ارتھنگ کیلکولیشن - برقی آلات کی حفاظتی ارتھنگ کا حساب لگانے کا طریقہ اور فارمولے۔

صفر کے حساب کا مقصد ان حالات کا تعین کرنا ہے جن کے تحت یہ اپنے تفویض کردہ کاموں کو قابل اعتماد طریقے سے انجام دیتا ہے - خراب شدہ تنصیب کو نیٹ ورک سے فوری طور پر منقطع کرتا ہے اور ساتھ ہی ہنگامی مدت کے دوران صفر والے کیس کو چھونے والے شخص کی حفاظت کو یقینی بناتا ہے۔ اس کے مطابق حفاظتی ارتھنگ بریکنگ کی صلاحیت کے ساتھ ساتھ کیس کی ٹچ سیفٹی پر بھروسہ کریں جب مرحلہ زمین سے چھوٹا ہو (غیر جانبدار ارتھنگ کا حساب کتاب) اور کیس کا (غیر جانبدار حفاظتی موصل کی دوبارہ ارتھنگ کا حساب)۔

a) رکاوٹ کا حساب کتاب

جب ایک فیز نیوٹرل کیس میں بند ہو جاتا ہے، تو برقی تنصیب خود بخود منقطع ہو جائے گی اگر سنگل فیز شارٹ سرکٹ کرنٹ کی قدر (یعنی فیز اور نیوٹرل حفاظتی موصل کے درمیان) اور K, A، شرط کو پورا کرتی ہے۔

جہاں k — ریٹیڈ کرنٹ Azn A کی ضرب کا عنصر، فیوز یا بریکر کی کرنٹ سیٹنگ، A۔ کارخانہ دارکارخانہ دار کی طرف سے مقرر کردہ درجہ حرارت سے اوپر ہیٹنگ)

برقی تنصیب کے تحفظ کی قسم کے لحاظ سے قدر k کا ایک عدد قابل قبول ہے۔ اگر تحفظ ایک ایسے سرکٹ بریکر کے ذریعے کیا جاتا ہے جس میں صرف برقی مقناطیسی ریلیز (رکاوٹ) ہوتا ہے، یعنی بغیر کسی تاخیر کے متحرک ہوتا ہے، تو k کو 1.25-1.4 کی حد میں قبول کیا جاتا ہے۔

اگر تنصیب کو فیوز کے ذریعے محفوظ کیا گیا ہے، جس کا جلانے کا وقت کرنٹ پر منحصر ہے (بڑھتے ہوئے کرنٹ کے ساتھ کم ہوتا ہے)، پھر بند کو تیز کرنے کے لیے،

اگر تنصیب کو ایک سرکٹ بریکر کے ذریعے محفوظ کیا گیا ہے جس میں فیوز کی طرح الٹا کرنٹ پر منحصر خصوصیت ہے، تو پھر بھی

مطلب AND K کا انحصار نیٹ ورک Uf کے فیز وولٹیج اور سرکٹ ریزسٹنس پر ہے، بشمول ٹرانسفارمر zt، فیز وائر zf، غیر جانبدار حفاظتی موصلzns، لوپ (لوپ) کے فیز کنڈکٹر کی بیرونی انڈکٹو مزاحمت — صفر حفاظتی کنڈکٹر (فیز-زیرو لوپس) хn، نیز موجودہ ماخذ (ٹرانسفارمر) کے وائنڈنگز کی غیر جانبدار گراؤنڈنگ کی فعال مزاحمت سے غیر جانبدار حفاظتی موصل کی دوبارہ گراؤنڈنگ (تصویر 1، اے)۔

جیسا کہ ro اور rn، ایک اصول کے طور پر، دیگر سرکٹ ریزسٹنس کے مقابلے میں بڑے ہوتے ہیں، ان کے ذریعے بننے والی متوازی شاخ کو نظر انداز کرنا ممکن ہے۔ اس کے بعد کیلکولیشن اسکیم کو آسان بنایا جائے گا (تصویر 1، بی)، اور شارٹ سرکٹ کرنٹ AND K، A، کا اظہار پیچیدہ شکل میں ہوگا

یا

جہاں Uf نیٹ ورک کا فیز وولٹیج ہے، V؛

zt — تین فیز کرنٹ سورس (ٹرانسفارمر) کے وائنڈنگز کے مائبادی کا پیچیدہ، اوہم؛

zf - فیز کنڈکٹر کا مائبادی کمپلیکس، اوہم؛

znz — صفر حفاظتی موصل کے مائبادی کا پیچیدہ، اوہم؛

Rf اور Rns فیز اور غیر جانبدار حفاظتی موصل کی فعال مزاحمت، اوہم؛

Xf اور Xnz - مرحلے اور غیر جانبدار حفاظتی کنڈکٹرز کی اندرونی آگہی مزاحمت، اوہم؛

- لوپ مائبادا کا پیچیدہ مرحلہ - صفر، اوہم۔

چاول۔ 1. صلاحیت میں رکاوٹ کے لیے متبادل موجودہ نیٹ ورک میں غیرجانبداری کی حسابی اسکیم: a — مکمل، b، c — آسان

ری سیٹ کا حساب لگاتے وقت، شارٹ سرکٹ کرنٹ A کی اصل قدر (ماڈیول) کا حساب لگانے کے لیے ایک تخمینی فارمولہ استعمال کرنا جائز ہے، جس میں ٹرانسفارمر کی مزاحمت کے ماڈیولز اور لوپ کے فیز صفر zt اور zn ہوتے ہیں۔ اوہم، ریاضی سے شامل کریں:

اس فارمولے کی کچھ غلطیاں (تقریباً 5%) حفاظتی تقاضوں کو مضبوط کرتی ہیں اور اس لیے قابل قبول سمجھی جاتی ہیں۔

لوپ مائبادی کا مرحلہ — اصلی شکل میں صفر (ماڈیول) ہے، اوہم،

حساب کتاب کا فارمولا اس طرح لگتا ہے:

یہاں، صرف غیر جانبدار حفاظتی موصل کی مزاحمتیں اور نامعلوم ہیں، جن کا تعین اسی فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے مناسب حساب سے کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، یہ حسابات عام طور پر انجام نہیں دیئے جاتے ہیں، کیونکہ غیر جانبدار حفاظتی موصل کے کراس سیکشن اور اس کے مواد کو اس شرط سے پیشگی لیا جاتا ہے کہ غیر جانبدار حفاظتی موصل کی پارگمیتا فیز کنڈکٹر کی اجازت کا کم از کم 50٪ ہے۔ ، یعنی

یا

یہ حالت PUE نے اس مفروضے کے تحت قائم کی ہے کہ ایسی چالکتا کے لیے Azk کی مطلوبہ قدر ہوگی۔

غیر موصل یا موصل تاروں جیسے زیرو PUE حفاظتی تاروں کے ساتھ ساتھ عمارتوں کے مختلف دھاتی ڈھانچے، کرین کی پٹریوں، بجلی کی تاروں کے لیے سٹیل کے پائپ، پائپ لائنز وغیرہ استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔یہ ایک ساتھ غیر جانبدار کام کرنے والے کنڈکٹرز اور حفاظتی غیر جانبدار کنڈکٹرز کے طور پر استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ اس صورت میں، غیر جانبدار کام کرنے والی تاروں میں کافی چالکتا ہونا چاہیے (فیز وائر کی چالکتا کا کم از کم 50%) اور اس میں فیوز اور سوئچ نہیں ہونا چاہیے۔

لہذا، بریکنگ کی صلاحیت کو دوبارہ ترتیب دینے کا حساب غیر جانبدار حفاظتی موصل کی چالکتا کے انتخاب کی درستگی کے حساب کتاب کی جانچ ہے، یا لوپ کی چالکتا کی کفایت کے بجائے، مرحلہ صفر ہے۔

یعنی zT، Ohm کا انحصار ٹرانسفارمر کی طاقت، اس کے وائنڈنگز کی وولٹیج اور کنکشن اسکیم کے ساتھ ساتھ ٹرانسفارمر کے ڈیزائن پر ہے۔ ری سیٹ کا حساب لگاتے وقت، zm ویلیو ٹیبلز سے لی جاتی ہے (مثال کے طور پر، ٹیبل 1)۔

غیر الوہ دھاتوں (تانبا، ایلومینیم) کے کنڈکٹرز کے لیے Rf اور Rnz، Ohm کی قدروں کا تعین معلوم ڈیٹا کے مطابق کیا جاتا ہے: کراس سیکشن c، mm2، لمبائی l، m، اور کنڈکٹرز کا مواد ρ.. اس صورت میں، مطلوبہ مزاحمت

جہاں ρ- موصل کی مخصوص مزاحمت، تانبے کے لیے 0.018 اور ایلومینیم کے لیے 0.028 Ohmm2/m کے برابر۔

ٹیبل 1. حسابی رکاوٹوں کی تخمینی قدریں zt، Ohm، تیل سے بھرے تھری فیز ٹرانسفارمرز کی ونڈنگز

ٹرانسفارمر پاور، ہائی وولٹیج وائنڈنگز کا kV A ریٹیڈ وولٹیج، kV zt، Ohm، وائنڈنگ کنکشن ڈایاگرام کے ساتھ Y/Yн D/Un U/ZN 25 6-10 3.110 0.906 40 6-10 1.949 0.562 63-10 1.949 0.562 63-10363.
20-35 1,136 0,407 100 6-10 0,799 0,226
20-35 0,764 0,327 160 6-10 0,487 0,141
20-35 0,478 0,203 250 6-10 0,312 0,090
20-35 0,305 0,130 400 6-10 0,195 0,056
20-35 0,191 — 630 6-10 0,129 0,042
20-35 0,121 — 1000 6-10 0,081 0.027
20-35 0,077 0,032 1600 6-10 0,054 0,017
20-35 0,051 0,020

نوٹ. یہ ٹیبلز کم وولٹیج 400/230 V کے وائنڈنگ والے ٹرانسفارمرز کا حوالہ دیتے ہیں۔ لوئر وولٹیج 230/127 V پر، ٹیبل میں دی گئی مزاحمتی قدروں کو 3 گنا کم کرنا ضروری ہے۔

اگر غیر جانبدار حفاظتی موصل اسٹیل ہے، تو اس کی فعال مزاحمت کا تعین میزوں کے ذریعے کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، ایک میز۔ 2، جو 50 Hz کی فریکوئنسی کے ساتھ مختلف موجودہ کثافتوں پر مختلف سٹیل کی تاروں کی 1 کلومیٹر (rω، Ohm/km) کی مزاحمتی اقدار کو ظاہر کرتا ہے۔

ایسا کرنے کے لیے، آپ کو تار کا پروفائل اور کراس سیکشن سیٹ کرنے کی ضرورت ہے، ساتھ ہی ساتھ اس کی لمبائی اور شارٹ سرکٹ کرنٹ I K کی متوقع قدر جاننا ہوگی جو ہنگامی مدت کے دوران اس تار سے گزرے گا۔ تار کے کراس سیکشن کو ایڈجسٹ کیا گیا ہے تاکہ اس میں شارٹ سرکٹ کرنٹ کی کثافت تقریباً 0.5-2.0 A/mm2 ہو۔

جدول 2۔ الٹرنیٹنگ کرنٹ (50 ہرٹز) پر سٹیل کی تاروں کی ایکٹیو rω اور اندرونی انڈکٹیو xω مزاحمت، اوہم/کلومیٹر

سیکشن کے طول و عرض یا قطر، mm سیکشن، mm2 rω хω rω хω rω хω rω хω موصل میں متوقع موجودہ کثافت پر، A / mm2 0.5 1.0 1.5 2.0 مستطیل پٹی 20.4042520.48425 مستطیل پٹی 3.48 2.09 2.97 1.78 30 x 4 120 3.66 2.20 2.91 1.75 2.38 1.43 2.04 1.22 30 x 5 150 3.38 2.03 2.56 1.54 2.08 1.25 — — 40 x 4.281.461 81 1.09 1.54 0، 92 50 x 4 200 2.28 1.37 1.79 1.07 1.45 0.87 1.24 0.74 50 x 5 250 2.10 1.26 1.60 0.96 1.28 0, 77 — — 60 x 5 300 1.77 1.06 1.34 0.8 1.08 0.65 — — گول تار 5 19.63 17.41 17.41 17.41 45 10.7 6.4 6 28.27 13.7 8.20 11.2 6.70 9.4 5.65 8.0 4.8 8 50.27 9.60 5.75 7.5 4، 50 6.4 3.84 5.3 3.2 10 78.54 7.20 4.32 5.4 3.24 4.2 2.52 — — 12 113.1 5.6040 — 12 113.1 5.6043۔ 9 4.55 2.73 3.2 1.92 — — — — 16 201.1 3.72 2.23 2.7 1.60 — — — -

تانبے اور ایلومینیم کے کنڈکٹرز کے لیے Xph ویلیوز اور Khnz نسبتاً چھوٹے ہیں (تقریباً 0.0156 Ohm/km)، اس لیے ان کو نظرانداز کیا جا سکتا ہے۔ سٹیل کنڈکٹرز کے لیے، اندرونی انڈکٹو ری ایکشن کافی بڑے ہوتے ہیں اور ان کا تعین میزوں کے ذریعے کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر ٹیبل۔ 2. اس صورت میں، تار کے پروفائل اور کراس سیکشن، اس کی لمبائی اور کرنٹ کی متوقع قدر کو جاننا بھی ضروری ہے۔

Xn، Ohm، کی قدر کا تعین اس فارمولے کے مطابق کیا جا سکتا ہے جو الیکٹریکل انجینئرنگ کی نظریاتی بنیادوں سے معلوم ہوتا ہے کہ ایک ہی قطر d, m، کے گول تاروں کے ساتھ دو تاروں والی لائن کی آمادہ مزاحمت کے لیے

جہاں ω — کونیی رفتار، rad/s؛ L - لکیری انڈکٹنس، H؛ μr - درمیانے درجے کی نسبتا مقناطیسی پارگمیتا؛ μo = 4π x 10 -7 — مقناطیسی مستقل، H/m؛ l — لائن کی لمبائی، m؛ e — لائن کے کنڈکٹرز کے درمیان فاصلہ، m۔

موجودہ فریکوئنسی f = 50 Hz (ω=314 glad / and) پر ہوا میں رکھی گئی 1 کلومیٹر لائن کے لیے، فارمولہ Ohm/km،

اس مساوات سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ بیرونی انڈکٹو ریزسٹنس کا انحصار تاروں d اور ان کے قطر d کے درمیان فاصلے پر ہوتا ہے... تاہم، چونکہ d غیر معمولی حدود میں مختلف ہوتا ہے، اس لیے اس کا اثر بھی غیر معمولی ہے اور اس لیے Xn، بنیادی طور پر d پر منحصر ہے۔ مزاحمت فاصلے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے)۔ لہٰذا، لوپ کی بیرونی انڈکٹو مزاحمت کو کم کرنے کے لیے، فیز صفر ہے، غیر جانبدار حفاظتی کنڈکٹرز کو فیز کنڈکٹرز کے ساتھ یا ان کے قریب رکھنا چاہیے۔

ای کی چھوٹی قدروں کے لیے، کنڈکٹرز e کے قطر کے مطابق، یعنی جب فیز اور نیوٹرل کنڈکٹر ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں، مزاحمت Xn غیر معمولی ہوتی ہے (0.1 Ohm/km سے زیادہ نہیں) اور نظر انداز کیا جا سکتا ہے.

عملی حساب میں، وہ عام طور پر Xn = 0.6 Ohm/km فرض کرتے ہیں، جو 70 - 100 سینٹی میٹر کے کنڈکٹرز کے درمیان فاصلے کے مساوی ہے (تقریباً اس طرح کے فاصلے نیوٹرل کنڈکٹر سے سب سے دور فیز کنڈکٹر تک اوور ہیڈ پاور لائنوں پر ہوتے ہیں)۔