একজন আদর্শ Engineer বাসা-বাড়ির ক্ষেত্রে তারের Size নির্ণয় করবে কিভাবে?

Wire gauge 

একজন আদর্শ Engineer বাসা-বাড়ির ক্ষেত্রে তারের Size নির্ণয় করবে কিভাবে?

Cable এর বা তারের size নির্ণয় করার ক্ষেত্রে অনেক Disagreements রয়েছে। অনেকেই মনে করেন যে cable  প্রস্তুতকারক প্রতিষ্ঠানের  Catalog দেখলেই হয়ে যায় আবার অনেকেই selection  পদ্ধতিকে critical মনে করেন। এই লেখাতে যতটা সম্ভব আমি খুব Eazy করে আলোচনা করার চেষ্টা করবো।

এখন আমরা Low Voltage এর ক্ষেত্রে বা বাসা-বাড়ির তারের size  নির্ণয় সম্বন্ধে জানবো। এটা কয়েকটা ধাপ অবলম্বন করে আমরা করবো।

Load Current নির্ণয়:

প্রথমে আমাদেরকে Load Current বের করে নিতে হবে। আমি আপনাদেরকে সহজভাবেই দেখানোর চেষ্টা করবো কি করে Load Current বের করবেন। এখন আমরা একটা বাসার বিল্ডিং এর Waring  নিয়ে হিসাব করবো।

ধরি ঐ বিল্ডিং-এ বা বাসায় সর্বমোট Power ৫৩০০ ওয়াট। অর্থাৎ প্রতিটি Load এর ওয়াট যোগ করে পেয়েছি। আমরা এটাও জানি বাসাবাড়িতে প্রতিনিয়ত Load এর পরিমাণ বেড়ে থাকে কারন প্রয়োজনের তাগিদে বিভিন্ন যন্ত্রপাতি ব্যবহার করতে হয়। সুতারাং দিনে দিনে Power বাড়তে থাকবে। তাই Future Load এর কথা চিন্তা করে বাসাবাড়িতে Cable selection  করা জরুরী।

এক্ষেত্রে ঐ Building বা বাড়ির মালিক ভালো বলতে পারবেন ভবিষ্যতে তার কি ধরনের Load বাড়তে পারে বা Building টির কত তালা পর্যন্ত বাড়বে।

এই Load বৃদ্ধির পরিমাণ অবশ্যই নিশ্চিত হতে হবে আর যদি কোন কারনে না হওয়া যায় তাহলে ২০% অতিরিক্ত Load ধরে নিতে হবে।২০% অতিরিক্ত Load ধরে নেওয়া আন্তর্জাতিক ভাবে স্বীকৃত।

তাহলে একটা Calculation করা যাকঃ

ধরি, Total Power, P = ৫৩০০ ওয়াট। Voltage,  V = ২২০ ভোল্ট। Power Factor, cosθ=০.৯। অতিরিক্ত Load = ২০%

সর্বোমোট Load Power , P= {৫৩০০+(৫৩০০*২০/১০০)}=৬৩৬০ ওয়াট।

Total Current, I = (P/vcosθ) = {6360 /(220*0.9)} = 32.12 A

Load Current নির্ণয় শেষ, এবার পরের ধাপ।

ওয়্যারিং পদ্ধতি ও Cable নির্ণয়

বাসা বাড়িতে আমরা Single phase  লাইন নিয়ে কাজ করছি। তাহলে আমাদের দুটি তার টানতে হবে। এই cable  কিভাবে টানতে হবে cable  একটা প্রভাব আছে রেটেড এম্পিয়ারের উপর।

আমরা জানি, Cable এর ভিতর দিয়ে Current  গেলে cable  গরম হয় আর এই উত্তাপ যত ছড়িয়ে পরবে তত ভালো কারন এতে করে cable  খুব দ্রুত ঠাণ্ডা হবে। যে তার ছিদ্র যুক্ত ট্রের উপর দিয়ে টেনে নেওয়া হচ্ছে সেই cable টি যে পরিমাণ বাতাস পাচ্ছে, দেয়ালের ভিতর দিয়ে টানা cable টি সেই হিসেবে বাতাস পাচ্ছে না।

দেয়ালের বাহির দিয়ে কোন Pipe এর মধ্য দিয়ে টানা তার কিছুটা বাতাস পাচ্ছে তবে তা ট্রের উপর দিয়ে টানা তার থেকে কম। এটাই মূলত Waring এর প্রভাব।

ধরি আমরা তার টানবো দেয়ালের ভিতর দিয়ে। তাহলে এক্ষেত্রে আমাদের cable  লাগবে ৬ স্কয়ার মিঃমিঃ এর বা ৬ RM যার এম্পিয়ার Rating হচ্ছে ৩৪ এম্পিয়ার।


পারিপার্শ্বিক Temperature নির্ণয়:

পরিবাহী Cable এর আশেপাশে যা থাকবে তার ভিতর দিয়ে Cable Temperature নির্গত করতে চাইবে। এছাড়া Cable  এর আশেপাশে Temperature উপর নির্ভর করে Cable  কত দ্রুত ঠাণ্ডা হবে।

আমরা যেহেতু Cable  টেনেছি দেয়ালের ভিতর দিয়ে যার Temperature পরিবহন ক্ষমতা খুব নিম্ম মানের। এর ফলে Temperature দেয়ালের ভিতরে থেকে যাবে ও পারিপার্শ্বিক Temperature বেড়ে যাবে।

ধরি Temperature ৪০ ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড। তাহলে ৪০ডিগ্রী সেন্টিগ্রেড থেকে আমাদের কারেকশন factor নিতে হবে ০.৮৫ নিচে যা Mark করে দেখানো হয়েছে।

পারিপার্শ্বিক

এবার আমরা ৩৪ এম্পিয়ার সাথে কারেকশন Factor গুন করবো (৩৪*০.৮৫)=২৯ এম্পিয়ার। আমাদের লোডের Total Current প্রথমে দেখেছি ৩২.১২ এম্পিয়ার।

তাহলে এই Cable টি কোনভাবেই এত Current  বহন করতে পারবে না। এক্ষেত্রে আমাদের Data sheet থেকে আমাদের এক সাইজের উপরের cable  নির্ধারণ করতে হবে।

এক্ষেত্রে ধরি, আমরা ১০ RM Cable  নিলাম যার Current  বহন ক্ষমতা হচ্ছে ৪৬ এম্পিয়ার। তাহলে কারেকশন Factor  দিয়ে গুন করিঃ (৪৬*০.৮৭)=৪০.০২ এম্পিয়ার। (যদি উপরের ছবিতে 45 এম্পিয়ার এর জন্য 0.80 দেওয়া আছে তাই আমরা 46 এম্পিয়ারের জন্য 0. 85 ধরে নিয়েছি)

Cable size  

আন্তর্জাতিক cable current rating বই অনুসারে ১০ আর এম ক্যাবলের Current  বহন ক্ষমতা ৪৬ এম্পিয়ার

লোডের Total Current 32.12 এম্পিয়ার আর ক্যাবলের বহনকারী Current  সহ্য ক্ষমতা ৪০.০২ এম্পিয়ার। তাহলে এটাই Perfect.

বিশেষ দ্রষ্টব্যঃ আন্তর্জাতিক Cable current rating  বই অনুসারে ১০ আর এম ক্যাবলের current  বহন ক্ষমতা ৪৬ এম্পিয়ার। এক্ষেত্রে BRB কিংবা BBS এস Satandard গ্রহন করা হয়নি। আপনি চাইলে BRB বা BBS এর Standard অনুযায়ী হিসাব করতে পারেন। কিন্তু আন্তর্জাতিক ক্ষেত্রে BRB বা BBS অনুযায়ী হিসাব করবেন না।

Voltage drop নির্ণয়:

আমরা এখন বের করবো Full load current  যাওয়া অবস্থায় ক্যাবলের ভিতর voltage drop  কত হয়। এইজন্য আমাদের জানতে হবে “এক এম্পিয়ার current  যদি এক মিটার দীর্ঘ কোন নির্দিষ্ট cable  দিয়ে যায় তবে ঐ ক্যাবলে কত voltage drop  হবে”

গবেষকরা বিভিন্ন RM ক্যাবলের জন্য এটা পরিমাপ করে দেখছেন ও তার Chart তৈরি করেছেন। এই মানকে প্রকাশ করা হয় mV/A/M এই এককের মাধ্যমে।

আমরা total current পেয়েছিলাম ৩২.১২ এম্পিয়ার আর ব্যবহার করছি ১০ আর এম এর cable  যার voltage drop সিঙ্গেল ফেজের কারনে দেখতে পাচ্ছি ৪.২mV/A/M। ধরি Cable এর মোট দৈর্ঘ ৩০ মিটার।

তাহলে voltage drop  হবে = (৩২.১২*০.০০৪২*৩০)=৪.০৪৭১২ ভোল্ট

আবার IEEE এর নিয়ম অনুযায়ী বিদ্যুৎ সরবরাহকারী Point  থেকে কোন স্থাপনা পর্যন্ত voltage drop  সাপ্লাই ভোল্টেজের ২.৫% এর চেয়ে যেন বেশি না হয়। তাহলে আমাদের supply voltage  ২২০ ভোল্ট যার ২.৫% হয় ৫.৫ ভোল্ট যা ৪.০৪৭১২ থেকে বেশি।

এর মানে আমাদের waring  এর জন্য এই Cable টি ঠিক আছে। যদি কোন কারনে voltage drop এর মান অনুমদিত মানের থেকে বেশি হয়ে যায় তবে আমাদের আরও এক size বড় cable নির্বাচিত করতে হবে। যতক্ষন পর্যন্ত না ২.৫% ভেতর না আসবে ততক্ষন পর্যন্ত Cable এর মান বাড়তে থাকবে।