हजारो मैलांवर प्रकाश पाठवणे - हाय-व्होल्टेज केबल्सचे रहस्य आणि नावीन्य शोधणे

आधुनिक पॉवर सिस्टममध्ये, उच्च-व्होल्टेज केबल्स महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. शहरांमधील भूमिगत पॉवर ग्रिड्सपासून ते पर्वत आणि नद्या ओलांडून लांब-अंतराच्या ट्रान्समिशन लाइनपर्यंत, उच्च-व्होल्टेज केबल्स विद्युत उर्जेचे कार्यक्षम, स्थिर आणि सुरक्षित प्रसारण सुनिश्चित करतात. हा लेख उच्च-व्होल्टेज केबल्सशी संबंधित विविध तंत्रज्ञान, त्यांची रचना, वर्गीकरण, उत्पादन प्रक्रिया, कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्ये, स्थापना आणि देखभाल यासह सखोल शोध घेईल.
1.उच्च व्होल्टेज केबल्सची मूलभूत रचना

हाय-व्होल्टेज केबल्स मुख्यत्वे कंडक्टर, इन्सुलेशन लेयर्स, शिल्डिंग लेयर्स आणि प्रोटेक्टिव लेयर्स यांनी बनलेल्या असतात.

कंडक्टर हे विद्युत् प्रवाहाचे प्रसारण वाहिनी आहे आणि सामान्यतः तांबे किंवा ॲल्युमिनियमचे बनलेले असते. तांब्याची चालकता आणि लवचिकता चांगली असते, तर ॲल्युमिनियमची किंमत तुलनेने कमी आणि वजन कमी असते. लवचिकता वाढवण्यासाठी हे कंडक्टर बहु-स्ट्रँड ट्विस्टेड वायर्सच्या स्वरूपात असतात.

इन्सुलेशन लेयर हा हाय-व्होल्टेज केबलचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, जो वर्तमान गळती रोखण्यात आणि कंडक्टरला बाहेरील जगापासून वेगळे करण्यात भूमिका बजावते. सामान्य इन्सुलेट सामग्रीमध्ये क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथिलीन (XLPE), ऑइल पेपर इत्यादींचा समावेश होतो. XLPE उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म, उष्णता प्रतिरोधक आणि यांत्रिक सामर्थ्य आहे आणि आधुनिक उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

शिल्डिंग लेयर आतील शिल्डिंग आणि बाहेरील शिल्डिंगमध्ये विभागली गेली आहे. इलेक्ट्रिक फील्ड एकसमान बनवण्यासाठी आणि इन्सुलेशन लेयरला नुकसान होण्यापासून स्थानिक डिस्चार्ज टाळण्यासाठी आतील ढाल वापरली जाते; बाह्य ढाल केबलवरील बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्षेत्राचा हस्तक्षेप कमी करू शकते आणि केबलचा बाह्य जगावर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक प्रभाव होण्यापासून प्रतिबंधित करते.

संरक्षक स्तर प्रामुख्याने यांत्रिक नुकसान, रासायनिक गंज आणि पाणी घुसखोरी यांसारख्या बाह्य घटकांच्या नुकसानीपासून केबलचे संरक्षण करते. हे सहसा धातूचे चिलखत आणि बाह्य आवरणाने बनलेले असते. धातूचे चिलखत यांत्रिक शक्ती प्रदान करू शकते आणि बाहेरील आवरणामध्ये जलरोधक आणि गंजरोधक कार्ये आहेत.

2. 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 मध्ये विभागल्या जाऊ शकतात. -व्होल्टेज केबल्स (500kV वरील). वेगवेगळ्या व्होल्टेज पातळीच्या केबल्स स्ट्रक्चरल डिझाइन, इन्सुलेशन आवश्यकता इत्यादींमध्ये भिन्न असतात.

इन्सुलेट सामग्रीच्या दृष्टीकोनातून, वर नमूद केलेल्या XLPE केबल्स आणि ऑइल-पेपर केबल्स व्यतिरिक्त, इथिलीन-प्रॉपिलीन रबर केबल्स देखील आहेत. ऑइल-पेपर केबल्सचा इतिहास मोठा आहे, परंतु त्यांच्या उच्च देखभाल खर्चामुळे आणि इतर कारणांमुळे, त्यांची जागा हळूहळू XLPE केबल्सने घेतली आहे. इथिलीन प्रोपीलीन रबर केबलमध्ये चांगली लवचिकता आणि हवामानाचा प्रतिकार असतो आणि काही विशेष प्रसंगांसाठी ती योग्य असते.
3. उच्च-व्होल्टेज केबलची निर्मिती प्रक्रिया

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

कंडक्टरच्या निर्मितीसाठी प्रथम तांबे किंवा ॲल्युमिनियम कच्चा माल ताणणे, वळवणे आणि कंडक्टरची मितीय अचूकता आणि यांत्रिक गुणधर्म सुनिश्चित करण्यासाठी इतर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. वळणावळणाच्या प्रक्रियेदरम्यान, कंडक्टरची चालकता सुधारण्यासाठी स्ट्रँडच्या स्ट्रँडची बारकाईने व्यवस्था करणे आवश्यक आहे.

इन्सुलेशन लेयरचे एक्सट्रूझन हे मुख्य चरणांपैकी एक आहे. XLPE इन्सुलेशन लेयरसाठी, XLPE सामग्री उच्च तापमानात बाहेर काढली जाते आणि कंडक्टरवर समान रीतीने गुंडाळली जाते. एक्सट्रूजन प्रक्रियेदरम्यान, इन्सुलेशन लेयरची गुणवत्ता आणि जाडी एकसमानता सुनिश्चित करण्यासाठी तापमान, दाब आणि एक्सट्रूझन गती यासारख्या पॅरामीटर्सवर कठोरपणे नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे.

शिल्डिंग लेयर सामान्यतः मेटल वायर विणकाम किंवा मेटल टेप रॅपिंगद्वारे बनविले जाते. आतील आणि बाहेरील शील्ड्सच्या उत्पादन प्रक्रिया थोड्या वेगळ्या आहेत, परंतु दोन्हीसाठी 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 बाहेरील आवरण बाहेर काढल्याने बुडबुडे आणि क्रॅक यांसारख्या दोषांशिवाय गुळगुळीत देखावा सुनिश्चित केला पाहिजे.
4. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची कार्यक्षमता वैशिष्ट्ये

विद्युत कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने, उच्च-व्होल्टेज केबल्समध्ये उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध, कमी डायलेक्ट्रिक नुकसान आणि चांगले व्होल्टेज प्रतिरोध असणे आवश्यक आहे. उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध प्रभावीपणे वर्तमान गळती रोखू शकते, 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, वाकणारी त्रिज्या आणि प्रभाव प्रतिरोधकता असावी. इंस्टॉलेशन आणि ऑपरेशन दरम्यान, केबल स्ट्रेचिंग, वाकणे आणि बाह्य शक्ती प्रभावाच्या अधीन असू शकते. यांत्रिक गुणधर्म अपुरे असल्यास, केबलचे नुकसान करणे सोपे आहे.

थर्मल कामगिरी देखील एक महत्त्वाचा पैलू आहे. केबल ऑपरेशन दरम्यान उष्णता निर्माण करेल, विशेषत: उच्च भाराखाली चालत असताना. म्हणून, केबलमध्ये उष्णता प्रतिरोधक क्षमता असणे आवश्यक आहे आणि इन्सुलेशन वृद्धत्वासारख्या समस्यांशिवाय विशिष्ट तापमान श्रेणीमध्ये सामान्यपणे कार्य करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. XLPE केबलमध्ये तुलनेने चांगली उष्णता प्रतिरोधक क्षमता असते आणि ती जास्त तापमानात दीर्घकाळ चालू शकते.
5. उच्च-व्होल्टेज केबल्सची स्थापना आणि देखभाल

स्थापनेच्या दृष्टीने, केबल टाकण्याचा मार्ग वाजवी आणि सुरक्षित आहे याची खात्री करण्यासाठी मार्गाची योजना करणे ही पहिली गोष्ट आहे. बिछावणी प्रक्रियेदरम्यान, केबलचे जास्त स्ट्रेचिंग, वाकणे आणि बाहेर काढणे टाळण्यासाठी काळजी घेतली पाहिजे. लांब-अंतराच्या केबल टाकण्यासाठी, केबल कन्व्हेयर सारखी उपकरणे सहसा बांधकामास मदत करण्यासाठी वापरली जातात.

केबल जॉइंट्सचे उत्पादन हा प्रतिष्ठापन प्रक्रियेतील महत्त्वाचा दुवा आहे. संयुक्तची गुणवत्ता थेट केबलच्या ऑपरेटिंग विश्वासार्हतेवर परिणाम करते. सांधे बनवताना, केबल स्ट्रिप करणे, साफ करणे, जोडणे आणि इन्सुलेशन करणे आवश्यक आहे. प्रत्येक चरण प्रक्रियेच्या आवश्यकतांनुसार काटेकोरपणे पार पाडणे आवश्यक आहे हे सुनिश्चित करण्यासाठी की संयुक्तचे विद्युत आणि यांत्रिक गुणधर्म आवश्यकता पूर्ण करतात.

उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशनसाठी देखभाल कार्य आवश्यक आहे. नियमित तपासणी केबलचे स्वरूप खराब झाले आहे किंवा म्यान खराब झाले आहे की नाही हे त्वरित शोधू शकते. त्याच वेळी, काही चाचणी उपकरणे देखील इन्सुलेशन कार्यप्रदर्शन आणि केबलचे आंशिक डिस्चार्ज तपासण्यासाठी वापरली जाऊ शकतात. समस्या आढळल्यास, ते वेळेत दुरुस्त किंवा बदलले पाहिजेत.

6. उच्च-व्होल्टेज केबल्सचे अपयश आणि शोध

उच्च-व्होल्टेज केबल्सच्या सामान्य बिघाडांमध्ये इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, कंडक्टर डिस्कनेक्शन आणि संयुक्त अपयश यांचा समावेश होतो. इन्सुलेशन ब्रेकडाउन इन्सुलेशन वृद्धत्व, आंशिक डिस्चार्ज किंवा बाह्य ओव्हरव्होल्टेजमुळे होऊ शकते. कंडक्टर डिस्कनेक्शन सहसा यांत्रिक बाह्य शक्ती किंवा दीर्घकालीन ओव्हरलोडमुळे होते. खराब संयुक्त उत्पादन प्रक्रियेमुळे किंवा ऑपरेशन दरम्यान तीव्र गरम झाल्यामुळे संयुक्त अपयश होऊ शकते.

हे दोष शोधण्यासाठी, शोधण्याच्या अनेक पद्धती आहेत. आंशिक डिस्चार्ज शोधणे ही सामान्यतः वापरली जाणारी पद्धत आहे. केबलमधील आंशिक डिस्चार्जद्वारे व्युत्पन्न केलेले सिग्नल शोधून, केबलच्या आत इन्सुलेशन दोष आहेत की नाही हे निर्धारित केले जाऊ शकते. विथस्टँड व्होल्टेज चाचणी केबलची प्रतिरोधक 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 शोधून काढता येईल.
7. पॉवर सिस्टममध्ये उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा अनुप्रयोग आणि विकासाचा कल

पॉवर सिस्टममध्ये, उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा वापर शहरी पॉवर ग्रिड ट्रान्सफॉर्मेशन, मोठ्या पॉवर स्टेशन्सच्या आउटगोइंग लाइन्स, सबमरीन केबल ट्रान्समिशन आणि इतर फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. शहरी पॉवर ग्रीडमध्ये, मर्यादित जागेमुळे, भूमिगत केबल्सच्या वापरामुळे जागा वाचू शकते आणि शहराचे सौंदर्य सुधारू शकते. मोठ्या पॉवर स्टेशन्सच्या आउटगोइंग लाइन्सना दूरच्या सबस्टेशनमध्ये वीज प्रसारित करण्यासाठी उच्च-व्होल्टेज केबल्सचा वापर आवश्यक आहे. पाणबुडी केबल ट्रान्समिशन क्रॉस-सी पॉवर ट्रान्समिशन साकार करू शकते आणि बेटे आणि किनारी भागांसाठी स्थिर वीज पुरवठा प्रदान करू शकते.

पॉवर तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, उच्च-व्होल्टेज केबल्सने काही विकास ट्रेंड देखील दर्शविला आहे. एक म्हणजे उच्च व्होल्टेज पातळी असलेल्या केबल्सचे संशोधन आणि विकास आणि वापर. लांब-अंतराच्या पॉवर ट्रान्समिशनच्या मागणीत वाढ झाल्याने, अल्ट्रा-हाय व्होल्टेज केबल्सच्या विकासावर लक्ष केंद्रित केले जाईल. दुसरे म्हणजे केबल्सची बुद्धिमत्ता. केबलमध्ये सेन्सर आणि इतर उपकरणे एकत्रित करून, केबलच्या ऑपरेटिंग स्थितीचे वास्तविक-वेळेचे निरीक्षण आणि फॉल्ट चेतावणी प्राप्त केली जाऊ शकते, ज्यामुळे केबलची ऑपरेटिंग विश्वसनीयता सुधारते. तिसरे म्हणजे पर्यावरणास अनुकूल केबल्सचा विकास. पर्यावरण संरक्षणासाठी लोकांच्या गरजा वाढत असल्याने, कमी-प्रदूषण, पुनर्वापर करण्यायोग्य केबल सामग्रीचे संशोधन आणि विकास ही भविष्यातील विकासाची दिशा ठरेल.