औद्योगिक स्वचालन, बिजली वितरण और सबस्टेशन वातावरण में, नियंत्रण केबल सिस्टम के "केंद्रीय तंत्रिका तंत्र" के रूप में कार्य करते हैं।इस प्रणाली के लिए सबसे बड़ा खतरा वोल्टेज में वृद्धि नहीं है, लेकिन विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) ।
असुरक्षित सिग्नल केबल आसन्न विद्युत लाइनों से प्रेरित वोल्टेज को उठा सकते हैं, संभावित रूप से पीएलसी तर्क त्रुटियों, रिले खराबी, या यहां तक कि सबस्टेशनों में विनाशकारी ट्रिपिंग घटनाओं को ट्रिगर कर सकते हैं।यह तकनीकी संदर्भ केवीवी के बीच संरचनात्मक मतभेदों का विवरण देता है, केवीवीपी, और केवीवीपी2 केबलों और संकेत अखंडता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक फराडे पिंजरे सिद्धांत की व्याख्या करता है।
परिरक्षण टोपोलॉजीः ईएमआई (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप) दमन के भौतिक सिद्धांत
इन तीन प्रकार के केबलों के बीच मुख्य अंतर उनके नामित वोल्टेज (450/750V) या कंडक्टर सामग्री में नहीं, बल्कि उनकी परिरक्षण संरचना में निहित है।यह समझना कि विभिन्न डिजाइन विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के साथ कैसे बातचीत करते हैं, सिस्टम डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है.
KVV (अवरोधित):इसमें बुनियादी पीवीसी इन्सुलेशन और एक मानक बाहरी आवरण है। यह संरचना क्षमतात्मक युग्मन (विद्युत क्षेत्र) या प्रेरक युग्मन (चुंबकीय क्षेत्र) के खिलाफ कोई सुरक्षा प्रदान नहीं करती है।
इंजीनियरिंग अनुप्रयोगः कम हस्तक्षेप वाले वातावरणों तक सीमित है, जैसे कि बिजली वितरण कक्षों के भीतर आंतरिक नियंत्रण वायरिंग, जहां आसन्न केबल केवल कम वोल्टेज नियंत्रण संकेतों को ले जाते हैं।
केवीवीपी (ब्रिज्ड कॉपर शील्डिंग):इसमें घुमावदार जोड़े या कोर असेंबली के ऊपर लगा हुआ एक ब्रैडेड कॉपर वायर जाल होता है।
इंजीनियरिंग सिद्धांत: ब्लीटेड जाल इलेक्ट्रोस्टैटिक (कैपेसिटिव) युग्मन को ब्लॉक करता है। हालांकि, इसकी ब्लीटेड संरचना के कारण, भौतिक कवरेज लगभग 85%~95% तक सीमित है।जबकि यह संरचना झुकने और झुकने की आवश्यकता अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त है, उच्च आवृत्ति (आरएफ) हस्तक्षेप के खिलाफ इसकी परिरक्षण प्रभावशीलता मध्यम है।
KVVP2 (कॉपर टेप शील्डिंग):कोर असेंबली पर अनुदैर्ध्य लपेटन या हेलिकल वाइंडिंग के माध्यम से लागू तांबे के टेप का उपयोग करता है।
इंजीनियरिंग सिद्धांत: यह डिजाइन 100% भौतिक कवरेज प्राप्त करता है। ठोस तांबे टेप एक कुशल फैराडे पिंजरे का गठन करता है। महत्वपूर्ण रूप से,यह उच्च आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण रूप से कम हस्तांतरण प्रतिबाधा प्रदान करता हैइस प्रकार, यह सबस्टेशन जैसे वातावरण के लिए पसंदीदा विकल्प है,जहां स्विचिंग ट्रांजिअंट (जैसे कि बिजली के झटके या सर्किट ब्रेकर ऑपरेशन) तीव्र उच्च आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं.
सिस्टम एकीकरण: परियोजना आवश्यकताओं के लिए शील्डिंग प्रकारों का मिलान
प्रणाली की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विनिर्देशकों को स्थापना स्थल की विशिष्ट ईएमआई (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप) जोखिम विशेषताओं के आधार पर उपयुक्त परिरक्षण प्रकार का चयन करना चाहिए:
| स्थापना वातावरण | अनुशंसित केबल | तकनीकी आधार |
|---|---|---|
| इनडोर कंट्रोल रूम (कम ईएमआई) | KVV | आर्थिक और व्यावहारिक. उच्च वोल्टेज स्विचिंग हस्तक्षेप से मुक्त क्षेत्रों में रिले सुरक्षा और उपकरण संकेत संचरण के लिए उपयुक्त। |
| पीएलसी नियंत्रण कैबिनेट/औद्योगिक उत्पादन स्थल | केवीवीपी | लचीली ब्लीटेड परिरक्षण जटिल मशीनरी के बीच मार्ग को सुविधाजनक बनाता है; जब ठीक से ग्राउंड किया जाता है, तो यह मोटर ड्राइव (जैसे, वीएफडी) द्वारा उत्पन्न शोर को प्रभावी ढंग से दबा देता है। |
| उच्च वोल्टेज सबस्टेशन / स्विचगियर | KVVP2 | उच्च वोल्टेज बसबारों से क्षमतात्मक युग्मन हस्तक्षेप को रोकने और क्षणिक ओवरवोल्टेज का सामना करने के लिए 100% कवरेज तांबे के टेप की सुरक्षा की आवश्यकता होती है। |
| बाहरी / कठोर रासायनिक वातावरण | KVVP2 (या बख्तरबंद प्रकार) | तांबा टेप परत बाहरी हस्तक्षेप के खिलाफ एक रेडियल बाधा के रूप में कार्य करते हुए नमी के प्रवेश के खिलाफ भौतिक सुरक्षा प्रदान करती है। |
जमीनीकरण की चुनौती: एकल बिंदु बनाम बहु-बिंदु जमीनीकरण
अनुचित ग्राउंडिंग सुरक्षा नियंत्रण केबलों के साथ तकनीकी समस्याओं का सबसे आम स्रोत है। यदि ढाल सही ढंग से ग्राउंड नहीं है, तो यह एक एंटीना के रूप में कार्य करता है; हस्तक्षेप को अवरुद्ध करने के बजाय,यह इसे बढ़ाता है.
आधारभूत सिद्धांत:
निम्न आवृत्ति संकेत (< 1 मेगाहर्ट्ज):
- सिद्धांत:एक छोरकेवल (आमतौर पर नियंत्रण कक्ष या पीएलसी अंत) ।
- कारणः एक ग्राउंड लूप के गठन को रोकने के लिए। यदि दोनों छोरों पर ग्राउंड किया जाता है, तो ग्राउंड वोल्टेज में संभावित अंतर जो दो इमारतों के बीच मौजूद हो सकता है, ढाल के माध्यम से वर्तमान चला सकता है,इस प्रकार सिग्नल तार जोड़ी में शोर पैदा.
उच्च आवृत्ति संकेत / सबस्टेशन ट्रांजिट हस्तक्षेप (> 1 मेगाहर्ट्ज):
- सिद्धांत:दोनों छोर.
- कारणः उच्च आवृत्तियों पर, ढाल मुख्य रूप से "त्वचा प्रभाव" के माध्यम से कार्य करता है। रेडियो आवृत्ति (आरएफ) अस्थायी शोर के खिलाफ एक प्रभावी फैराडे पिंजरे बनाने के लिए,ढाल को दोनों छोरों पर ग्राउंड किया जाना चाहिए, जिससे उच्च आवृत्ति वाला शोर सुरक्षित रूप से पृथ्वी में फैल जाए।
ठेकेदारों के लिए निर्देश: केवीवीपी2 केबलों का उपयोग करने वाले सबस्टेशनों के लिए, विशिष्ट परियोजना ईएमसी (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक संगतता) योजना का सख्ती से पालन अनिवार्य है। मिश्रित-सिग्नल वातावरण में,जब परिस्थितियाँ अनिश्चित हों, एक सिंगल-एंड कैपेसिटिव ग्राउंडिंग विधि (यानी, एक उच्च-वोल्टेज कैपेसिटर के माध्यम से ढाल को ग्राउंडिंग) का उपयोग डीसी ग्राउंडिंग लूप को ब्लॉक करने के लिए किया जा सकता है जबकि एक ही समय में एसी शोर को ग्राउंड करने के लिए शंट किया जा सकता है।
साइट पर स्थापना के लिए दिशानिर्देश और आम गड़बड़ी
वास्तविक अनुप्रयोगों में अपेक्षित परिरक्षण प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, फील्ड इंजीनियरों को निम्नलिखित स्थापना विनिर्देशों का सख्ती से पालन करना चाहिएः
- "पगटेल" फंदा:एक ग्राउंडिंग स्क्रू से कनेक्ट करने के लिए ढाल को "पगटेल" कंडक्टर में न घुमाएं। यह अभ्यास उच्च प्रेरण पैदा करता है, जिससे ढाल उच्च आवृत्तियों पर विफल हो जाती है।
समाधान: शील्ड की पूरी परिधि को सीधे जमीनी संलग्नक से जोड़ने के लिए 360 डिग्री धातु केबल ग्रंथियों या क्लैंप का प्रयोग करें। - दूरी की आवश्यकताएंःनियंत्रण केबलों और बिजली केबलों के बीच कम से कम 300 मिमी की दूरी बनाए रखें। यदि उन्हें पार करना है, तो उन्हें 90 डिग्री के कोण पर ऐसा करना चाहिए।कभी भी वैरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव (वीएफडी) मोटर केबलों के समानांतर नियंत्रण केबलों को रूट न करें.
- सिग्नल अलगाव:एनालॉग सिग्नल को रूट न करें (4 ¢ 20 mA,आरटीडी) और डिजिटल कंट्रोल सिग्नल (24 वी डीसी रिले सिग्नल) एक ही केबल बंडल के भीतर जब तक कि व्यक्तिगत रूप से परिरक्षित जोड़े वाले केबल (जैसे कि केवीवीपी2 प्रकार के केबल) का उपयोग नहीं किया जाता है.
- नमी प्रवेश और ढाल क्षरणःयदि नमी बाहरी पीवीसी शीट में प्रवेश करती है, तो तांबे का टेप शील्ड (KVVP2) तेजी से क्षय हो सकता है। सुनिश्चित करें कि उजागर शील्डिंग टेप को उपयुक्त गर्मी-संकुचन केबल समाप्तियों का उपयोग करके सील किया जाता है।
- अप्रयुक्त कंडक्टर:नियंत्रण केबलों में अप्रयुक्त कंडक्टरों को तैरते हुए न छोड़ें; कैपेसिटिव चार्ज के संचय को रोकने के लिए प्रत्येक अप्रयुक्त कंडक्टर के एक छोर को ग्राउंड करें।
इंजीनियरिंग FAQ
प्रश्न: क्या KVVP केबल का उपयोग उच्च वोल्टेज स्विचगियर कैबिनेट में KVVP2 के विकल्प के रूप में किया जा सकता है?
उत्तर: नहीं. उच्च वोल्टेज स्विचगियर तीव्र क्षणिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है. केवीवीपी केबल (ब्रिडेड स्कैनिंग की विशेषता) में इसकी कवरेज में अंतराल और उच्च हस्तांतरण प्रतिबाधा होती है,जो सुरक्षा रिले को प्रभावित करने वाले प्रेरित वोल्टेज हस्तक्षेप का कारण बन सकता हैकेवीवीपी2 केबल (टेप से सुरक्षा युक्त) इस प्रकार के वातावरण के लिए न्यूनतम उद्योग मानक विन्यास का प्रतिनिधित्व करता है।
प्रश्न: क्या एक समग्र ढाल चुंबकीय क्षेत्र के हस्तक्षेप से सुरक्षा प्रदान करती है?
A: Standard copper shielding (whether braided or tape-style) offers excellent protection against electric fields (capacitive coupling) but has limited effectiveness against low-frequency magnetic fields (inductive coupling)मजबूत निम्न आवृत्ति वाले चुंबकीय क्षेत्रों का सामना करने के लिए, घुमावदार जोड़ी के वायरिंग (जो प्रेरित करंट रद्दीकरण के सिद्धांत का उपयोग करता है) या स्टील-वायर बख्तरबंद निर्माण की आवश्यकता होती है।
