હજારો માઈલના અંતરે પ્રકાશ મોકલવો - હાઈ-વોલ્ટેજ કેબલના રહસ્ય અને નવીનતાની શોધખોળ

આધુનિક પાવર સિસ્ટમ્સમાં, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. શહેરોમાં ભૂગર્ભ પાવર ગ્રીડથી લઈને પર્વતો અને નદીઓમાં લાંબા-અંતરની ટ્રાન્સમિશન લાઈનો સુધી, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ ઇલેક્ટ્રિક ઊર્જાના કાર્યક્ષમ, સ્થિર અને સુરક્ષિત ટ્રાન્સમિશનની ખાતરી કરે છે. આ લેખ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ સાથે સંબંધિત વિવિધ તકનીકોનું ઊંડાણપૂર્વક અન્વેષણ કરશે, જેમાં તેમની રચના, વર્ગીકરણ, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા, કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ, સ્થાપન અને જાળવણીનો સમાવેશ થાય છે.
1.ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનું મૂળભૂત માળખું

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ મુખ્યત્વે કંડક્ટર, ઇન્સ્યુલેશન સ્તરો, શિલ્ડિંગ સ્તરો અને રક્ષણાત્મક સ્તરોથી બનેલા હોય છે.

વાહક એ વર્તમાન માટે ટ્રાન્સમિશન ચેનલ છે અને તે સામાન્ય રીતે કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમથી બને છે. કોપર સારી વાહકતા અને નમ્રતા ધરાવે છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત અને વજનમાં હલકું છે. લવચીકતા વધારવા માટે આ વાહક સામાન્ય રીતે મલ્ટિ-સ્ટ્રેન્ડ ટ્વિસ્ટેડ વાયરના સ્વરૂપમાં હોય છે.

ઇન્સ્યુલેશન સ્તર એ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનો મુખ્ય ભાગ છે, જે વર્તમાન લિકેજને રોકવામાં અને કંડક્ટરને બહારની દુનિયાથી અલગ કરવામાં ભૂમિકા ભજવે છે. સામાન્ય ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીમાં ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE), ઓઇલ પેપર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. XLPE ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો, ગરમી પ્રતિકાર અને યાંત્રિક શક્તિ ધરાવે છે અને આધુનિક ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સમાં તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

શિલ્ડિંગ લેયરને આંતરિક કવચ અને બાહ્ય કવચમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આંતરિક ઢાલનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડને એકસમાન બનાવવા અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તરને નુકસાન કરતા સ્થાનિક સ્રાવને રોકવા માટે થાય છે; બાહ્ય ઢાલ કેબલ પરના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના દખલને ઘટાડી શકે છે, અને કેબલને બહારની દુનિયા પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અસર કરતા અટકાવી શકે છે.

રક્ષણાત્મક સ્તર મુખ્યત્વે કેબલને યાંત્રિક નુકસાન, રાસાયણિક કાટ અને પાણીની ઘૂસણખોરી જેવા બાહ્ય પરિબળો દ્વારા થતા નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે. તે સામાન્ય રીતે મેટલ બખ્તર અને બાહ્ય આવરણથી બનેલું હોય છે. મેટલ બખ્તર યાંત્રિક શક્તિ પ્રદાન કરી શકે છે, અને બાહ્ય આવરણ વોટરપ્રૂફ અને કાટ વિરોધી કાર્યો ધરાવે છે.

2. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનું વર્ગીકરણ

વોલ્ટેજ સ્તર અનુસાર, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલને મધ્યમ-વોલ્ટેજ કેબલ (સામાન્ય રીતે 3-35kV), ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ (35-110kV), અલ્ટ્રા-હાઈ-વોલ્ટેજ કેબલ (110-500kV) અને અલ્ટ્રા-હાઈમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. -વોલ્ટેજ કેબલ્સ (500kV ઉપર). વિવિધ વોલ્ટેજ સ્તરના કેબલ માળખાકીય ડિઝાઇન, ઇન્સ્યુલેશન જરૂરિયાતો વગેરેમાં અલગ પડે છે.

ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, ઉપર જણાવેલ XLPE કેબલ્સ અને ઓઇલ-પેપર કેબલ ઉપરાંત, ઇથિલિન-પ્રોપીલીન રબર કેબલ પણ છે. ઓઈલ-પેપર કેબલનો લાંબો ઈતિહાસ છે, પરંતુ તેમના જાળવણીના ઊંચા ખર્ચ અને અન્ય કારણોને લીધે તેઓ ધીમે ધીમે XLPE કેબલ દ્વારા બદલવામાં આવ્યા છે. ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર કેબલ સારી લવચીકતા અને હવામાન પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને તે કેટલાક ખાસ પ્રસંગો માટે યોગ્ય છે.
3. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનું ઉત્પાદન એ એક જટિલ અને નાજુક પ્રક્રિયા છે.

કંડક્ટરના ઉત્પાદન માટે સૌપ્રથમ કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમના કાચા માલને સ્ટ્રેચ, ટ્વિસ્ટેડ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓની જરૂર પડે છે જેથી કંડક્ટરની પરિમાણીય ચોકસાઈ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો સુનિશ્ચિત થાય. વળી જતી પ્રક્રિયા દરમિયાન, વાહકની વાહકતાને સુધારવા માટે સેરની સેરની નજીકથી ગોઠવણી કરવી આવશ્યક છે.

ઇન્સ્યુલેશન લેયરનું એક્સટ્રુઝન એ મુખ્ય પગલાઓમાંનું એક છે. XLPE ઇન્સ્યુલેશન સ્તર માટે, XLPE સામગ્રીને ઊંચા તાપમાને બહાર કાઢવામાં આવે છે અને કંડક્ટર પર સમાનરૂપે વીંટાળવામાં આવે છે. એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઇન્સ્યુલેશન લેયરની ગુણવત્તા અને જાડાઈ એકરૂપતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે તાપમાન, દબાણ અને એક્સટ્રુઝન સ્પીડ જેવા પરિમાણોને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે.

શિલ્ડિંગ સ્તર સામાન્ય રીતે મેટલ વાયર વણાટ અથવા મેટલ ટેપ રેપિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. આંતરિક અને બાહ્ય ઢાલની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ થોડી અલગ હોય છે, પરંતુ બંનેને શિલ્ડિંગ સ્તરની અખંડિતતા અને સારા વિદ્યુત જોડાણની ખાતરી કરવાની જરૂર છે.

અંતે, રક્ષણાત્મક સ્તરના ઉત્પાદનમાં ધાતુના બખ્તરના બિછાવે અને બાહ્ય આવરણને બહાર કાઢવાનો સમાવેશ થાય છે. ધાતુના બખ્તર કેબલ પર ચુસ્તપણે ફિટ થવું જોઈએ, અને બાહ્ય આવરણને બહાર કાઢવાથી પરપોટા અને તિરાડો જેવી ખામીઓ વિના સરળ દેખાવની ખાતરી કરવી જોઈએ.
4. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની કામગીરીની લાક્ષણિકતાઓ

વિદ્યુત કામગીરીના સંદર્ભમાં, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલમાં ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર, ઓછો ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન અને સારો વોલ્ટેજ પ્રતિકાર હોવો જરૂરી છે. ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર અસરકારક રીતે વર્તમાન લિકેજને અટકાવી શકે છે, ઓછું ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રિક ઊર્જાના નુકસાનને ઘટાડે છે, અને સારી વોલ્ટેજ પ્રતિકાર ખાતરી કરે છે કે કેબલ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વાતાવરણમાં સુરક્ષિત રીતે કાર્ય કરી શકે છે.

યાંત્રિક ગુણધર્મોના સંદર્ભમાં, કેબલમાં પૂરતી તાણ શક્તિ, બેન્ડિંગ ત્રિજ્યા અને અસર પ્રતિકાર હોવો જોઈએ. ઇન્સ્ટોલેશન અને ઓપરેશન દરમિયાન, કેબલ સ્ટ્રેચિંગ, બેન્ડિંગ અને બાહ્ય બળની અસરને આધિન હોઈ શકે છે. જો યાંત્રિક ગુણધર્મો અપૂરતી હોય, તો કેબલને નુકસાન પહોંચાડવું સરળ છે.

થર્મલ કામગીરી પણ એક મહત્વપૂર્ણ પાસું છે. કેબલ ઓપરેશન દરમિયાન ગરમી ઉત્પન્ન કરશે, ખાસ કરીને જ્યારે ઊંચા ભાર હેઠળ ચાલતી હોય. તેથી, કેબલમાં સારી ગરમી પ્રતિરોધક હોવી જરૂરી છે અને ઇન્સ્યુલેશન વૃદ્ધત્વ જેવી સમસ્યાઓ વિના ચોક્કસ તાપમાનની મર્યાદામાં સામાન્ય રીતે કામ કરવા સક્ષમ હોવું જોઈએ. XLPE કેબલ પ્રમાણમાં સારી ગરમી પ્રતિકાર ધરાવે છે અને તે ઊંચા તાપમાને લાંબા સમય સુધી કામ કરી શકે છે.
5. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલની સ્થાપના અને જાળવણી

ઇન્સ્ટોલેશનની દ્રષ્ટિએ, કેબલ નાખવાનો માર્ગ વાજબી અને સલામત છે તેની ખાતરી કરવા માટે પ્રથમ વસ્તુ પાથની યોજના બનાવવાની છે. બિછાવેલી પ્રક્રિયા દરમિયાન, કેબલના અતિશય સ્ટ્રેચિંગ, બેન્ડિંગ અને એક્સટ્રુઝનને ટાળવા માટે કાળજી લેવી જોઈએ. લાંબા-અંતરની કેબલ નાખવા માટે, સામાન્ય રીતે બાંધકામમાં મદદ કરવા માટે કેબલ કન્વેયર જેવા સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ઇન્સ્ટોલેશન પ્રક્રિયામાં કેબલ સાંધાનું ઉત્પાદન એ મુખ્ય કડી છે. સંયુક્તની ગુણવત્તા સીધી કેબલની ઓપરેટિંગ વિશ્વસનીયતાને અસર કરે છે. સાંધા બનાવતી વખતે, કેબલને છીનવી, સાફ, કનેક્ટ અને ઇન્સ્યુલેટેડ કરવાની જરૂર છે. સંયુક્તના વિદ્યુત અને યાંત્રિક ગુણધર્મો જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે દરેક પગલાને પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓ અનુસાર સખત રીતે હાથ ધરવાની જરૂર છે.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સના લાંબા ગાળાના સ્થિર સંચાલન માટે જાળવણી કાર્ય આવશ્યક છે. નિયમિત નિરીક્ષણો તરત જ શોધી શકે છે કે કેબલનો દેખાવ ક્ષતિગ્રસ્ત છે કે આવરણને નુકસાન થયું છે. તે જ સમયે, કેટલાક પરીક્ષણ સાધનોનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેશન કામગીરી અને કેબલના આંશિક ડિસ્ચાર્જને ચકાસવા માટે પણ થઈ શકે છે. જો સમસ્યાઓ મળી આવે, તો તેને સમયસર સમારકામ અથવા બદલવું જોઈએ.

6. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલની નિષ્ફળતા અને શોધ

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની સામાન્ય નિષ્ફળતાઓમાં ઇન્સ્યુલેશન બ્રેકડાઉન, કંડક્ટર ડિસ્કનેક્શન અને સંયુક્ત નિષ્ફળતાનો સમાવેશ થાય છે. ઇન્સ્યુલેશન ભંગાણ ઇન્સ્યુલેશન વૃદ્ધત્વ, આંશિક સ્રાવ અથવા બાહ્ય ઓવરવોલ્ટેજને કારણે થઈ શકે છે. કંડક્ટર ડિસ્કનેક્શન સામાન્ય રીતે યાંત્રિક બાહ્ય બળ અથવા લાંબા ગાળાના ઓવરલોડને કારણે થાય છે. સંયુક્ત નિષ્ફળતા નબળી સંયુક્ત ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અથવા ઓપરેશન દરમિયાન ગંભીર ગરમીને કારણે થઈ શકે છે.

આ ખામીઓને શોધવા માટે, ત્યાં ઘણી શોધ પદ્ધતિઓ છે. આંશિક ડિસ્ચાર્જ ડિટેક્શન એ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે. કેબલમાં આંશિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા પેદા થયેલ સિગ્નલને શોધીને, તે નક્કી કરી શકાય છે કે કેબલની અંદર ઇન્સ્યુલેશન ખામી છે કે કેમ. ટકી રહેલ વોલ્ટેજ પરીક્ષણ કેબલની સહનશીલ વોલ્ટેજ ક્ષમતા શોધી શકે છે અને સંભવિત ઇન્સ્યુલેશન સમસ્યાઓ શોધી શકે છે. વધુમાં, ઇન્ફ્રારેડ થર્મલ ઇમેજિંગ ટેક્નોલોજી કેબલની સપાટી પર તાપમાનના વિતરણને શોધી શકે છે, જેથી કેબલમાં સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ જેવી સમસ્યા છે કે કેમ તે શોધી શકાય.
7. પાવર સિસ્ટમ્સમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની એપ્લિકેશન અને વિકાસનું વલણ

પાવર સિસ્ટમ્સમાં, શહેરી પાવર ગ્રીડ ટ્રાન્સફોર્મેશન, મોટા પાવર સ્ટેશનોની આઉટગોઇંગ લાઇન, સબમરીન કેબલ ટ્રાન્સમિશન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. શહેરી પાવર ગ્રીડમાં, મર્યાદિત જગ્યાને કારણે, ભૂગર્ભ કેબલનો ઉપયોગ જગ્યા બચાવી શકે છે અને શહેરની સુંદરતામાં સુધારો કરી શકે છે. મોટા પાવર સ્ટેશનોની આઉટગોઇંગ લાઇનને દૂરના સબસ્ટેશનોમાં વીજળી પહોંચાડવા માટે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર પડે છે. સબમરીન કેબલ ટ્રાન્સમિશન ક્રોસ-સી પાવર ટ્રાન્સમિશનને સાકાર કરી શકે છે અને ટાપુઓ અને દરિયાકાંઠાના વિસ્તારો માટે સ્થિર વીજ પુરવઠો પ્રદાન કરી શકે છે.

પાવર ટેક્નોલૉજીના સતત વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલોએ કેટલાક વિકાસ વલણો પણ દર્શાવ્યા છે. એક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્તરો સાથે કેબલનું સંશોધન અને વિકાસ અને એપ્લિકેશન છે. લાંબા-અંતરના પાવર ટ્રાન્સમિશનની માંગમાં વધારા સાથે, અલ્ટ્રા-હાઈ વોલ્ટેજ કેબલના વિકાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવશે. બીજું કેબલ્સની બુદ્ધિ છે. કેબલમાં સેન્સર્સ અને અન્ય સાધનોને એકીકૃત કરીને, કેબલની ઓપરેટિંગ સ્થિતિ અને ખામીની ચેતવણીનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જેનાથી કેબલની ઓપરેટિંગ વિશ્વસનીયતામાં સુધારો થાય છે. ત્રીજું પર્યાવરણને અનુકૂળ કેબલનો વિકાસ છે. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ માટેની લોકોની જરૂરિયાતો વધતી હોવાથી, ઓછા પ્રદૂષણ, રિસાયકલ કરી શકાય તેવી કેબલ સામગ્રીનું સંશોધન અને વિકાસ ભવિષ્યના વિકાસની દિશા બનશે.