قومی معیار، امریکی معیار اور یورپی معیار میں کیبلز کے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح کے درمیان کیا فرق ہے؟

قومی معیار، امریکی معیار اور یورپی معیار میں کیبلز کے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح کے درمیان کیا فرق ہے؟

تاروں اور کیبلز کے ڈیزائن، مواد کے انتخاب، پیداوار اور فروخت کے عمل میں اکثر درجہ حرارت کے بہت سے پیرامیٹرز کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جیسے 90 ڈگری، 105 ڈگری، 125 ڈگری، 150 ڈگری وغیرہ۔ انڈسٹری میں ان پیرامیٹرز کے مشہور نام کہلاتے ہیں۔ درجہ حرارت مزاحمت گریڈ پیرامیٹرز تو یہ پیرامیٹرز کہاں سے آتے ہیں؟ یہ دونوں مادے ہیں جن کا درجہ حرارت مزاحمتی درجہ حرارت 90 ڈگری ہے، تو ان میں عمر بڑھنے کا درجہ حرارت مختلف کیوں ہے؟ عمر بڑھنے کا درجہ حرارت اور درجہ حرارت مزاحمت کا درجہ کیا ہے؟ رشتہ؟ موصلیت کے ذریعہ کنڈکٹر کے زیادہ سے زیادہ طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت کی وضاحت کیسے کی جاتی ہے؟ درجہ حرارت انڈیکس کیا ہے؟ مواد کا درجہ حرارت کیا ہے؟ کیا سائلین کراس سے منسلک مواد 125 ڈگری درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح کو پورا کر سکتا ہے؟

مندرجہ بالا سوالات کا جواب دینے کے لیے، ہمیں پہلے معیاری نظام کو سمجھنا چاہیے، کیونکہ مختلف معیاری نظاموں میں درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطحوں کی مختلف تعریفیں ہوتی ہیں۔ ہمارے مشترکہ معیاری نظاموں میں بنیادی طور پر قومی معیارات (اور صنعت کے معیارات)، UL معیارات، EN/IEC معیارات وغیرہ شامل ہیں۔

قومی معیارات اور صنعتی معیارات کی تالیف کے بعد سے، بہت سا مواد بین الاقوامی معیارات کے حوالے سے ہوتا ہے، لہذا آئیے پہلے UL معیارات یا EN/IEC معیارات میں درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطحوں کے ضوابط کو دیکھیں۔

1. یو ایل معیاری

UL معیار میں، عام درجہ حرارت مزاحمتی درجات 60 ڈگری، 70 ڈگری، 80 ڈگری، 90 ڈگری، 105 ڈگری، 125 ڈگری اور 150 ڈگری ہیں۔ درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی یہ سطحیں کہاں سے آتی ہیں؟ کیا یہ موصل کا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت ہے؟ درحقیقت، ان نام نہاد درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطحوں کو UL معیار میں درجہ بند درجہ حرارت کہا جاتا ہے۔ یہ موصل کا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت نہیں ہے۔

درجہ بند آپریٹنگ درجہ حرارت

UL معیار میں درجہ بندی شدہ درجہ حرارت کی تصدیق فارمولہ 1.1 کے مطابق طے کی جاتی ہے (دیکھیں باب 4.3 UL 2556-2007 میں مواد کی طویل مدتی عمر بڑھنا)۔ مخصوص عمل یہ ہے کہ پہلے مواد کے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح، جیسے 105 ڈگری، اور پھر فارمولہ 1.1 کے مطابق اوون 112 ڈگری کے ٹیسٹ درجہ حرارت کا حساب لگانا ہے۔ نمونے حاصل کرنے کے لیے نمونے 90 دن، 120 دن اور 150 دن کے لیے ایسے ٹیسٹ درجہ حرارت پر رکھے جاتے ہیں۔ بڑھاپے کی تبدیلی کی شرح اور عمر بڑھنے کے دنوں کے اعداد و شمار کا استعمال اس کے بعد کم از کم اسکوائر کے طریقہ کار کے ذریعے عمر بڑھنے کے دنوں اور طوالت کے درمیان لکیری تعلق کا حساب لگانے کے لیے کیا جاتا ہے، اور پھر اس لکیری تعلق کی بنیاد پر، اس تندور کے درجہ حرارت پر 300 دنوں کے لیے نمونہ (112) ڈگری) کا حساب لگایا جاتا ہے۔ وقفے پر لمبا ہونا۔

اگر وقفے پر لمبائی کی تبدیلی کی شرح 50٪ سے کم ہے، تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ مواد فرض شدہ درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔ اگر وقفے پر لمبائی کی تبدیلی کی شرح 50٪ سے زیادہ ہے، تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ مواد کا درجہ حرارت مفروضہ درجہ حرارت تک نہیں پہنچ سکتا۔ درجہ حرارت کو دوبارہ فرض کرنا اور مذکورہ ٹیسٹ کو جاری رکھنا ضروری ہے۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ UL معیاری نظام میں، اگر الٹا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، تو اسے مندرجہ ذیل سمجھا جا سکتا ہے: جب کسی مواد کی عمر ایک خاص درجہ حرارت A ڈگری پر 300 دنوں تک ہوتی ہے، تو اس کی لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50% سے زیادہ نہیں ہوتی ہے۔ پھر درجہ حرارت A سے 5.463 گھٹائیں، پھر درجہ حرارت B ڈگری حاصل کرنے کے لیے اسے 1.02 سے تقسیم کریں۔ یہ تعین کیا جا سکتا ہے کہ یہ مواد درجہ حرارت B ڈگری کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔

یہ درجہ حرارت کسی بھی طرح سے موصلیت کی پرت کے ذریعہ اجازت یافتہ کنڈکٹر کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت نہیں ہے۔ کیونکہ طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت میں "طویل مدتی" دراصل اس آپریٹنگ درجہ حرارت پر کیبل کی زندگی ہونی چاہیے، جس کا حساب کم از کم سالوں میں ہونا چاہیے۔ مثال کے طور پر، فوٹوولٹک کیبل معیاری EN50618 میں، کیبل کی زندگی کو 25 سال کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اور UL معیار میں درجہ حرارت عام طور پر کنڈکٹر کے زیادہ سے زیادہ طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت سے زیادہ ہوگا۔

قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت

مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت ہمارے معیارات میں سب سے زیادہ عام 7 دن، 10 دن وغیرہ ہے۔ مثال کے طور پر، 105 ڈگری پر مواد کے لیے، عمر بڑھنے کی حالت 136 ڈگری × 7 دن ہے۔ تو اس اور درجہ بند درجہ حرارت کے درمیان کیا تعلق ہے؟ UL معیار میں، قلیل مدتی عمر کا درجہ حرارت مواد کے طویل مدتی استعمال کے تجربے کی بنیاد پر حاصل کیا جاتا ہے، لیکن تصدیق کے لیے کچھ طریقوں کا خلاصہ بھی کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ UL2556-2007 معیار کے باب 4.3.5.6 اور ضمیمہ D میں طے کیا جاتا ہے۔ سب سے پہلے، ٹیبل 1-1 کے مطابق درجہ بند درجہ حرارت، عمر کا درجہ حرارت اور عمر بڑھنے کا وقت منتخب کریں۔

اگر عمر بڑھنے کے بعد مندرجہ بالا شرائط کے مطابق جانچے گئے مواد کی لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50٪ سے زیادہ ہے، تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ اس شرط کے مطابق مواد کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ اگر لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50٪ سے زیادہ ہے تو درجہ حرارت کا درجہ حرارت اور مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے سے درجہ حرارت کو ایک سطح گرنا چاہئے۔

اس کے علاوہ، قلیل مدتی عمر کے درجہ حرارت کا تعین کرنے کے لیے ایک سادہ فارمولہ کا خلاصہ بھی UL758-2010 کے باب 14 میں دیا گیا ہے۔ جیسا کہ فارمولا 1.2:

2. EN/IEC معیارات
EN/IEC کے معیارات میں، UL معیار کی طرح درجہ بندی کا درجہ حرارت (درجہ حرارت) دیکھنا نایاب ہے۔ اس کے بجائے، یہ موصل کا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت (آپریشن درجہ حرارت) یا درجہ حرارت کا اشاریہ ہے۔ تو ان دو درجہ حرارت میں کیا فرق ہے؟
درحقیقت، EN/IEC معیاری نظام میں، کیبلز کے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح کا اندازہ بنیادی طور پر EN 60216 یا IEC 60216 پر مبنی ہوتا ہے۔ یہ معیار بنیادی طور پر موصلیت کے مواد کی حرارتی زندگی کا جائزہ لیتا ہے۔ تشخیص کا طریقہ مختلف درجہ حرارت پر مواد پر عمر بڑھنے کے ٹیسٹ کروانا ہے، اور مختلف درجہ حرارت پر مواد کی عمر بڑھنے کے دنوں کی تعداد حاصل کرنے کے لیے وقفے پر بڑھاپے میں 50% کی تبدیلی کی شرح کو بڑھاپے کے آخری نقطہ کے طور پر استعمال کرنا ہے۔ پھر عمر بڑھنے کے دن اور عمر بڑھنے کا درجہ حرارت لکیری رجعت کے ذریعے لکیری تعلق کا منحنی خطوط حاصل کرنے کے لیے منسلک ہوتے ہیں۔ پھر کیبل کی زندگی کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت کا تعین کریں، یا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت کی بنیاد پر کیبل کی زندگی کا تعین کریں۔

درجہ حرارت انڈیکس سے مراد وہ درجہ حرارت ہے جو 20،000 گھنٹے تک تھرمل عمر بڑھنے کے بعد 50% کے موصلیت کے مواد کے وقفے پر لمبائی کی تبدیلی کی شرح سے مطابقت رکھتا ہے۔ فوٹو وولٹک کیبل معیاری EN 50618:2014 کو مثال کے طور پر لیتے ہوئے، کیبل کی ڈیزائن لائف 25 سال ہے، طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت 90 ڈگری ہے، اور درجہ حرارت انڈیکس 120 ڈگری ہے۔ موصلیت کے مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت بھی مندرجہ بالا لکیری تعلق سے اخذ کیا گیا ہے۔

لہذا، EN 50618:2014 میں موصلیت کے مواد کا عمر بڑھنے کا درجہ حرارت 150 ڈگری ہے۔ یہ عمر بڑھنے کا درجہ حرارت UL معیاری سیریز میں 125 ڈگری پر درجہ بندی شدہ مواد کے لیے 158 ڈگری کے عمر رسیدہ درجہ حرارت کے بہت قریب ہے۔

مندرجہ بالا تجزیہ سے، یہ دیکھنا مشکل نہیں ہے کہ کیبل کے مختلف ڈیزائن کی زندگی کی وجہ سے ایک ہی کنڈکٹر کے طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت میں مختلف مطلوبہ عمر بڑھنے کا درجہ حرارت ہوسکتا ہے۔ اسی طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت کے تحت، کیبل کی ڈیزائن کی زندگی جتنی کم ہوگی، موصلیت کے مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت اتنا ہی کم ہوگا۔

مثال کے طور پر، IEC 60502-1:2004 میں درکار XLPE موصلیت کے مواد کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت 90 ڈگری ہے، اور اس مواد کا عمر بڑھنے کا درجہ حرارت 135 ڈگری ہے۔ یہاں 135 ڈگری UL معیار میں 105 ڈگری کے درجہ حرارت کے ساتھ 136 ڈگری کے عمر رسیدہ درجہ حرارت کے بہت قریب ہے، لیکن یہ EN 50618:2014 میں موصلیت کے عمر بڑھنے والے درجہ حرارت سے بہت مختلف ہے، جس میں طویل مدتی 90 ڈگری کا زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت۔ اگرچہ کیبل کی ڈیزائن لائف 60502-1:2004 میں نہیں ملی، لیکن دونوں کیبلز کی ڈیزائن لائف یقینی طور پر مختلف ہے۔

3. قومی معیارات اور صنعت کے معیارات

میرے ملک کے قومی معیارات اور صنعت کے معیارات کی تیاری کے عمل میں، بہت سے مواد UL معیارات یا EN/IEC معیارات پر مبنی ہوتے ہیں۔ تاہم، چونکہ یہ متعدد حوالوں پر مبنی ہے، اس لیے میرے خیال میں کچھ بیانات غلط ہیں۔ مثال کے طور پر، GB/T 32129-2015، JB/T 10436-2004، اور JB/T 10491۔{3}} میں، مواد اور تاروں دونوں میں درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 90 ڈگری، 105 ڈگری، 125 ہوتی ہے۔ ڈگری، اور 150 ڈگری۔ یہ ظاہر ہے۔ یہ UL کے معیاری نظام پر مبنی ہے۔ تاہم، گرمی کی مزاحمت کا اظہار کنڈکٹر کا زیادہ سے زیادہ قابل اجازت طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت ہے۔ گرمی کی مزاحمت کا یہ اظہار واضح طور پر IEC معیاری نظام کی طرف اشارہ کرتا ہے۔
IEC معیاری نظام میں، کنڈکٹر کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت کیبل کی ڈیزائن لائف سے متعلق ہونا چاہیے۔ تاہم، ان قومی اور صنعتی معیارات میں کیبل کی زندگی کا کوئی اظہار نہیں ہے۔ لہذا، یہ بیان کہ "کیبل کنڈکٹرز کا زیادہ سے زیادہ طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت 90 ڈگری، 105 ڈگری، 125 ڈگری اور 150 ڈگری ہے" سوال کے لیے کھلا ہے۔

تو کیا سائلین کراس سے منسلک XLPE درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے؟ اس سے زیادہ سخت جواب یہ ہونا چاہیے کہ سائلین کراس سے منسلک XLPE UL معیار میں بیان کردہ درجہ حرارت 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے، کیونکہ UL1581 کے باب 40 میں موصلیت اور تحفظ کے تقاضے مواد کے عمومی اصولوں کے سیٹ میں واضح طور پر بیان کیے گئے ہیں۔ نے کہا کہ مواد کی کیمیائی ساخت کی وضاحت نہیں کی جائے گی۔ آیا XLPE کنڈکٹرز کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریشن 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے اس کا تعلق کیبل کی ڈیزائن لائف اور استعمال کے موقع سے ہے۔ فی الحال، اس مواد کی زندگی کو منظم طریقے سے جانچنے کے لیے کوئی متعلقہ معلومات نہیں ملی ہیں۔ قلیل مدتی عمر بڑھنے سے یہ اندازہ لگایا جا سکتا ہے کہ اگر کیبل کی ڈیزائن لائف 25 سال ہے تو کنڈکٹر کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ ہونا چاہیے۔

IEC معیار میں، روایتی پاور کیبلز، بلڈنگ وائرز اور یہاں تک کہ سولر کیبلز کے ڈیزائن کردہ کنڈکٹرز کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہوگا، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت مواد کے ذریعے اجازت دی گئی ہے۔ اس طرح کی کیبلز کے لیے استعمال ہونے والا درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہو سکتا۔ ڈگری یہ نہیں کہا جا سکتا کہ تابکاری سے منسلک مواد درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے، جبکہ سائلین کراس سے منسلک مواد درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک نہیں پہنچ سکتا۔ یہ بیان غیر معقول ہے۔
مختصر یہ کہ آیا کوئی مواد درجہ حرارت کی ایک مخصوص سطح تک پہنچ سکتا ہے اس کا جواب صرف ہاں یا ناں میں نہیں دیا جا سکتا، لیکن مواد کے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح یا کیبل کی ڈیزائن لائف کے تشخیصی طریقہ کے ساتھ مل کر غور کیا جانا چاہیے۔ کئی معیاری نظاموں کو ملایا اور اندھا دھند استعمال نہیں کیا جا سکتا۔