पॉवर केबल उत्पादन प्रक्रियेतील केबलची रचना आणि सामग्री.

केबलची रचना साधी वाटत असली तरी, प्रत्यक्षात तिच्या प्रत्येक घटकाचा स्वतःचा महत्त्वाचा उद्देश असतो, त्यामुळे केबलची निर्मिती करताना प्रत्येक घटकाच्या सामग्रीची काळजीपूर्वक निवड करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून या सामग्रीपासून बनवलेल्या केबलची वापरादरम्यान विश्वसनीयता सुनिश्चित करता येईल.

१. वाहक पदार्थ
ऐतिहासिकदृष्ट्या, पॉवर केबलच्या वाहकांसाठी तांबे आणि ॲल्युमिनियम हे साहित्य वापरले जात असे. सोडियमचाही थोड्या काळासाठी प्रयत्न केला गेला होता. तांबे आणि ॲल्युमिनियमची विद्युत वाहकता चांगली असते, आणि समान विद्युत प्रवाह वाहून नेताना तांब्याचे प्रमाण तुलनेने कमी असते, त्यामुळे तांब्याच्या वाहकाचा बाह्य व्यास ॲल्युमिनियमच्या वाहकापेक्षा लहान असतो. ॲल्युमिनियमची किंमत तांब्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी असते. याव्यतिरिक्त, तांब्याची घनता ॲल्युमिनियमपेक्षा जास्त असल्यामुळे, जरी विद्युत प्रवाह वाहून नेण्याची क्षमता समान असली तरी, ॲल्युमिनियम वाहकाचा छेद तांब्याच्या वाहकापेक्षा मोठा असतो, तरीही ॲल्युमिनियम वाहकाची केबल तांब्याच्या वाहकाच्या केबलपेक्षा वजनाने हलकी असते.

२. इन्सुलेशन साहित्य
एमव्ही पॉवर केबल्ससाठी अनेक इन्सुलेटिंग साहित्य उपलब्ध आहेत, ज्यात तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत इम्प्रेग्नेटेड पेपर इन्सुलेशन साहित्याचाही समावेश आहे, जे १०० वर्षांहून अधिक काळापासून यशस्वीपणे वापरले जात आहे. आज, एक्सट्रूडेड पॉलिमर इन्सुलेशन मोठ्या प्रमाणावर स्वीकारले गेले आहे. एक्सट्रूडेड पॉलिमर इन्सुलेशन साहित्यामध्ये पीई (एलडीपीई आणि एचडीपीई), एक्सएलपीई, डब्ल्यूटीआर-एक्सएलपीई आणि ईपीआर यांचा समावेश होतो. हे साहित्य थर्मोप्लास्टिक तसेच थर्मोसेटिंग प्रकारचे आहे. थर्मोप्लास्टिक साहित्य गरम केल्यावर विकृत होते, तर थर्मोसेट साहित्य कार्यरत तापमानात आपला आकार टिकवून ठेवते.

२.१. कागदी इन्सुलेशन
सुरुवातीच्या काळात, पेपर-इन्सुलेटेड केबल्स कमी भार वाहून नेत असत आणि त्यांची देखभाल तुलनेने चांगली होत असे. तथापि, वीज वापरकर्ते केबलवर अधिकाधिक भार टाकत राहिल्यामुळे, वापराच्या मूळ पद्धती सध्याच्या केबलच्या गरजांसाठी योग्य राहत नाहीत. अशावेळी, पूर्वीचा चांगला अनुभव हा भविष्यात केबलचे कार्य चांगलेच असेल याचे द्योतक ठरू शकत नाही. अलीकडच्या काळात, पेपर-इन्सुलेटेड केबल्सचा वापर क्वचितच केला जातो.
२.२.पीव्हीसी
पीव्हीसीचा वापर अजूनही कमी-व्होल्टेज १ केव्ही केबल्ससाठी इन्सुलेटिंग मटेरियल म्हणून आणि शीथिंग मटेरियल म्हणूनही केला जातो. तथापि, केबल इन्सुलेशनमधील पीव्हीसीच्या वापराची जागा वेगाने एक्सएलपीई घेत आहे, आणि शीथमधील वापराची जागा वेगाने लिनियर लो डेन्सिटी पॉलिथिलीन (एलएलडीपीई), मीडियम डेन्सिटी पॉलिथिलीन (एमडीपीई) किंवा हाय डेन्सिटी पॉलिथिलीन (एचडीपीई) घेत आहेत, तसेच नॉन-पीव्हीसी केबल्सचा लाइफ सायकल खर्च कमी असतो.
२.३. पॉलीथिलीन (पीई)
कमी घनतेचे पॉलीथिलीन (LDPE) १९३० च्या दशकात विकसित केले गेले आणि आता ते क्रॉसलिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE) आणि जल-प्रतिरोधक ट्री क्रॉसलिंक्ड पॉलीथिलीन (WTR-XLPE) सामग्रीसाठी आधारभूत रेझिन म्हणून वापरले जाते. थर्मोप्लास्टिक अवस्थेत, पॉलीथिलीनचे कमाल कार्यकारी तापमान ७५°C असते, जे कागदी इन्सुलेटेड केबल्सच्या कार्यकारी तापमानापेक्षा (८०~९०°C) कमी आहे. क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीनच्या (XLPE) आगमनाने ही समस्या सोडवली गेली आहे, जे कागदी-इन्सुलेटेड केबल्सच्या सेवा तापमानाची पूर्तता करू शकते किंवा त्यापेक्षा जास्त तापमान सहन करू शकते.

२.४.क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE)
XLPE हे एक थर्मोसेटिंग मटेरियल आहे जे कमी घनतेच्या पॉलीथिलीन (LDPE) मध्ये क्रॉसलिंकिंग एजंट (जसे की पेरोक्साइड) मिसळून बनवले जाते.
XLPE इन्सुलेटेड केबलचे कमाल कंडक्टर कार्यकारी तापमान 90°C आहे, ओव्हरलोड चाचणी 140°C पर्यंत आहे आणि शॉर्ट-सर्किट तापमान 250°C पर्यंत पोहोचू शकते. XLPE मध्ये उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक वैशिष्ट्ये आहेत आणि ते 600V ते 500kV च्या व्होल्टेज श्रेणीमध्ये वापरले जाऊ शकते.

२.५. जलरोधक ट्री क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (WTR-XLPE)
वॉटर ट्रीच्या वाढीमुळे एक्सएलपीई केबलचे सेवा आयुष्य कमी होते. वॉटर ट्रीची वाढ कमी करण्याचे अनेक मार्ग आहेत, परंतु सर्वात सामान्यपणे स्वीकारल्या गेलेल्या उपायांपैकी एक म्हणजे वॉटर ट्रीची वाढ रोखण्यासाठी खास तयार केलेल्या इन्सुलेशन सामग्रीचा वापर करणे, ज्याला वॉटर-रेझिस्टंट ट्री क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (WTR-XLPE) म्हणतात.

२.६. इथिलीन प्रोपिलीन रबर (ईपीआर)
ईपीआर (EPR) हे एथिलीन, प्रोपिलीन (कधीकधी तिसरा मोनोमर) पासून बनलेले एक थर्मोसेटिंग मटेरियल आहे आणि या तीन मोनोमर्सच्या कोपॉलिमरला एथिलीन प्रोपिलीन डायीन रबर (EPDM) म्हणतात. विस्तृत तापमान श्रेणीमध्ये, ईपीआर नेहमी मऊ राहते आणि त्यात चांगली कोरोना प्रतिरोधकता असते. तथापि, ईपीआर मटेरियलमधील डायलेक्ट्रिक लॉस हा एक्सएलपीई (XLPE) आणि डब्ल्यूटीआर-एक्सएलपीई (WTR-XLPE) पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असतो.

३. इन्सुलेशन व्हल्कनायझेशन प्रक्रिया
क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया ही वापरलेल्या पॉलिमरनुसार विशिष्ट असते. क्रॉसलिंक्ड पॉलिमरच्या निर्मितीची सुरुवात मॅट्रिक्स पॉलिमरपासून होते आणि नंतर मिश्रण तयार करण्यासाठी त्यात स्टॅबिलायझर्स आणि क्रॉसलिंकर्स टाकले जातात. क्रॉसलिंकिंग प्रक्रियेमुळे रेणवीय संरचनेत जोडणीचे अधिक बिंदू निर्माण होतात. एकदा क्रॉसलिंक झाल्यावर, पॉलिमरची रेणवीय साखळी लवचिक राहते, परंतु ती पूर्णपणे तुटून द्रवरूप होऊ शकत नाही.

४. वाहक परिरक्षण आणि विसंवाहक परिरक्षण साहित्य
विद्युत क्षेत्र एकसमान करण्यासाठी आणि केबलच्या इन्सुलेटेड कोअरमध्ये विद्युत क्षेत्र नियंत्रित ठेवण्यासाठी, कंडक्टर आणि इन्सुलेशनच्या बाह्य पृष्ठभागावर अर्ध-वाहक शिल्डिंग थर तयार केला जातो. या मटेरियलमध्ये इंजिनिअरिंग ग्रेडच्या कार्बन ब्लॅक मटेरियलचा समावेश असतो, ज्यामुळे केबलच्या शिल्डिंग थराला आवश्यक मर्यादेत स्थिर चालकता प्राप्त करता येते.