निम्न-वोल्टेज वितरण लाइन और निर्माण स्थलों के लिए विद्युत वितरण की आवश्यकताएँ

कम वोल्टेज वितरण लाइनें संदर्भित करती हैं उन परिपथों को जो वितरण ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से 10 kV का उच्च वोल्टेज 380/220 V स्तर पर कम करते हैं—अर्थात्, उप-स्टेशन से अंतिम उपयोग उपकरण तक चलने वाली कम वोल्टेज लाइनें।

कम वोल्टेज वितरण लाइनों को उप-स्टेशन के तार व्यवस्था के डिज़ाइन चरण के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए। कारखानों में, उच्च शक्ति की मांग वाले कार्यशालाओं के लिए अक्सर विशेष कार्यशाला उप-स्टेशन स्थापित किए जाते हैं, जहाँ ट्रांसफॉर्मर सीधे विभिन्न विद्युत लोडों को शक्ति प्रदान करते हैं। छोटे लोड वाली कार्यशालाओं के लिए, शक्ति मुख्य वितरण ट्रांसफॉर्मर से सीधे प्रदान की जाती है।

कम वोल्टेज वितरण लाइनों का ब्लूप्रिंट डिज़ाइन लोड श्रेणी, परिमाण, वितरण और लोड विशेषताओं पर आधारित होता है। आम तौर पर, वितरण की दो प्रकार की विधियाँ होती हैं: रेडियल और ट्रंक (या पेड-टाइप)।

रेडियल परिपथ उच्च विश्वसनीयता प्रदान करते हैं लेकिन उनमें उच्च निवेश की लागत होती है। इसलिए, आधुनिक कम वोल्टेज प्रणालियों में ट्रंक-प्रकार का वितरण अधिक सामान्य रूप से इस्तेमाल किया जाता है, क्योंकि इसकी अधिक लचीलापन होती है—जब उत्पादन प्रक्रियाएँ बदलती हैं, तो वितरण परिपथ में प्रमुख संशोधनों की आवश्यकता नहीं होती। इस प्रकार, ट्रंक-प्रकार की विधि की लागत कम और अधिक समायोज्यता होती है। हालाँकि, विद्युत प्रदान की विश्वसनीयता के मामले में, यह रेडियल विधि से बेहतर नहीं होती।

1. कम वोल्टेज वितरण लाइनों के प्रकार

कम वोल्टेज वितरण लाइनों के लिए दो स्थापना विधियाँ होती हैं: केबल लेकर और ऊपरी लाइन खड़ा करना।

केबल लाइनें भूमि के नीचे दबाई जाती हैं, जिससे वे हवा या बर्फ जैसी प्राकृतिक स्थितियों से कम प्रभावित होती हैं। इसके अलावा, क्योंकि ऊपरी तार दिखाई नहीं देते, वे शहरी और इमारतों के वातावरण को सुंदर बनाते हैं। हालाँकि, केबल स्थापना में उच्च निवेश की लागत होती है और उनका रखरखाव और मरम्मत कठिन होती है। ऊपरी लाइनों के विपरीत फायदे और नुकसान होते हैं। इसलिए, जब तक कोई विशेष आवश्यकताएँ नहीं होतीं, तब तक ऊपरी लाइनें आम तौर पर कम वोल्टेज वितरण के लिए इस्तेमाल की जाती हैं।

कम वोल्टेज ऊपरी लाइनें आम तौर पर लकड़ी या सीमेंट के खंभों का उपयोग करती हैं, जिन पर इंसुलेटर (पोर्सलेन बोतलें) कंडक्टर को क्रॉसआर्म्स पर टांगते हैं, जो खंभों पर स्थापित होते हैं। कारखाने के भीतर दो खंभों के बीच की दूरी लगभग 30–40 मीटर होती है और खुले क्षेत्रों में 40–50 मीटर तक पहुँच सकती है। कंडक्टरों के बीच की दूरी आम तौर पर 40–60 सेंटीमीटर होती है। लाइन रूट को जितना संभव हो उतना कम और सीधा रखा जाना चाहिए, साथ ही स्थापना और मरम्मत की सुविधा के लिए।

1.1 निर्माण स्थल पर विद्युत वितरण

निर्माण स्थलों पर विद्युत लोड की स्थिति आम औद्योगिक संयंत्रों से भिन्न होती है। लोड का परिमाण और प्रकृति परियोजना की प्रगति के साथ बदलती है—उदाहरण के लिए, निर्माण की शुरुआती अवस्थाओं में मुख्य रूप से परिवहन और ढोने की मशीनों का उपयोग किया जाता है, जबकि बाद की अवस्थाओं में वेल्डिंग मशीनों आदि का उपयोग किया जाता है। इसलिए, साइट की कुल शक्ति की मांग को शिखर निर्माण चरण के अधिकतम गणना लोड के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।

निर्माण स्थलों पर विद्युत प्रदान अस्थायी होता है। सभी विद्युत उपकरणों को तेजी से स्थापना और निकासी की अनुमति देनी चाहिए। साइट पर उप-स्टेशनों को अधिकांशतः खंभे-स्थापित बाहरी प्रकार का रखा जाता है। ट्रंक-प्रकार की ऊपरी लाइनों का आम तौर पर तार लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। लाइनों को खड़ा करते समय, यातायात को बाधित न करने और स्थापना और निकासी की सुविधा के लिए ध्यान दिया जाना चाहिए। जब भूमिगत परियोजनाओं या सुरंग निर्माण में जहाँ स्थान सीमित हो, तो ऊपरी लाइन की ऊंचाई मानक भूमि स्तर की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती।

ऐसी स्थितियों में, प्रकाश वाले परिपथों को 36 V से कम सुरक्षित अतिनिम्न वोल्टेज (SELV) का उपयोग करना चाहिए, जबकि मोटर लोड के लिए 380/220 V विद्युत प्रदान लाइनों के लिए अच्छी विद्युत-अवरोधी और आर्द्रता-प्रतिरोधी लचीली तीन-प्रकार चार-कोर केबलों का उपयोग किया जाना चाहिए। केबलों को निर्माण की प्रगति के अनुसार लगाया जाना चाहिए और जब उपयोग नहीं हो रहा हो तो उन्हें अलग कर लिया जाना चाहिए ताकि सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

1.2 कंडक्टर और भूमि के बीच का न्यूनतम अंतर

वितरण लाइनें दहनशील सामग्रियों से बने छतों पर से गुजरने नहीं चाहिए, न ही उन्हें आग-प्रतिरोधी छतों वाले इमारतों पर गुजरना पसंद किया जाना चाहिए; यदि ऐसा अनिवार्य हो, तो संबंधित प्राधिकारियों के साथ समन्वय करना आवश्यक है। कंडक्टरों और इमारतों के बीच का ऊर्ध्वाधर अंतर, अधिकतम झुकाव पर, 1–10 kV लाइनों के लिए कम से कम 3 मीटर और 1 kV से नीचे की लाइनों के लिए कम से कम 2.5 मीटर होना चाहिए।

जब वितरण लाइनें संचार (कम वोल्टेज) लाइनों के साथ प्रतिच्छेद करती हैं, तो विद्युत लाइनें संचार लाइनों के ऊपर स्थापित की जाती हैं। अधिकतम झुकाव पर, 1–10 kV लाइनों के लिए ऊर्ध्वाधर अंतर कम से कम 2 मीटर और 1 kV से नीचे की लाइनों के लिए कम से कम 1 मीटर होना चाहिए।

2. निर्माण स्थलों पर वितरण बोर्ड

निर्माण स्थलों पर वितरण बोर्ड को मुख्य वितरण बोर्ड, निश्चित उप-वितरण बोर्ड और चलने वाले उप-वितरण बोर्ड में विभाजित किया जा सकता है।

2.2 मुख्य वितरण बोर्ड

यदि एक स्वतंत्र ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है, तो ट्रांसफॉर्मर और उसके बाद का मुख्य वितरण बोर्ड विद्युत प्रदान प्राधिकार द्वारा स्थापित किए जाते हैं। मुख्य वितरण बोर्ड में एक मुख्य कम वोल्टेज सर्किट ब्रेकर, सक्रिय और असक्रिय ऊर्जा मीटर, वोल्टमीटर, एम्पियरमीटर, वोल्टेज सिलेक्टर स्विच और इंडिकेटर लाम्प शामिल होते हैं। साइट पर सभी शाखा परिपथ मुख्य बोर्ड के नीचे स्थित उप-वितरण बोर्डों से जुड़े होते हैं।

यदि खंभे-स्थापित ट्रांसफॉर्मर का उपयोग किया जाता है, तो मुख्य और उप-वितरण बोर्ड दोनों खंभे पर स्थापित किए जाते हैं, जिनके बॉक्स के निचले हिस्से कम से कम 1.3 मीटर भूमि से ऊपर होते हैं। बड़े ट्रांसफॉर्मरों के लिए, जो भूमि प्लेटफॉर्म पर स्थापित होते हैं, बंद इंस्टलेशन गियर केबिन का उपयोग किया जा सकता है। उप-वितरण बोर्डों में आम तौर पर DZ-श्रृंखला कम वोल्टेज सर्किट ब्रेकर का उपयोग किया जाता है।

मुख्य सर्किट ब्रेकर ट्रांसफॉर्मर की निर्धारित धारा के आधार पर चुना जाता है, जबकि शाखा सर्किट में छोटे क्षमता वाले ब्रेकर इस्तेमाल किए जाते हैं, जो प्रत्येक सर्किट की अधिकतम निर्धारित धारा के आधार पर आकारित होते हैं। छोटी धारा वाले सर्किटों के लिए अवशिष्ट धारा डिवाइस (RCDs) का उपयोग किया जाना चाहिए (अधिकतम RCD क्षमता: 200 A)। शाखा सर्किट ब्रेकरों की संख्या डिज़ाइन की गई शाखाओं की संख्या से एक या दो अधिक होनी चाहिए ताकि इसका उपयोग बाकी शाखाओं के रूप में किया जा सके। निर्माण स्थल के डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड में ऐमीटर और वोल्टमीटर जैसे मॉनिटरिंग उपकरण नहीं लगाए जाते हैं।

यदि एक मौजूदा ट्रांसफॉर्मर (साइट के लिए निर्दिष्ट नहीं) का उपयोग किया जाता है, तो मुख्य और उप-डिस्ट्रिब्यूशन कार्यों को एक ही एन्क्लोजर में एकीकृत किया जाता है, सक्रिय और असक्रिय ऊर्जा मीटर जोड़े जाते हैं। मुख्य डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड से आगे, सिस्टम TN-S तीन-पार चार-तारीय विन्यास का उपयोग करता है, और डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड का धातु एन्क्लोजर संरक्षण पृथ्वी (PE) चालक से जोड़ा जाना चाहिए।

2.3 निर्धारित उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड

निर्माण स्थलों पर, केबल लेआउट अधिकतर सीधे दफनाने के द्वारा किया जाता है, और विद्युत प्रदान सिस्टम आमतौर पर रेडियल विन्यास का उपयोग करता है। प्रत्येक निर्धारित उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड अपने शाखा सर्किट का अंतिम बिंदु होता है और इसलिए आमतौर पर इसे उस विद्युत उपकरण के पास रखा जाता है जिसे यह प्रदान करता है।

निर्धारित उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड का एन्क्लोजर पतले स्टील प्लेट से बना होता है, जिसमें बारिश से बचाने वाला शीर्ष होता है। बक्से का तल भूमि से 0.6 मीटर से अधिक ऊंचाई पर आंगन इस्तेमाल करके स्थापित किया जाता है। बक्से के दोनों ओर दरवाजे होते हैं। अंदर, विद्युत घटकों के लिए लगाने के लिए एक अविद्युत फलक का उपयोग किया जाता है। बक्से में 200-250 A की मुख्य स्विच—चार-पोल RCD—सभी जुड़े उपकरणों की अधिकतम निर्धारित धारा के आधार पर आकारित होता है।

विविधता को ध्यान में रखते हुए, डिजाइन में टावर क्रेन या वेल्डिंग मशीन जैसे सामान्य साइट उपकरणों को आसानी से समायोजित किया जाना चाहिए। मुख्य स्विच के पीछे, कई शाखा स्विच (चार-पोल RCDs) इंस्टॉल किए जाते हैं, जिनकी क्षमताएं आम उपकरण रेटिंग के आधार पर संयोजित होती हैं—उदाहरण के लिए, 200 A मुख्य RCD के साथ चार शाखाएं: दो 60 A और दो 40 A। प्रत्येक शाखा RCD के नीचे, पोर्सलेन फ्यूज होल्डर इंस्टॉल किए जाते हैं जो एक दृश्य विच्छेद बिंदु प्रदान करते हैं और उपकरण संयोजक के रूप में कार्य करते हैं। फ्यूज के ऊपरी टर्मिनल RCD के निचले टर्मिनल से जुड़े होते हैं, जबकि निचले टर्मिनल उपकरण के लिए खुले रहते हैं। यदि आवश्यक हो, तो बक्से के अंदर एकल-पार स्विच भी इंस्टॉल किए जाते हैं जो एकल-पार उपकरणों को विद्युत प्रदान करते हैं।

शाखा सर्किट के अंतिम बिंदु के रूप में, प्रत्येक निर्धारित उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड को दोहरी पृथ्वी जोड़नी चाहिए ताकि संरक्षण पृथ्वी कनेक्शन की विश्वसनीयता में वृद्धि हो सके।

जब कंडक्टर बक्से में प्रवेश करते हैं, तो न्यूट्रल (कार्य शून्य) कंडक्टर को एक टर्मिनल ब्लॉक से जोड़ा जाता है। फेज कंडक्टर निर्धारित धारा के ऊपरी टर्मिनल से सीधे जुड़े होते हैं। संरक्षण पृथ्वी (PE) कंडक्टर को एन्क्लोजर पर जमीन की बोल्ट पर जकड़ा जाता है और दोहरी पृथ्वी इलेक्ट्रोड से जोड़ा जाता है। इस डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड से नीचे के सभी PE कंडक्टर इसी बोल्ट से जुड़े होते हैं।

2.4 चलने वाला उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड

चलने वाला उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड निर्धारित प्रकार के अंदर की व्यवस्था के समान होता है। यह फ्लेक्सिबल रबर-शीथ्ड केबल के माध्यम से एक निर्धारित उप-डिस्ट्रिब्यूशन बोर्ड से जुड़ा होता है और इसे उस उपकरण के जितना संभव हो निकट ले जाया जाता है, जैसे कि निचले मंजिल से ऊपर की निर्माण मंजिल तक। बक्से में RCDs का उपयोग किया जाता है, लेकिन निर्धारित बक्सों की तुलना में छोटी क्षमता वाले। एकल-पार स्विच और सोकेट जोड़े जाते हैं ताकि एकल-पार उपकरणों को एकल-पार विद्युत प्रदान की जा सके। धातु एन्क्लोजर को संरक्षण पृथ्वी कंडक्टर से जोड़ा जाना चाहिए।