आधुनिक वीज प्रणालींमध्ये, उच्च-व्होल्टेज केबल्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात. शहरांमधील भूमिगत पॉवर ग्रिडपासून ते पर्वत आणि नद्यांमधून लांब पल्ल्याच्या ट्रान्समिशन लाईन्सपर्यंत, उच्च-व्होल्टेज केबल्स विद्युत उर्जेचे कार्यक्षम, स्थिर आणि सुरक्षित प्रसारण सुनिश्चित करतात. हा लेख उच्च-व्होल्टेज केबल्सशी संबंधित विविध तंत्रज्ञानाचा सखोल अभ्यास करेल, ज्यामध्ये त्यांची रचना, वर्गीकरण, उत्पादन प्रक्रिया, कामगिरी वैशिष्ट्ये, स्थापना आणि देखभाल यांचा समावेश आहे.
१. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची मूलभूत रचना
उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये प्रामुख्याने कंडक्टर, इन्सुलेशन थर, शिल्डिंग थर आणि संरक्षक थर असतात.
कंडक्टर हा विद्युत प्रवाहासाठी ट्रान्समिशन चॅनेल असतो आणि तो सहसा तांबे किंवा अॅल्युमिनियमपासून बनलेला असतो. तांब्यामध्ये चांगली चालकता आणि लवचिकता असते, तर अॅल्युमिनियम तुलनेने कमी किमतीचा आणि वजनाने हलका असतो. लवचिकता वाढवण्यासाठी हे कंडक्टर सामान्यतः मल्टी-स्ट्रँड ट्विस्टेड वायर्सच्या स्वरूपात असतात.
इन्सुलेशन थर हा उच्च-व्होल्टेज केबलचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, जो विद्युत प्रवाह गळती रोखण्यात आणि कंडक्टरला बाहेरील जगापासून वेगळे करण्यात भूमिका बजावतो. सामान्य इन्सुलेटिंग सामग्रीमध्ये क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE), ऑइल पेपर इत्यादींचा समावेश आहे. XLPE मध्ये उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म, उष्णता प्रतिरोधकता आणि यांत्रिक शक्ती आहे आणि आधुनिक उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
शिल्डिंग लेयर इनर शिल्डिंग आणि आउटर शिल्डिंगमध्ये विभागलेले आहे. आतील शिल्डचा वापर विद्युत क्षेत्र एकसमान करण्यासाठी आणि स्थानिक डिस्चार्जमुळे इन्सुलेशन लेयरला नुकसान होण्यापासून रोखण्यासाठी केला जातो; बाह्य शिल्ड केबलवरील बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डचा हस्तक्षेप कमी करू शकते आणि केबलचा बाह्य जगावर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रभाव होण्यापासून देखील रोखू शकते.
संरक्षक थर प्रामुख्याने केबलला यांत्रिक नुकसान, रासायनिक गंज आणि पाण्याच्या घुसखोरीसारख्या बाह्य घटकांमुळे होणाऱ्या नुकसानापासून संरक्षण देतो. ते सहसा धातूचे चिलखत आणि बाह्य आवरणापासून बनलेले असते. धातूचे चिलखत यांत्रिक शक्ती प्रदान करू शकते आणि बाह्य आवरणात जलरोधक आणि गंजरोधक कार्ये असतात.
२. उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे वर्गीकरण
व्होल्टेज पातळीनुसार, उच्च-व्होल्टेज केबल्स मध्यम-व्होल्टेज केबल्स (सामान्यत: 3-35kV), उच्च-व्होल्टेज केबल्स (35-110kV), अल्ट्रा-हाय-व्होल्टेज केबल्स (110-500kV) आणि अल्ट्रा-हाय-व्होल्टेज केबल्स (500kV वरील) मध्ये विभागल्या जाऊ शकतात. वेगवेगळ्या व्होल्टेज पातळीच्या केबल्स स्ट्रक्चरल डिझाइन, इन्सुलेशन आवश्यकता इत्यादींमध्ये भिन्न असतात.
इन्सुलेटिंग मटेरियलच्या दृष्टिकोनातून, वर नमूद केलेल्या XLPE केबल्स आणि ऑइल-पेपर केबल्स व्यतिरिक्त, इथिलीन-प्रोपिलीन रबर केबल्स देखील आहेत. ऑइल-पेपर केबल्सचा इतिहास खूप मोठा आहे, परंतु त्यांच्या उच्च देखभाल खर्चामुळे आणि इतर कारणांमुळे, त्यांची जागा हळूहळू XLPE केबल्सने घेतली आहे. इथिलीन प्रोपीलीन रबर केबलमध्ये चांगली लवचिकता आणि हवामान प्रतिकार असतो आणि काही विशेष प्रसंगांसाठी ते योग्य असते.
३. उच्च-व्होल्टेज केबलची उत्पादन प्रक्रिया
उच्च-व्होल्टेज केबलचे उत्पादन ही एक गुंतागुंतीची आणि नाजूक प्रक्रिया आहे.
कंडक्टरच्या निर्मितीसाठी प्रथम तांबे किंवा अॅल्युमिनियम कच्चा माल ताणणे, वळवणे आणि इतर प्रक्रिया करणे आवश्यक असते जेणेकरून कंडक्टरची मितीय अचूकता आणि यांत्रिक गुणधर्म सुनिश्चित होतील. वळवण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, कंडक्टरची चालकता सुधारण्यासाठी स्ट्रँडच्या स्ट्रँडची बारकाईने व्यवस्था करणे आवश्यक आहे.
इन्सुलेशन लेयरचे एक्सट्रूझन हे एक महत्त्वाचे पाऊल आहे. XLPE इन्सुलेशन लेयरसाठी, XLPE मटेरियल उच्च तापमानावर एक्सट्रूझ केले जाते आणि कंडक्टरवर समान रीतीने गुंडाळले जाते. एक्सट्रूझन प्रक्रियेदरम्यान, इन्सुलेशन लेयरची गुणवत्ता आणि जाडी एकरूपता सुनिश्चित करण्यासाठी तापमान, दाब आणि एक्सट्रूझन गती यासारखे पॅरामीटर्स काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजेत.
शिल्डिंग लेयर सहसा धातूच्या वायर विणकाम किंवा धातूच्या टेप रॅपिंगद्वारे बनवले जाते. आतील आणि बाहेरील शिल्डच्या उत्पादन प्रक्रिया थोड्या वेगळ्या असतात, परंतु दोन्ही शिल्डिंग लेयरची अखंडता आणि चांगले विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे.
शेवटी, संरक्षक थराच्या निर्मितीमध्ये धातूचे चिलखत घालणे आणि बाह्य आवरण बाहेर काढणे समाविष्ट आहे. धातूचे चिलखत केबलवर घट्ट बसले पाहिजे आणि बाह्य आवरण बाहेर काढल्याने बुडबुडे आणि भेगा यांसारख्या दोषांशिवाय गुळगुळीत दिसणे सुनिश्चित केले पाहिजे.
४. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये
विद्युत कार्यक्षमतेच्या बाबतीत, उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध, कमी डायलेक्ट्रिक नुकसान आणि चांगले व्होल्टेज प्रतिरोध असणे आवश्यक आहे. उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध प्रभावीपणे विद्युत प्रवाह गळती रोखू शकतो, कमी डायलेक्ट्रिक नुकसान ट्रान्समिशन 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 तन्य शक्ती, वाकण्याची त्रिज्या आणि आघात प्रतिरोधकता असणे आवश्यक आहे. स्थापना आणि ऑपरेशन दरम्यान, केबलला ताणणे, वाकणे आणि बाह्य शक्तीचा प्रभाव पडू शकतो. जर यांत्रिक गुणधर्म अपुरे असतील तर केबलचे नुकसान होणे सोपे आहे.
थर्मल परफॉर्मन्स हा देखील एक महत्त्वाचा पैलू आहे. केबल ऑपरेशन दरम्यान उष्णता निर्माण करेल, विशेषतः जास्त भाराखाली चालताना. म्हणून, केबलमध्ये चांगली उष्णता प्रतिरोधकता असणे आवश्यक आहे आणि इन्सुलेशन एजिंगसारख्या समस्यांशिवाय विशिष्ट तापमान श्रेणीत सामान्यपणे कार्य करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. XLPE केबलमध्ये तुलनेने चांगले उष्णता प्रतिरोधकता असते आणि ती जास्त तापमानात बराच काळ काम करू शकते.
५. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची स्थापना आणि देखभाल
स्थापनेच्या बाबतीत, केबल टाकण्याचा मार्ग योग्य आणि सुरक्षित आहे याची खात्री करण्यासाठी सर्वप्रथम मार्गाचे नियोजन करणे आवश्यक आहे. टाकण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान, केबल जास्त ताणणे, वाकणे आणि बाहेर काढणे टाळण्याची काळजी घेतली पाहिजे. लांब पल्ल्याच्या केबल टाकण्यासाठी, केबल कन्व्हेयर्ससारखी उपकरणे सहसा बांधकामास मदत करण्यासाठी वापरली जातात.
केबल जॉइंट्सचे उत्पादन हे इन्स्टॉलेशन प्रक्रियेतील एक महत्त्वाचा दुवा आहे. जॉइंटची गुणवत्ता थेट केबलच्या ऑपरेटिंग विश्वासार्हतेवर परिणाम करते. जॉइंट्स बनवताना, केबल काढून टाकणे, स्वच्छ करणे, जोडणे आणि इन्सुलेट करणे आवश्यक आहे. जॉइंटचे विद्युत आणि यांत्रिक गुणधर्म आवश्यकता पूर्ण करतात याची खात्री करण्यासाठी प्रत्येक पायरी प्रक्रियेच्या आवश्यकतांनुसार काटेकोरपणे पार पाडणे आवश्यक आहे.
उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशनसाठी देखभालीचे काम आवश्यक आहे. नियमित तपासणीमुळे केबलचे स्वरूप खराब झाले आहे की शीथ खराब झाले आहे हे त्वरित शोधता येते. त्याच वेळी, काही चाचणी उपकरणे केबलच्या इन्सुलेशन कामगिरी आणि आंशिक डिस्चार्जची चाचणी घेण्यासाठी देखील वापरली जाऊ शकतात. समस्या आढळल्यास, त्या वेळेत दुरुस्त केल्या पाहिजेत किंवा बदलल्या पाहिजेत.
६. उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे बिघाड आणि शोध
उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या सामान्य बिघाडांमध्ये इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, कंडक्टर डिस्कनेक्शन आणि जॉइंट बिघाड यांचा समावेश होतो. इन्सुलेशन ब्रेकडाउन इन्सुलेशन एजिंग, आंशिक डिस्चार्ज किंवा बाह्य ओव्हरव्होल्टेजमुळे होऊ शकते. कंडक्टर डिस्कनेक्शन सहसा यांत्रिक बाह्य शक्ती किंवा दीर्घकालीन ओव्हरलोडमुळे होते. जॉइंट बिघाड खराब जॉइंट मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रियेमुळे किंवा ऑपरेशन दरम्यान तीव्र गरमीमुळे होऊ शकतो.
या दोषांचा शोध घेण्यासाठी, अनेक शोध पद्धती आहेत. आंशिक डिस्चार्ज शोधणे ही एक सामान्यतः वापरली जाणारी पद्धत आहे. केबलमध्ये आंशिक डिस्चार्जमुळे निर्माण होणारा सिग्नल शोधून, केबलमध्ये इन्सुलेशन दोष आहेत की नाही हे निश्चित केले जाऊ शकते. सहनशील व्होल्टेज चाचणी केबलची सहनशील व्होल्टेज क्षमता शोधू शकते आणि संभाव्य इन्सुलेशन समस्या शोधू शकते. याव्यतिरिक्त, इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग तंत्रज्ञान केबलच्या पृष्ठभागावरील तापमान वितरण शोधू शकते, जेणेकरून केबलमध्ये स्थानिक ओव्हरहाटिंगसारख्या समस्या आहेत की नाही हे शोधता येईल.
७. पॉवर सिस्टममध्ये उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा वापर आणि विकासाचा कल
वीज प्रणालींमध्ये, शहरी पॉवर ग्रिड ट्रान्सफॉर्मेशन, मोठ्या पॉवर स्टेशन्सच्या आउटगोइंग लाईन्स, सबमरीन केबल ट्रान्समिशन आणि इतर क्षेत्रात उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो. शहरी पॉवर ग्रिड्समध्ये, मर्यादित जागेमुळे, भूमिगत केबल्सचा वापर जागा वाचवू शकतो आणि शहराचे सौंदर्य सुधारू शकतो. मोठ्या पॉवर स्टेशन्सच्या आउटगोइंग लाईन्सना दूरच्या सबस्टेशन्सवर वीज प्रसारित करण्यासाठी उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा वापर आवश्यक असतो. सबमरीन केबल ट्रान्समिशन समुद्र ओलांडून वीज प्रसारित करू शकते आणि बेटे आणि किनारी भागांसाठी स्थिर वीज पुरवठा प्रदान करू शकते.
वीज तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्येही काही विकासाचे ट्रेंड दिसून आले आहेत. एक म्हणजे उच्च व्होल्टेज पातळी असलेल्या केबल्सचे संशोधन आणि विकास आणि अनुप्रयोग. लांब पल्ल्याच्या वीज प्रसारणाची मागणी वाढल्याने, अल्ट्रा-हाय व्होल्टेज केबल्सचा विकास हा एक महत्त्वाचा मुद्दा बनेल. दुसरे म्हणजे केबल्सची बुद्धिमत्ता. केबलमध्ये सेन्सर्स आणि इतर उपकरणे एकत्रित करून, केबलच्या ऑपरेटिंग स्थितीचे आणि फॉल्ट चेतावणीचे रिअल-टाइम निरीक्षण साध्य करता येते, ज्यामुळे केबलची ऑपरेटिंग विश्वासार्हता सुधारते. तिसरे म्हणजे पर्यावरणपूरक केबल्सचा विकास. पर्यावरण संरक्षणासाठी लोकांच्या गरजा वाढत असताना, कमी-प्रदूषण, पुनर्वापर करण्यायोग्य केबल सामग्रीचे संशोधन आणि विकास ही भविष्यातील विकासाची दिशा असेल.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-२४-२०२४