हजारो मैलांवर प्रकाश पाठवित आहे-उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे रहस्य आणि नाविन्यपूर्ण शोध

आधुनिक उर्जा प्रणालींमध्ये, उच्च-व्होल्टेज केबल्स महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. शहरांमधील भूमिगत उर्जा ग्रिडपासून ते पर्वत आणि नद्यांमधील लांब पल्ल्याच्या ट्रान्समिशन लाइनपर्यंत, उच्च-व्होल्टेज केबल्स विद्युत उर्जेचे कार्यक्षम, स्थिर आणि सुरक्षित प्रसारण सुनिश्चित करतात. हा लेख उच्च-व्होल्टेज केबल्सशी संबंधित विविध तंत्रज्ञानाची सखोल शोध घेईल, ज्यात त्यांची रचना, वर्गीकरण, उत्पादन प्रक्रिया, कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये, स्थापना आणि देखभाल यासह.
1. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची बेसिक रचना

उच्च-व्होल्टेज केबल्स प्रामुख्याने कंडक्टर, इन्सुलेशन लेयर्स, शिल्डिंग थर आणि संरक्षक थरांनी बनलेले असतात.

कंडक्टर हे वर्तमानासाठी ट्रान्समिशन चॅनेल आहे आणि सामान्यत: तांबे किंवा अॅल्युमिनियमचे बनलेले असते. तांबेमध्ये चांगली चालकता आणि ड्युटिलिटी असते, तर अॅल्युमिनियम वजनात तुलनेने कमी असते. लवचिकता वाढविण्यासाठी हे कंडक्टर सामान्यत: मल्टी-स्ट्रँड ट्विस्टेड वायरच्या स्वरूपात असतात.

इन्सुलेशन लेयर हा उच्च-व्होल्टेज केबलचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, जो सध्याच्या गळतीस प्रतिबंधित करण्यात आणि कंडक्टरला बाह्य जगापासून वेगळ्या करण्यात भूमिका बजावते. सामान्य इन्सुलेटिंग मटेरियलमध्ये क्रॉस-लिंक्ड पॉलिथिलीन (एक्सएलपीई), तेल पेपर इत्यादींचा समावेश आहे. एक्सएलपीईमध्ये उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म, उष्णता प्रतिरोध आणि यांत्रिक सामर्थ्य आहे आणि आधुनिक उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

शिल्डिंग लेयर अंतर्गत ढाल आणि बाह्य शिल्डिंगमध्ये विभागले गेले आहे. अंतर्गत ढाल इलेक्ट्रिक फील्डचा एकसमान बनविण्यासाठी आणि इन्सुलेशन लेयरला नुकसान होण्यापासून स्थानिक स्त्राव रोखण्यासाठी वापरला जातो; बाह्य ढाल केबलवरील बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचा हस्तक्षेप कमी करू शकतो आणि केबलला बाह्य जगावर विद्युत चुंबकीय प्रभाव पडण्यापासून प्रतिबंधित करते.

संरक्षणात्मक थर मुख्यत: यांत्रिक नुकसान, रासायनिक गंज आणि पाण्याचे घुसखोरी यासारख्या बाह्य घटकांद्वारे होणार्‍या नुकसानीपासून केबलचे संरक्षण करते. हे सहसा धातूचे चिलखत आणि बाह्य आवरण बनलेले असते. धातू चिलखत यांत्रिक सामर्थ्य प्रदान करू शकते आणि बाह्य म्यानमध्ये वॉटरप्रूफ आणि अँटी-कॉरोशन फंक्शन्स असतात.

2. उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे वर्गीकरण

व्होल्टेज पातळीनुसार, उच्च-व्होल्टेज केबल्स मध्यम-व्होल्टेज केबल्स (सामान्यत: 3-35 केव्ही), उच्च-व्होल्टेज केबल्स (35-110 केव्ही), अल्ट्रा-हाय-व्होल्टेज केबल्स (110-500 केव्ही) आणि अल्ट्रा-हाय-व्होल्टेज केबल्स (500 केव्हीच्या वर) मध्ये विभागल्या जाऊ शकतात. स्ट्रक्चरल डिझाइन, इन्सुलेशन आवश्यकता इ. मध्ये भिन्न व्होल्टेज पातळीचे केबल्स भिन्न आहेत.

इन्सुलेटिंग मटेरियलच्या दृष्टीकोनातून, वर नमूद केलेल्या एक्सएलपीई केबल्स आणि ऑइल-पेपर केबल्स व्यतिरिक्त, इथिलीन-प्रोपिलीन रबर केबल्स देखील आहेत. ऑइल-पेपर केबल्सचा दीर्घ इतिहास आहे, परंतु त्यांच्या देखभाल खर्च आणि इतर कारणांमुळे त्यांची हळूहळू एक्सएलपीई केबल्सची जागा घेतली गेली आहे. इथिलीन प्रोपलीन रबर केबलमध्ये चांगली लवचिकता आणि हवामान प्रतिकार आहे आणि काही विशेष प्रसंगी ते योग्य आहेत.
3. उच्च-व्होल्टेज केबलची उत्पादन प्रक्रिया

उच्च-व्होल्टेज केबलचे उत्पादन ही एक जटिल आणि नाजूक प्रक्रिया आहे.

कंडक्टरच्या निर्मितीसाठी प्रथम कंडक्टरची मितीय अचूकता आणि यांत्रिक गुणधर्म सुनिश्चित करण्यासाठी तांबे किंवा अ‍ॅल्युमिनियम कच्च्या मालास ताणणे, मुरडलेले आणि इतर प्रक्रिया आवश्यक आहेत. फिरणार्‍या प्रक्रियेदरम्यान, कंडक्टरची चालकता सुधारण्यासाठी स्ट्रँडच्या स्ट्रँड्सची बारीक व्यवस्था करणे आवश्यक आहे.

इन्सुलेशन लेयरचे एक्सट्रूझन ही मुख्य चरणांपैकी एक आहे. एक्सएलपीई इन्सुलेशन लेयरसाठी, एक्सएलपीई सामग्री उच्च तापमानात बाहेर काढली जाते आणि कंडक्टरवर समान रीतीने गुंडाळली जाते. एक्सट्रूझन प्रक्रियेदरम्यान, इन्सुलेशन लेयरची गुणवत्ता आणि जाडी एकसारखेपणा सुनिश्चित करण्यासाठी तापमान, दबाव आणि एक्सट्रूझन गती यासारख्या पॅरामीटर्सवर काटेकोरपणे नियंत्रित केले जाणे आवश्यक आहे.

शिल्डिंग लेयर सहसा मेटल वायर विणकाम किंवा मेटल टेप रॅपिंगद्वारे बनविला जातो. आतील आणि बाह्य ढालांच्या उत्पादन प्रक्रिया थोडी वेगळी आहेत, परंतु दोघांनाही शिल्डिंग लेयरची अखंडता आणि चांगले विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे.

अखेरीस, संरक्षक थराच्या उत्पादनात धातूच्या चिलखत घालणे आणि बाह्य आवरण बाहेर काढणे समाविष्ट आहे. धातूच्या चिलखतीने केबलवर घट्ट बसवले पाहिजे आणि बाह्य म्यानच्या बाहेर काढल्याने फुगे आणि क्रॅक सारख्या दोषांशिवाय गुळगुळीत देखावा सुनिश्चित केला पाहिजे.
4. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये

विद्युत कामगिरीच्या बाबतीत, उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध, कमी डायलेक्ट्रिक तोटा आणि चांगला व्होल्टेज प्रतिरोध असणे आवश्यक आहे. उच्च इन्सुलेशन प्रतिकार सध्याच्या गळतीस प्रभावीपणे प्रतिबंधित करू शकतो, कमी डायलेक्ट्रिक तोटा प्रसारित दरम्यान विद्युत उर्जेचे नुकसान कमी करते आणि चांगले व्होल्टेज प्रतिरोध हे सुनिश्चित करते की केबल उच्च-व्होल्टेज वातावरणात सुरक्षितपणे कार्य करू शकते.

यांत्रिक गुणधर्मांच्या बाबतीत, केबलमध्ये पुरेशी तन्यता, वाकणे त्रिज्या आणि प्रभाव प्रतिरोध असावा. स्थापना आणि ऑपरेशन दरम्यान, केबलला ताणून, वाकणे आणि बाह्य शक्ती प्रभावाच्या अधीन केले जाऊ शकते. जर यांत्रिक गुणधर्म अपुरी असतील तर केबलचे नुकसान करणे सोपे आहे.

थर्मल कामगिरी देखील एक महत्त्वपूर्ण पैलू आहे. ऑपरेशन दरम्यान केबल उष्णता निर्माण करेल, विशेषत: उच्च लोड अंतर्गत धावताना. म्हणूनच, केबलला उष्णतेचा चांगला प्रतिकार करणे आवश्यक आहे आणि इन्सुलेशन एजिंग सारख्या समस्यांशिवाय विशिष्ट तापमान श्रेणीमध्ये सामान्यपणे कार्य करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. एक्सएलपीई केबलमध्ये तुलनेने चांगला उष्णता प्रतिकार आहे आणि जास्त तापमानात बराच काळ कार्य करू शकतो.
5. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची स्थापना आणि देखभाल

स्थापनेच्या बाबतीत, केबलचा मार्ग वाजवी आणि सुरक्षित आहे हे सुनिश्चित करण्यासाठी मार्गाची योजना आखणे ही पहिली गोष्ट आहे. घालण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, केबलचे अत्यधिक ताणणे, वाकणे आणि बाहेर काढणे टाळण्यासाठी काळजी घेतली पाहिजे. लांब पल्ल्याच्या केबल घालण्यासाठी, केबल कन्व्हेयर्स सारखी उपकरणे सामान्यत: बांधकामांना मदत करण्यासाठी वापरली जातात.

केबल जोडांचे उत्पादन स्थापना प्रक्रियेतील एक महत्त्वाचा दुवा आहे. संयुक्तची गुणवत्ता केबलच्या ऑपरेटिंग विश्वसनीयतेवर थेट परिणाम करते. सांधे बनवताना, केबल काढून टाकणे, स्वच्छ करणे, कनेक्ट करणे आणि इन्सुलेटेड करणे आवश्यक आहे. संयुक्तची विद्युत आणि यांत्रिक गुणधर्म आवश्यकता पूर्ण करतात हे सुनिश्चित करण्यासाठी प्रत्येक चरण प्रक्रियेच्या आवश्यकतेनुसार काटेकोरपणे करणे आवश्यक आहे.

उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशनसाठी देखभाल कार्य आवश्यक आहे. केबलचे स्वरूप खराब झाले आहे की म्यान खराब झाले आहे की नाही हे नियमित तपासणी त्वरित शोधू शकते. त्याच वेळी, काही चाचणी उपकरणे इन्सुलेशन कामगिरी आणि केबलच्या आंशिक डिस्चार्जची चाचणी घेण्यासाठी देखील वापरली जाऊ शकतात. जर समस्या आढळल्या तर त्या दुरुस्ती केल्या पाहिजेत किंवा वेळेत बदलल्या पाहिजेत.

6. उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे अपयश आणि शोध

उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या सामान्य अपयशांमध्ये इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, कंडक्टर डिस्कनेक्शन आणि संयुक्त अपयशाचा समावेश आहे. इन्सुलेशन ब्रेकडाउन इन्सुलेशन एज्युलेशन, आंशिक स्त्राव किंवा बाह्य ओव्हरव्होल्टेजमुळे होऊ शकते. कंडक्टर डिस्कनेक्शन सहसा यांत्रिक बाह्य शक्ती किंवा दीर्घकालीन ओव्हरलोडमुळे होते. ऑपरेशन दरम्यान खराब संयुक्त उत्पादन प्रक्रिया किंवा गंभीर गरम झाल्यामुळे संयुक्त अपयश होऊ शकते.

हे दोष शोधण्यासाठी, बर्‍याच शोध पद्धती आहेत. आंशिक डिस्चार्ज शोधणे ही एक सामान्यतः वापरली जाणारी पद्धत आहे. केबलमध्ये आंशिक स्त्रावद्वारे व्युत्पन्न केलेले सिग्नल शोधून, केबलमध्ये इन्सुलेशन दोष आहेत की नाही हे निर्धारित केले जाऊ शकते. प्रतिकार व्होल्टेज चाचणी केबलची प्रतिकारशक्ती व्होल्टेज क्षमता शोधू शकते आणि संभाव्य इन्सुलेशन समस्या शोधू शकते. याव्यतिरिक्त, इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग तंत्रज्ञान केबलच्या पृष्ठभागावर तापमान वितरण शोधू शकते, जेणेकरून केबलला स्थानिक ओव्हरहाटिंगसारख्या समस्या आहेत की नाही हे शोधण्यासाठी.
7. पॉवर सिस्टममध्ये उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा अनुप्रयोग आणि विकासाचा कल

पॉवर सिस्टममध्ये, उच्च-व्होल्टेज केबल्स मोठ्या प्रमाणात शहरी उर्जा ग्रीड ट्रान्सफॉर्मेशन, मोठ्या उर्जा स्थानकांच्या आउटगोइंग लाइन, पाणबुडी केबल ट्रान्समिशन आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जातात. शहरी उर्जा ग्रीड्समध्ये, मर्यादित जागेमुळे, भूमिगत केबल्सचा वापर जागेची बचत करू शकतो आणि शहराचे सौंदर्य सुधारू शकतो. मोठ्या उर्जा स्थानकांच्या आउटगोइंग ओळींमध्ये उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा वापर दूरच्या सबस्टेशनमध्ये वीज प्रसारित करण्यासाठी आवश्यक आहे. पाणबुडी केबल ट्रान्समिशनला क्रॉस-सी पॉवर ट्रान्समिशनची जाणीव होऊ शकते आणि बेटे आणि किनारपट्टीच्या भागात स्थिर वीजपुरवठा उपलब्ध होऊ शकतो.

उर्जा तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, उच्च-व्होल्टेज केबल्सने काही विकासाचा ट्रेंड देखील दर्शविला आहे. एक म्हणजे उच्च व्होल्टेज पातळीसह केबल्सचे संशोधन आणि विकास आणि अनुप्रयोग. लांब पल्ल्याच्या उर्जा संक्रमणाच्या मागणीत वाढ झाल्यामुळे, अल्ट्रा-हाय व्होल्टेज केबल्सचा विकास लक्ष केंद्रित करेल. दुसरे म्हणजे केबल्सची बुद्धिमत्ता. केबलमध्ये सेन्सर आणि इतर उपकरणे एकत्रित करून, केबलच्या ऑपरेटिंग स्थितीचे रिअल-टाइम मॉनिटरिंग आणि फॉल्ट चेतावणी प्राप्त केली जाऊ शकते, ज्यामुळे केबलची ऑपरेटिंग विश्वसनीयता सुधारते. तिसरा म्हणजे पर्यावरणास अनुकूल केबल्सचा विकास. लोकांच्या पर्यावरणाच्या संरक्षणाची आवश्यकता वाढत असताना, कमी प्रदूषणाचे संशोधन आणि विकास, पुनर्वापरयोग्य केबल सामग्री भविष्यातील विकासाची दिशा असेल.