قومی معیارات اور صنعتی معیارات کی تالیف کی وجہ سے، بہت سے مشمولات کا حوالہ دیا گیا ہے اور بین الاقوامی معیارات سے مستعار لیا گیا ہے، لہذا آئیے پہلے درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح پر UL معیار یا EN/IEC معیار پر ایک نظر ڈالیں۔
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 کی مزاحمت کے یہ درجات کیسے آتے ہیں؟ کیا یہ موصل کا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت ہے؟ درحقیقت، ان نام نہاد درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کے درجات کو UL معیار میں درجہ حرارت کہا جاتا ہے۔ یہ موصل کا طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت نہیں ہے۔
درجہ بند آپریٹنگ درجہ حرارت
UL معیار میں درجہ بند درجہ حرارت کی تصدیق کا تعین مساوات 1.1 کے مطابق کیا جاتا ہے (دیکھیں UL 2556-2007، باب 4.3 میٹریل لانگ ٹرم ایجنگ)۔ مخصوص عمل یہ ہے کہ سب سے پہلے مواد کے درجہ حرارت کی مزاحمت کا درجہ فرض کریں، جیسے 105 ڈگری، اور پھر فارمولہ 1.1 کے مطابق 112 ڈگری پر تندور کے ٹیسٹ درجہ حرارت کا حساب لگانا، اور نمونے کو اس ٹیسٹ درجہ حرارت پر 90 دن، 120 کے لیے رکھنا ہے۔ دن اور 150 دن، بالترتیب، نمونہ حاصل کرنے کے لیے، پھر عمر بڑھنے کے دنوں اور وقفے کے وقت لمبا ہونے کے درمیان لکیری تعلق کا حساب کم از کم مربع طریقہ سے کیا جاتا ہے، اور پھر اس تندور کے درجہ حرارت (112 ڈگری) پر 300 دن کا نمونہ ہوتا ہے۔ اس لکیری تعلق کے مطابق شمار کیا جاتا ہے۔ وقفے پر لمبا ہونا۔
اگر وقفے کے وقت لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50 فیصد سے کم ہے، تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ مواد مفروضہ درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے، اور اگر وقفے پر لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50 فیصد سے زیادہ ہے، تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ درجہ بندی مواد کا درجہ حرارت مفروضہ درجہ حرارت تک نہیں پہنچ سکتا، درجہ حرارت کو دوبارہ فرض کرنا اور مندرجہ بالا ٹیسٹ کو جاری رکھنا ضروری ہے۔
یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ UL معیاری نظام میں، اگر الٹا طریقہ اپنایا جائے، تو اسے مندرجہ ذیل سمجھا جا سکتا ہے: ایک خاص مواد کی عمر ایک مخصوص درجہ حرارت A ڈگری پر 300 دن تک ہوتی ہے، اور اس کی لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50 فیصد سے زیادہ نہیں ہوتی۔ ، اور پھر درجہ حرارت A کو 5.463 سے گھٹایا جاتا ہے، پھر درجہ حرارت B ڈگری حاصل کرنے کے لیے 1.02 سے تقسیم کریں، اور یہ تعین کیا جا سکتا ہے کہ مواد درجہ حرارت B ڈگری کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔
درجہ حرارت کی یہ درجہ بندی کسی بھی طرح سے موصلیت کے ذریعہ اجازت یافتہ کنڈکٹرز 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 چاہئے، کم از کم سالوں میں، جیسے کہ فوٹو وولٹک کیبل معیاری EN50618، کیبل کی زندگی کو اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ 25 سال، درجہ حرارت کی درجہ بندی میں UL معیار عام طور پر کنڈکٹر کے طویل مدتی زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت سے زیادہ ہوگا۔
قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت
مواد کی قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت، یعنی سب سے زیادہ عام 7 دن، 10 دن، وغیرہ کے معیار میں، جیسے 105 ڈگری مواد، 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 سے حاصل کیا جاتا ہے، لیکن تصدیق کے لیے کچھ طریقوں کا خلاصہ بھی کیا جاتا ہے۔ مواد کے لیے قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ UL 2556-2007 معیار کے باب 4.3.5.6 اور ضمیمہ D میں طے کیا جاتا ہے۔ پہلے ٹیبل 1-1 کے مطابق درجہ بند درجہ حرارت، عمر بڑھنے کا درجہ حرارت اور عمر بڑھنے کا وقت منتخب کریں۔
اگر مندرجہ بالا شرائط کے مطابق جانچے گئے مواد کی عمر بڑھنے کے بعد لمبائی میں تبدیلی کی شرح 50 فیصد سے زیادہ ہے تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ مواد اس حالت کے مطابق عمر بڑھنے کے درجہ حرارت کا تعین کر سکتا ہے۔ بڑھاو کی تبدیلی کی شرح 50 فیصد سے زیادہ ہے تو، درجہ حرارت اور مواد کی مختصر مدت کی عمر بڑھنے کے درجہ حرارت کو ایک سطح گرنا پڑتا ہے۔
2. EN/IEC معیار
EN/IEC کے معیارات میں، درجہ بندی کا درجہ حرارت شاذ و نادر ہی دیکھا جاتا ہے جیسا کہ UL معیارات میں ہوتا ہے، اس کے بجائے کنڈکٹر طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت (آپریشن درجہ حرارت) یا درجہ حرارت کا اشاریہ۔ تو ان دو درجہ حرارت میں کیا فرق ہے؟
درحقیقت، EN/IEC معیاری نظام میں، کیبل 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 موصلی مواد کی حرارتی زندگی کا جائزہ لینے کے لیے ہے۔ تشخیص کا طریقہ یہ ہے کہ مختلف درجہ حرارت پر مواد کی عمر بڑھنے کی جانچ کی جائے، اور وقفے پر بڑھنے کی تبدیلی کی شرح عمر بڑھنے کے اختتامی نقطہ کے طور پر 50 فیصد ہے، اور مختلف درجہ حرارت پر مواد کی عمر بڑھنے کے دن حاصل کیے جاتے ہیں۔ اس کے بعد، عمر کے دنوں اور عمر بڑھنے کے درجہ حرارت کو لکیری رجعت کے ذریعہ خطی طور پر منسلک کیا جاتا ہے، اور ایک لکیری تعلق وکر حاصل کیا جاتا ہے۔ پھر کیبل کی زندگی کے مطابق زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت کا تعین کریں، یا طویل مدتی کام کرنے والے درجہ حرارت کے مطابق کیبل کی زندگی کا تعین کریں۔
درجہ حرارت انڈیکس متعلقہ درجہ حرارت سے مراد ہے جب 20000H کے لئے تھرمل عمر بڑھنے کے بعد موصلیت کے مواد کے وقفے پر لمبائی کی تبدیلی کی شرح 50 فیصد ہے۔ فوٹو وولٹک کیبل اسٹینڈرڈ 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۔ موصل مواد کا قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت بھی اوپر کے لکیری تعلق سے اخذ کیا گیا ہے۔
لہذا، EN 50618:2014 میں موصل مواد کے لیے 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 عمر بڑھنے کے درجہ حرارت کے بہت قریب ہے۔
مندرجہ بالا تجزیے سے یہ دیکھنا مشکل نہیں ہے کہ کیبل کی مختلف ڈیزائن لائف کی وجہ سے ایک ہی کنڈکٹر کے طویل مدتی کام کرنے والے درجہ حرارت کو مختلف عمر کے درجہ حرارت کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ اسی طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت کے تحت، کیبل کی ڈیزائن کی زندگی جتنی کم ہوگی، انسولیٹنگ مواد کے قلیل مدتی عمر بڑھنے کا درجہ حرارت اتنا ہی کم ہوگا۔
مثال کے طور پر، IEC 60502-1:2004 میں درکار XLPE موصل مواد کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ کام کرنے والا درجہ حرارت 90 ڈگری ہے، اور اس مواد کا عمر بڑھنے کا درجہ حرارت 135 ڈگری ہے۔ یہاں 135 ڈگری 136 ڈگری کے عمر رسیدہ درجہ حرارت کے بہت قریب ہے، جسے UL معیار میں 105 ڈگری پر درجہ دیا گیا ہے، لیکن یہ EN 50618:2014 میں موصلیت کے عمر بڑھنے والے درجہ حرارت سے بہت مختلف ہے، جو کہ ایک ہی طویل- 90 ڈگری کی مدت 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 معیار اور صنعت کا معیار
میرے ملک کے قومی معیارات اور صنعت کے معیارات کو مرتب کرنے کے عمل میں، بہت سے مواد UL معیارات یا EN/IEC معیارات پر مبنی ہیں۔ تاہم، کثیر الجماعتی حوالہ کی وجہ سے، مصنف کی طرف سے کچھ بیانات کو غلط سمجھا جاتا ہے. مثال کے طور پر، GB/T 32129-2015، JB/T 10436-2004، JB/T 10491۔{4}} میں، چاہے یہ مواد ہو یا تار، اس کے درجہ حرارت کی مزاحمت کے درجات 90 ڈگری سینٹی گریڈ ہیں، 105 ڈگری سی، 125 ڈگری سی اور 150 ڈگری سی، جو ظاہر ہے یہ یو ایل 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۔ اس گرمی کی مزاحمت کا اظہار واضح طور پر IEC کے معیاری نظام کی طرف اشارہ کرتا ہے۔
IEC معیاری نظام میں، کنڈکٹر کے طویل مدتی زیادہ سے زیادہ کام کرنے والے درجہ حرارت کا تعلق کیبل کی ڈیزائن لائف سے ہونا چاہیے، لیکن ان قومی معیارات اور صنعتی معیارات میں، کیبل کی زندگی کا کوئی اظہار نہیں ہے۔ لہذا، "قابل اطلاق کیبل کنڈکٹر کا طویل مدتی قابل اجازت زیادہ سے زیادہ کام کرنے کا درجہ حرارت 90 ڈگری، 105 ڈگری، 125 ڈگری اور 150 ڈگری ہے" قابل بحث ہے۔
تو کیا سائلین کراس سے منسلک XLPE درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے؟ 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 مواد کے عمومی اصولوں کے سیٹ میں واضح طور پر بیان کیا گیا ہے۔ تجویز کیا کہ مواد کی کیمیائی ساخت کی وضاحت نہیں کی جانی چاہیے۔ آیا XLPE کنڈکٹر کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ کام 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے اس کا تعلق کیبل کی ڈیزائن لائف اور درخواست کے موقع سے ہے۔ فی الحال، اس مواد کی زندگی کو منظم طریقے سے جانچنے کے لیے کوئی متعلقہ ڈیٹا نہیں ملا ہے۔ قلیل مدتی عمر بڑھنے سے یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ اگر کیبل کی ڈیزائن لائف 25 سال ہے، تو قابل اجازت کنڈکٹر کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ ہونا چاہیے۔
آئی ای سی کے معیار میں، روایتی پاور کیبلز، بلڈنگ وائرز اور یہاں تک کہ سولر کیبلز کے ڈیزائن کنڈکٹرز کا طویل مدتی زیادہ سے زیادہ کام کرنے کا درجہ حرارت 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہوگا، لیکن اس کا یہ مطلب نہیں ہے کہ طویل مدتی زیادہ سے زیادہ کام کرنے کا درجہ حرارت مواد کے ذریعے اجازت دی گئی ہے۔ اس طرح کی کیبلز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے 90 ڈگری سے زیادہ نہیں ہو سکتا. ڈگری یہ نہیں کہا جا سکتا کہ شعاع ریزی سے منسلک ہونے والا مواد درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے، جبکہ سائلین کراس لنک کرنے والا مواد درجہ حرارت کی مزاحمت کی سطح 125 ڈگری تک نہیں پہنچ سکتا۔ ایسا بیان غیر معقول ہے۔
مختصر یہ کہ آیا کوئی مواد کسی خاص درجہ حرارت کی 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، اور کئی معیاری نظام نہیں ہو سکتے۔ مخلوط اور اندھا دھند استعمال کیا جاتا ہے۔
