પાવર કેબલ શિલ્ડિંગ લેયર્સ: સ્ટ્રક્ચર અને મટિરિયલ્સનું વ્યાપક વિશ્લેષણ

વાયર અને કેબલ ઉત્પાદનોમાં, શિલ્ડિંગ સ્ટ્રક્ચર્સને બે અલગ અલગ ખ્યાલોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગ અને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ શિલ્ડિંગ. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક શિલ્ડિંગનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-આવર્તન સિગ્નલ કેબલ (જેમ કે RF કેબલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક કેબલ) ને બાહ્ય વાતાવરણમાં દખલ કરતા અટકાવવા અથવા નબળા પ્રવાહો (જેમ કે સિગ્નલ અને માપન કેબલ) પ્રસારિત કરતા કેબલમાં દખલ કરતા બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોને રોકવા માટે થાય છે, તેમજ કેબલ વચ્ચે પરસ્પર દખલ ઘટાડવા માટે થાય છે. બીજી બાજુ, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ શિલ્ડિંગ મધ્યમ અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પાવર કેબલ્સની વાહક સપાટી અથવા ઇન્સ્યુલેશન સપાટી પર મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રોને સંતુલિત કરવા માટે રચાયેલ છે.

૧. ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ શિલ્ડિંગ લેયર્સની રચના અને જરૂરિયાતો

પાવર કેબલ્સના શિલ્ડિંગને કંડક્ટર શિલ્ડિંગ, ઇન્સ્યુલેશન શિલ્ડિંગ અને મેટલ શિલ્ડિંગમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. સંબંધિત ધોરણો અનુસાર, 0.6/1 kV કરતા વધુ રેટેડ વોલ્ટેજવાળા કેબલ્સમાં મેટલ શિલ્ડિંગ લેયર હોવું જોઈએ, જે વ્યક્તિગત ઇન્સ્યુલેટેડ કોરો અથવા એકંદર કેબલ કોર પર લાગુ કરી શકાય છે. XLPE (ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન) ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરીને ઓછામાં ઓછા 3.6/6 kV ના રેટેડ વોલ્ટેજવાળા કેબલ માટે, અથવા પાતળા EPR (ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર) ઇન્સ્યુલેશન (અથવા ઓછામાં ઓછા 6/10 kV ના રેટેડ વોલ્ટેજવાળા જાડા ઇન્સ્યુલેશન) નો ઉપયોગ કરીને ઓછામાં ઓછા 3.6/6 kV ના રેટેડ વોલ્ટેજવાળા કેબલ માટે, આંતરિક અને બાહ્ય અર્ધ-વાહક શિલ્ડિંગ માળખું પણ જરૂરી છે.

(1) કંડક્ટર શિલ્ડિંગ અને ઇન્સ્યુલેશન શિલ્ડિંગ

કંડક્ટર શિલ્ડિંગ (આંતરિક અર્ધ-વાહક શિલ્ડિંગ): આ બિન-ધાતુનું હોવું જોઈએ, જેમાં એક્સટ્રુડેડ અર્ધ-વાહક સામગ્રી અથવા કંડક્ટરની આસપાસ વીંટાળેલી અર્ધ-વાહક ટેપનું મિશ્રણ હોવું જોઈએ અને ત્યારબાદ એક્સટ્રુડેડ અર્ધ-વાહક સામગ્રી હોવી જોઈએ.

ઇન્સ્યુલેશન શિલ્ડિંગ (આઉટર સેમી-કન્ડક્ટિવ શિલ્ડિંગ): આ દરેક ઇન્સ્યુલેટેડ કોરની બાહ્ય સપાટી પર સીધું બહાર કાઢવામાં આવે છે અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તર સાથે ચુસ્ત રીતે જોડાયેલું હોય છે અથવા તેમાંથી છાલ કાઢી શકાય છે.

બહાર કાઢેલા આંતરિક અને બાહ્ય અર્ધ-વાહક સ્તરો ઇન્સ્યુલેશન સાથે ચુસ્તપણે જોડાયેલા હોવા જોઈએ, જેમાં ધ્યાનપાત્ર વાહક સ્ટ્રેન્ડિંગ ગુણ, તીક્ષ્ણ ધાર, કણો, સળગતા અથવા સ્ક્રેચમુદ્દે મુક્ત સરળ ઇન્ટરફેસ હોવો જોઈએ. વૃદ્ધત્વ પહેલાં અને પછી પ્રતિકારકતા કંડક્ટર શિલ્ડિંગ લેયર માટે 1000 Ω·m થી વધુ અને ઇન્સ્યુલેશન શિલ્ડિંગ લેયર માટે 500 Ω·m થી વધુ ન હોવી જોઈએ.

આંતરિક અને બાહ્ય અર્ધ-વાહક કવચ સામગ્રી અનુરૂપ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી (જેમ કે ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE) અને ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર (EPR)) ને કાર્બન બ્લેક, એન્ટિ-એજિંગ એજન્ટ્સ અને ઇથિલિન-વિનાઇલ એસિટેટ કોપોલિમર જેવા ઉમેરણો સાથે મિશ્ર કરીને બનાવવામાં આવે છે. કાર્બન બ્લેક કણો પોલિમરમાં સમાનરૂપે વિતરિત હોવા જોઈએ, કોઈ સંચય અથવા નબળા વિક્ષેપ વિના.
વોલ્ટેજ રેટિંગ સાથે આંતરિક અને બાહ્ય અર્ધ-વાહક શિલ્ડિંગ સ્તરોની જાડાઈ વધે છે. ઇન્સ્યુલેશન સ્તર પર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થ અંદરથી વધારે અને બહારથી ઓછી હોવાથી, અર્ધ-વાહક શિલ્ડિંગ સ્તરોની જાડાઈ અંદરથી જાડી અને બહારથી પાતળી હોવી જોઈએ. 6~10~35 kV રેટિંગવાળા કેબલ માટે, આંતરિક સ્તરની જાડાઈ સામાન્ય રીતે 0.5~0.6~0.8 mm સુધીની હોય છે.

(2) મેટલ શિલ્ડિંગ

0.6/1 kV કરતા વધારે રેટેડ વોલ્ટેજ ધરાવતા કેબલ્સમાં મેટલ શિલ્ડિંગ લેયર હોવું જોઈએ. મેટલ શિલ્ડિંગ લેયર દરેક ઇન્સ્યુલેટેડ કોર અથવા કેબલ કોરની બહારના ભાગને આવરી લેવું જોઈએ. મેટલ શિલ્ડિંગમાં એક અથવા વધુ મેટલ ટેપ, મેટલ વેણી, મેટલ વાયરના કેન્દ્રિત સ્તરો અથવા મેટલ વાયર અને ટેપનું મિશ્રણ હોઈ શકે છે.

યુરોપ અને વિકસિત દેશોમાં, જ્યાં પ્રતિકાર-ગ્રાઉન્ડેડ ડ્યુઅલ-સર્કિટ સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ થાય છે અને શોર્ટ-સર્કિટ કરંટ વધુ હોય છે, ત્યાં કોપર વાયર શિલ્ડિંગનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે. ચીનમાં, આર્ક સપ્રેશન કોઇલ-ગ્રાઉન્ડેડ સિંગલ-સર્કિટ પાવર સપ્લાય સિસ્ટમ્સ વધુ સામાન્ય છે, તેથી કોપર ટેપ શિલ્ડિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે. કેબલ ઉત્પાદકો ખરીદેલા હાર્ડ કોપર ટેપને સ્લિટિંગ અને એનેલિંગ દ્વારા પ્રક્રિયા કરે છે જેથી ઉપયોગ કરતા પહેલા તેને નરમ કરી શકાય. સોફ્ટ કોપર ટેપ્સ GB/T11091-2005 "કોપર ટેપ્સ ફોર કેબલ્સ" સ્ટાન્ડર્ડનું પાલન કરે છે.

કોપર ટેપ શિલ્ડિંગમાં ઓવરલેપ્ડ સોફ્ટ કોપર ટેપનો એક સ્તર અથવા ગેપ-રેપ્ડ સોફ્ટ કોપર ટેપના બે સ્તરો હોવા જોઈએ. સરેરાશ ઓવરલેપ દર ટેપ પહોળાઈના 15% હોવો જોઈએ, ઓછામાં ઓછો ઓવરલેપ દર 5% કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ. કોપર ટેપની નજીવી જાડાઈ સિંગલ-કોર કેબલ માટે 0.12 મીમીથી ઓછી અને મલ્ટી-કોર કેબલ માટે 0.10 મીમીથી ઓછી ન હોવી જોઈએ. ન્યૂનતમ જાડાઈ નજીવી મૂલ્યના 90% કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ.

કોપર વાયર શિલ્ડિંગમાં ઢીલા ઘાવાળા નરમ કોપર વાયર હોય છે, જેની સપાટી રિવર્સ-રેપ્ડ કોપર વાયર અથવા ટેપ દ્વારા સુરક્ષિત હોય છે. તેનો પ્રતિકાર GB/T3956-2008 "કેબલ્સના કંડક્ટર" ધોરણનું પાલન કરતો હોવો જોઈએ, અને તેનો નજીવો ક્રોસ-સેક્શનલ વિસ્તાર ફોલ્ટ કરંટ ક્ષમતાના આધારે નક્કી થવો જોઈએ.

2. શિલ્ડિંગ લેયર્સના કાર્યો અને વોલ્ટેજ રેટિંગ્સ સાથે તેમનો સંબંધ

(1) આંતરિક અને બાહ્ય અર્ધ-વાહક શિલ્ડિંગના કાર્યો

કેબલ કંડક્ટર સામાન્ય રીતે બહુવિધ સ્ટ્રેન્ડેડ અને કોમ્પેક્ટેડ વાયરથી બનેલા હોય છે. ઇન્સ્યુલેશન એક્સટ્રુઝન દરમિયાન, કંડક્ટર સપાટી અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તર વચ્ચે સ્થાનિક ગાબડા, બર અથવા સપાટીની અનિયમિતતા ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સાંદ્રતાનું કારણ બની શકે છે, જે આંશિક ડિસ્ચાર્જ અને ટ્રીઇંગ ડિસ્ચાર્જ તરફ દોરી જાય છે, જે વિદ્યુત કામગીરીને બગાડે છે. કંડક્ટર સપાટી અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તર વચ્ચે અર્ધ-વાહક સામગ્રી (કંડક્ટર શિલ્ડિંગ) ના સ્તરને બહાર કાઢીને, તે ઇન્સ્યુલેશન સાથે ચુસ્તપણે બંધાઈ શકે છે. અર્ધ-વાહક સ્તર વાહક જેટલા જ સંભવિત હોવાથી, તેમની વચ્ચેના કોઈપણ અંતરને ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ અસરોનો અનુભવ થશે નહીં, આમ આંશિક ડિસ્ચાર્જ અટકાવશે.

તેવી જ રીતે, બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન સપાટી અને ધાતુના આવરણ (અથવા ધાતુના શિલ્ડિંગ) વચ્ચેના અંતર પણ આંશિક સ્રાવ તરફ દોરી શકે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેટિંગ પર. બાહ્ય ઇન્સ્યુલેશન સપાટી પર અર્ધ-વાહક સામગ્રી (ઇન્સ્યુલેશન શિલ્ડિંગ) ના સ્તરને બહાર કાઢીને, તે ધાતુના આવરણ સાથે એક સમતુલ્ય સપાટી બનાવે છે, જે ગાબડામાં ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની અસરોને દૂર કરે છે અને આંશિક સ્રાવને અટકાવે છે.

(2) મેટલ શિલ્ડિંગના કાર્યો

મેટલ શિલ્ડિંગના કાર્યોમાં શામેલ છે: સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં કેપેસિટીવ પ્રવાહોનું સંચાલન કરવું, શોર્ટ-સર્કિટ (ફોલ્ટ) પ્રવાહો માટે માર્ગ તરીકે સેવા આપવી, ઇન્સ્યુલેશનની અંદર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને મર્યાદિત કરવું (બાહ્ય વાતાવરણમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ઘટાડવો), અને સમાન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો (રેડિયલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો) સુનિશ્ચિત કરવા. ત્રણ-તબક્કાના ચાર-વાયર સિસ્ટમોમાં, તે તટસ્થ રેખા તરીકે પણ કાર્ય કરે છે, જે અસંતુલિત પ્રવાહો વહન કરે છે, અને રેડિયલ વોટરપ્રૂફિંગ પ્રદાન કરે છે.

૩. OW કેબલ વિશે

વાયર અને કેબલ માટે કાચા માલના અગ્રણી સપ્લાયર તરીકે, OW કેબલ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE), કોપર ટેપ, કોપર વાયર અને અન્ય શિલ્ડિંગ સામગ્રી પ્રદાન કરે છે જેનો વ્યાપકપણે પાવર કેબલ, કોમ્યુનિકેશન કેબલ અને ખાસ કેબલના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે. અમારા ઉત્પાદનો આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણોનું પાલન કરે છે, અને અમે અમારા ગ્રાહકોને વિશ્વસનીય કેબલ શિલ્ડિંગ સોલ્યુશન્સ પહોંચાડવા માટે પ્રતિબદ્ધ છીએ.