एकल-कोर और बहु-कोर लघु वोल्टेज बिजली केबल्स में क्या अंतर हैं?

एकल-कोर और बहु-कोर लो वोल्टेज पावर केबल्स की मूल संरचना और डिज़ाइन

लो वोल्टेज पावर केबल्स की संरचनात्मक रचना सीधे उनके प्रदर्शन और अनुप्रयोग उपयुक्तता को प्रभावित करती है। इष्टतम विद्युत प्रणाली डिज़ाइन के लिए कोर कॉन्फ़िगरेशन और सामग्री के चयन को समझना महत्वपूर्ण है।

एकल-कोर लो वोल्टेज पावर केबल्स की परिभाषा और निर्माण

एकल-कोर केबल्स में पीवीसी या एक्सएलपीई के साथ इंसुलेटेड तांबे या एल्युमीनियम का एक कंडक्टर होता है जिसे बाहरी आवरण द्वारा सुरक्षित किया जाता है। इस सरलीकृत डिज़ाइन से ऊष्मा अपव्यय में सुधार होता है और समापन (टर्मिनेशन) सरल हो जाता है, जिससे इन्हें भूमिगत फीडर और आवासीय प्रकाश व्यवस्था सर्किट जैसे स्थिर स्थापना के लिए उपयुक्त बनाया जाता है।

बहु-कोर लो वोल्टेज पावर केबल्स की आंतरिक कॉन्फ़िगरेशन और परतीकरण

मल्टी-कोर केबल्स एक सामान्य आवरण के भीतर 2–7 व्यक्तिगत रूप से इंसुलेटेड कंडक्टर्स को एकीकृत करते हैं, जिसमें गोलाकार आकृति और यांत्रिक स्थिरता बनाए रखने के लिए अक्सर पॉलिप्रोपिलीन फिलर का उपयोग किया जाता है। एक मानक 4-कोर विन्यास में सममित रूप से व्यवस्थित फेज कंडक्टर्स, न्यूट्रल और ग्राउंडिंग तार शामिल होते हैं। यह व्यवस्था नियंत्रण पैनल और एचवीएसी प्रणालियों में स्थापना की जटिलता को कम करते हुए मल्टी-सर्किट पावर ट्रांसमिशन का समर्थन करती है।

इंसुलेशन, शीथिंग और कोर व्यवस्था में अंतर

एकल कोर केबल में आमतौर पर 1.5 से 2.5 मिलीमीटर की सीमा में बहुत मोटी इन्सुलेशन परतें होती हैं, क्योंकि वे अधिकांश समय अकेले काम करते हैं। हालाँकि, बहु-कोर केबल एक अलग दृष्टिकोण अपनाते हैं, जिसमें प्रत्येक अलग कंडक्टर के लिए 0.7 से 1.2 मिमी मोटी पतली इन्सुलेशन का उपयोग किया जाता है। ये क्षति से बचाव के लिए मुख्य रूप से बाहरी सुरक्षात्मक आवरण पर निर्भर करते हैं। विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) की समस्याओं से निपटने के मामले में, विद्युत तकनीशियन अक्सर इन केबलों के अंदर तारों को तारे के स्वरूप में व्यवस्थित करते हैं। यह व्यवस्था एक-दूसरे के समानांतर चलने वाले एकल कोर तारों की तुलना में EMI समस्याओं को बेहतर ढंग से संभालती है, जिसमें संकेत समस्याओं से बचने के लिए कंड्यूइट में उनके बीच पर्याप्त जगह की आवश्यकता होती है।

कम वोल्टेज अनुप्रयोगों में विद्युत प्रदर्शन और तापीय व्यवहार

धारा वहन क्षमता और चालन दक्षता: एकल-कोर लाभ

एकल कोर लो वोल्टेज पावर केबल्स के मामले में, इनमें समान आकार के बहु-कोर विकल्पों की तुलना में आमतौर पर लगभग 10 से 15 प्रतिशत अधिक धारा क्षमता होती है, क्योंकि चालकों के बीच कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप होता है। चूंकि अतिरिक्त ऊष्मा उत्पादन करने वाले कोई पड़ोसी कोर नहीं होते हैं, अधिकतम भार पर संचालित होने के दौरान ये केबल लगभग 5 से 8 डिग्री सेल्सियस तक ठंडी चलती हैं। औद्योगिक स्थापनाओं में आमतौर पर इस प्रकार के केबल विन्यास के साथ लगातार 630 एम्पीयर तक की धारा देखी जाती है। अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल आयोग मानक IEC 60502-1, 2021 में वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए ऐसे केबलों के लिए ये प्रदर्शन विशेषताएं वास्तव में निर्दिष्ट करता है।

बहु-कोर विन्यास में ऊष्मा उत्पादन और ऊष्मा अपव्यय की चुनौतियाँ

बहु-कोर केबल में अंतर-कोर ऊष्मा प्रसारण की सीमित क्षमता के कारण थर्मल डीरेटिंग 20–35% की सीमा में होती है। घने 4-कोर विन्यास में एकल-कोर स्थापना की तुलना में प्रतिरोधक हानि तक 12% अधिक होती है (EPRI 2023)। जबकि 90°C के लिए रेटेड XLPE इन्सुलेशन थर्मल तनाव को कम करने में सहायता करता है, प्रदर्शन फिर भी पर्यावरणीय तापमान और कंड्यूइट भरने के स्तर पर संवेदनशील रहता है।

विद्युत प्रतिरोध, हानि और स्किन प्रभाव के प्रभाव

एसी प्रणालियों में, बहु-कोर केबल में 50Hz पर आसन्न प्रभाव 8–12% तक प्रतिरोध बढ़ा देता है, जबकि अलग एकल-कोर व्यवस्था की तुलना में होता है। एकल-कोर कंडक्टर स्किन प्रभाव का प्रबंधन भी अधिक प्रभावी ढंग से करते हैं, 35mm² के खंडों में 94% धारा घनत्व समरूपता बनाए रखते हैं, जबकि तुलनीय बहु-कोर व्यवस्था में यह 82% होती है।

घने पैक कोर में क्रॉसटॉक, व्यवधान और इन्सुलेशन पर तनाव

बहु-चरण प्रणालियों में कोर के बीच वैद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को क्षैतिज विरूपण को 3% से कम रखने के लिए दोहरी परत के ढाल की आवश्यकता हो सकती है। NEC 2023 के अनुसार, घने ट्रे में 300V/mm से अधिक वोल्टेज ढाल होने पर आंशिक निरावेशन और इन्सुलेशन विफलता को रोकने के लिए इन्सुलेशन की मोटाई में 150% की वृद्धि करनी चाहिए।

एकल-कोर और बहु-कोर लघु वोल्टेज बिजली केबल्स के लाभ और नुकसान

एकल-कोर केबल्स के लाभ: प्रदर्शन और तापीय प्रबंधन

थर्मल प्रदर्शन के मामले में, सिंगल कोर लो वोल्टेज पावर केबल्स वास्तव में अपने बहु-कोर समकक्षों की तुलना में बहुत बेहतर ताप निकासी करने के कारण खास खड़े होते हैं। 2021 के IEC मानकों के अनुसार, ये केबल्स वास्तव में लगभग 25% तेजी से ठंडी हो जाती हैं। इसका कारण? उनकी सरल डिज़ाइन उन तरह के परेशान करने वाले गर्म स्थानों को उत्पन्न नहीं करती है जो अन्य केबल प्रकारों में समस्या बन जाते हैं। इसीलिए इंजीनियर अक्सर भारी विद्युत भार वाले स्थानों, जैसे बड़े सौर फार्म स्थापना या औद्योगिक मोटर्स को शक्ति प्रदान करने के लिए इनकी आवश्यकता निर्दिष्ट करते हैं। एक और बड़ा लाभ यह है कि बंडल में स्थापित किए जाने पर भी इनकी डेरेटिंग से संबंधित परेशानियों से मुक्त रहने की क्षमता होती है, जो 600 वोल्ट पर लगातार संचालन के दौरान विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है।

सिंगल-कोर केबल्स के नुकसान: स्थान और स्थापना संबंधी सीमाएं

प्रदर्शन लाभों के बावजूद, एकल-कोर केबल बहु-कोर विकल्पों की तुलना में 40–60% अधिक कंड्यूइट स्थान घेरते हैं। उनकी कठोरता तंग मोड़ों के माध्यम से मार्ग को जटिल बना देती है, जिससे व्यावसायिक सेटिंग्स में अक्सर अतिरिक्त जंक्शन बॉक्स की आवश्यकता होती है। जटिल वायरिंग वातावरण में, अलग चरण प्रबंधन की आवश्यकता के कारण स्थापना समय लगभग 18% तक बढ़ जाता है।

बहु-कोर केबल के लाभ: एकीकरण और वायरिंग दक्षता

बहु-कोर केबल रंग-कोडित इन्सुलेशन के साथ एकल खोल में कई कंडक्टर्स को एकीकृत करते हैं, जिससे नियंत्रण पैनल में संगठन में सुधार होता है और वायरिंग त्रुटियाँ 52% तक कम हो जाती हैं (NECA 2023)। 4-कोर 1.5mm² केबल चार अलग-अलग लाइनों के स्थान पर उपयोग की जा सकती है, जिससे आवासीय परियोजनाओं में सामग्री लागत में 30% की कमी आती है और स्वचालन प्रणालियों में टर्मिनल स्थापना सरल हो जाती है।

बहु-कोर केबल के नुकसान: डीरेटिंग और दोष प्रसार के जोखिम

पारस्परिक तापन के कारण, बहु-कोर केबल्स को NEC 310.15(B)(3) के अनुसार 10–15% धारा डी-रेटिंग की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, एक कोर में दोष पड़ोसी इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे मरम्मत की जटिलता और लागत में वृद्धि होती है—एकल-कोर व्यवस्था में अलग-अलग विफलताओं की तुलना में खर्च चार गुना तक बढ़ सकता है (UL 1581 परीक्षण डेटा 2022)।

एकल-कोर और बहु-कोर लघु वोल्टेज बिजली केबल्स के सामान्य अनुप्रयोग

औद्योगिक फीडर और बिजली वितरण नेटवर्क में एकल-कोर का उपयोग

औद्योगिक सेटिंग्स में जहां भारी धारा प्रवाह सामान्य है, जैसे निर्माण सुविधाओं और विद्युत उपस्थानों में, एकल-कोर लघु वोल्टेज बिजली केबल्स कई इंजीनियरों की पसंद बन गए हैं। IEC मानकों (2023) के अनुसार, इन केबलों का प्रतिरोध बहु-कोर केबल्स की तुलना में लगभग 12 प्रतिशत कम होता है, जिससे ये 400 से 690 वोल्ट की प्रणालियों में 230 एम्पीयर से अधिक के भार को संभालने में सक्षम होते हैं। पिछले साल जारी एक विद्युत बुनियादी ढांचा सुरक्षा रिपोर्ट के हालिया निष्कर्षों ने एक काफी महत्वपूर्ण बात भी दिखाई है। लगातार चलने वाली कन्वेयर प्रणालियों में स्थापित होने पर, एक साथ बंधे बहु-कोर केबल्स की तुलना में इन एकल-कोर केबल्स में अति तापन के जोखिम को लगभग 27 प्रतिशत तक कम कर दिया जाता है। ऐसी प्रदर्शन क्षमता फैक्ट्री फ्लोर पर लंबी पारियों के दौरान सुरक्षित संचालन बनाए रखने में बहुत बड़ा अंतर लाती है।

भवन प्रणालियों, नियंत्रण पैनलों और एचवीएसी में बहु-कोर तैनाती

विभिन्न विन्यासों में केवल 4 से लेकर 24 कोर तक, अधिकतम 61 चालकों वाले बहु-कोर केबल पैक, उन ऊँची इमारतों के विद्युत राइजर्स में लगभग 34% तक कंड्यूइट स्थान की आवश्यकता कम कर देते हैं। ये केबल अग्नि सूचना प्रणालियों और भवन स्वचालन सेटअप के लिए लगभग मानक उपकरण बन गए हैं। अग्नि सूचना स्थापना में लगभग दो तिहाई मामलों में इनका उपयोग होता है, जबकि 0.6kV प्रणालियों के साथ काम करते समय भवन स्वचालन में यह आंकड़ा लगभग 8 में से 10 स्थापनाओं तक पहुँच जाता है। हालाँकि विद्युत तकनीशियनों के लिए एक महत्वपूर्ण बात यह है कि केबल बंडल के भीतर सभी तार ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, इसलिए NEC टेबल 310.16 मानकों के अनुसार उन्हें अपनी गणना में लगभग 12 से 15 प्रतिशत तक कमी करनी चाहिए। यह समायोजन संचालन के दौरान अत्यधिक ताप की समस्याओं को रोकने में मदद करता है।

आवासीय बनाम औद्योगिक उपयोग प्रतिरूप तथा मानक अनुपालन (IEC, NEC)

अधिकांश घरेलू वायरिंग कार्यों के लिए, इलेक्ट्रीशियन 2.5 से 6 मिमी वर्ग आकार की एकल-कोर केबल्स का उपयोग करते हैं क्योंकि वे अपने बहु-कोर समकक्षों की तुलना में लगभग 18 प्रतिशत सस्ती होती हैं और संयोजन बिंदुओं पर स्थापित करने में आसान होती हैं। लेकिन जब बात कारखानों की होती है, तो स्थिति अलग दिखाई देती है। औद्योगिक सेटअप को मोटर्स को जोड़ने और पीएलसी पैनल को प्रोग्राम करने के लिए शील्डेड बहु-कोर केबल्स की आवश्यकता होती है, क्योंकि उन्हें सख्त आईईसी 60502-1 दिशानिर्देशों का पालन करना होता है। हाल के भवन नियम अनुसंधान को देखते हुए, लगभग सभी वाणिज्यिक इमारतें जिनमें ऊर्ध्वाधर केबल ट्रे हैं, आजकल डबल इंसुलेटेड केबल्स की ओर बढ़ रही हैं जो आईईसी 60332-3 परीक्षण पास करती हैं। लेकिन दिलचस्प बात यह है कि पुराने घरों में फिर से वायरिंग करते समय पारंपरिक पीवीसी शीथित एकल-कोर केबल्स को अभी भी कानूनी रूप से स्थापित किया जा सकता है, बशर्ते कि वे एनईसी मानकों के खंड 334.10(ए)(1) का पालन करें।

परियोजना आवश्यकताओं के आधार पर लघु वोल्टेज बिजली केबल्स के लिए चयन मापदंड

लोड मांग, ड्यूटी चक्र और वर्तमान रेटिंग के अनुरूप केबल प्रकार का चयन

केबल चयन लोड विश्लेषण के साथ शुरू होता है। समान आकार की मल्टी-कोर केबल्स की तुलना में एकल-कोर विकल्प थर्मल पारस्परिक क्रिया कम होने के कारण लगातार 15–20% अधिक धारा सहन कर सकते हैं। 80% से अधिक ड्यूटी चक्र पर संचालित होने वाले उपकरणों के लिए, इंजीनियरों को इन्सुलेशन की जल्दबाजी से उम्र बढ़ने से बचने के लिए मल्टी-कोर केबल्स का डी-रेट करना चाहिए।

स्थापना वातावरण का मूल्यांकन: स्थान, मार्ग निर्धारण और रखरखाव पहुँच

• स्थान संबंधी सीमाएं : समूहित एकल-कोर लाइनों की तुलना में मल्टी-कोर केबल्स 30–40% कंड्यूइट आयतन बचाते हैं
• मार्ग निर्धारण की जटिलता : वोल्टेज ड्रॉप को कम से कम करने के लिए लंबी ऊर्ध्वाधर दूरी (>50 मीटर) के लिए एकल-कोर वरीयता दिया जाता है
• पहुंच : मल्टी-कोर पैनल रखरखाव को आसान बनाता है लेकिन मरम्मत के दौरान अलग-अलग कोर के प्रतिस्थापन को जटिल बना देता है

लागत विश्लेषण: प्रारंभिक बजट बनाम दीर्घकालिक जीवन चक्र मूल्य

मल्टी-कोर केबल्स इंस्टालेशन के दौरान लागत में 25–30% की कमी करके श्रम लागत कम करते हैं। हालाँकि, उच्च कंपन वाले वातावरण में ठोस-चालक एकल-कोर संस्करण 18–22% अधिक समय तक चलते हैं और समय के साथ ऊर्जा नुकसान को कम करने के लिए 9% कम प्रतिरोधकता दर्शाते हैं। जीवन चक्र मूल्यांकन में आरंभिक बचत के साथ-साथ टिकाऊपन और दक्षता के बीच संतुलन बनाना चाहिए।

सुरक्षा मानकों और वोल्टेज संगतता के साथ अनुपालन सुनिश्चित करना

प्रत्येक स्थापना को आईईसी 60502-1 एम्पैसिटी दिशानिर्देशों के साथ-साथ एनईसी अनुच्छेद 310.15(बी)(3) डीरेटिंग आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए। जब 400 वोल्ट के साथ-साथ 24 वोल्ट जैसी मिश्रित वोल्टेज व्यवस्था के साथ काम कर रहे हों, तो चालकों के बीच परावैद्युत तनाव की समस्याओं से बचने के लिए डबल इन्सुलेशन वाले अलग-अलग मल्टी कोर केबल का उपयोग करना आवश्यक है। कम वोल्टेज प्रणालियों के लिए नवीनतम अंतरराष्ट्रीय मानक वास्तव में उन केबलों के लिए लगभग 30 प्रतिशत अधिक सुरक्षा क्लीयरेंस की मांग करते हैं जो खुले में स्थापित होते हैं और जिन्हें समय के साथ यूवी तथा नमी के संपर्क में आना पड़ता है। ये अद्यतन विनिर्देश कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में दीर्घकालिक विश्वसनीयता के बढ़ते चिंताओं को दर्शाते हैं।

सामान्य प्रश्न

एकल-कोर और बहु-कोर लघु वोल्टेज बिजली केबल के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?

एकल-कोर केबल एक कंडक्टर से मिलकर बनते हैं और ऊष्मा अपव्यय तथा सादगी में उत्कृष्ट होते हैं, जिससे वे स्थिर स्थापना के लिए आदर्श बन जाते हैं। बहु-कोर केबल में एक ही आवरण में कई कंडक्टर होते हैं, जो जटिल प्रणालियों में एकीकरण, स्थान दक्षता और व्यवस्था को बढ़ाते हैं।

एकल-कोर केबल में धारा वहन करने की क्षमता बेहतर क्यों होती है?

एकल-कोर केबल में धारा वहन करने की क्षमता 10-15% बेहतर होती है क्योंकि कंडक्टरों के बीच कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप होता है, और वे अधिकतम भार पर 5-8°C तक ठंडा संचालित होते हैं।

बहु-कोर केबल के आम अनुप्रयोग क्या हैं?

बहु-कोर केबल आमतौर पर इमारत प्रणालियों, नियंत्रण पैनल, एचवीएसी स्थापना, अग्नि सुरक्षा प्रणाली और भवन स्वचालन परियोजनाओं में उनके एकीकरण और स्थान दक्षता के कारण उपयोग किए जाते हैं।

एकल-कोर और बहु-कोर केबल के बीच तापीय चुनौतियाँ कैसे भिन्न होती हैं?

एकल-कोर केबल ऊष्मा को अधिक कुशलता से विघटित करते हैं, जबकि बहु-कोर केबल सीमित अंतर-कोर ऊष्मा प्रसार के कारण थर्मल डी-रेटिंग और अधिक प्रतिरोधक हानि का सामना करते हैं।