमान रेटिंग 55A है।
2. तापमान सुधार कारक (C_temp) लागू करें
यदि परिवेश का तापमान 40 डिग्री है, तो 90 डिग्री -रेटेड THHN के लिए सुधार कारक लगभग 0.91 है।
3. बंडलिंग सुधार कारक लागू करें (C_group)
यदि एक नाली में चार कंडक्टर व्यवस्थित हैं, तो 0.80 के सुधार कारक का उपयोग करें।
4. वास्तविक स्वीकार्य क्षमता की गणना करें
उदाहरण के तौर पर 8 AWG का उपयोग करना:
I_वास्तविक=55ए × 0.91 × 0.70 ≈ 35ए।
यदि लोड 39ए है, तो यह पर्याप्त नहीं है और इसे Thhn 6 AWG में अपग्रेड करने की आवश्यकता है। परिकलित धारा 48ए है, जो स्वीकार्य है।
5. सतत लोड हैंडलिंग
निरंतर लोड (3 घंटे से अधिक या उसके बराबर) के लिए, लोड को 1.25 से गुणा करें और फिर अंतर की गणना करें। I_actual की तुलना यह सुनिश्चित करती है कि सुरक्षा डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा किया गया है।
6.टर्मिनल तापमान रेटिंग तुलना
हालाँकि कंडक्टर 90 डिग्री डेटा की अनुमति देता है, टर्मिनल सीमाएँ अंततः इसे विशिष्ट डिवाइस टर्मिनल तापमान रेटिंग के आधार पर 75 डिग्री या 60 डिग्री तक सीमित कर सकती हैं।
6. केस स्टडी प्रदर्शन
केस 1: 40 डिग्री वातावरण में एकल कंडक्टर
कंडक्टर: 6 AWG कॉपर THHN
तालिका संदर्भ:आधार वर्तमान क्षमता: 75ए
तापमान सुधार: 0.91 → 75 × 0.91 = 68.25A
बंडलिंग सुधार:एकल कंडक्टर, कोई व्युत्पन्न नहीं → 68.25ए
सतत भार पर विचार:यदि भार 60ए है, तो आवश्यक धारा है: 60 × 1.25=75ए → 68.25ए। यह पर्याप्त नहीं है, इसलिए विशिष्टताओं को अपग्रेड करने की अनुशंसा की जाती है।
केस 2: नाली में चार कंडक्टर
कंडक्टर:8 AWG तांबा THHN
आधार धारा वहन क्षमता: 55A
Tतापमान सुधार: 0.91 → 55 × 0.91 ≈ 50A
बंडलिंग सुधार (4 कंडक्टर): 0.80 → 50 × 0.80 = 40A
निरंतर लोड:30A लोड मानते हुए → 30 × 1.25=37.5A < 40A → स्वीकार्य