આધુનિક પાવર સિસ્ટમ્સમાં, હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. શહેરોમાં ભૂગર્ભ પાવર ગ્રીડથી લઈને પર્વતો અને નદીઓ પર લાંબા અંતરની ટ્રાન્સમિશન લાઇનો સુધી, હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ ઇલેક્ટ્રિક ઉર્જાના કાર્યક્ષમ, સ્થિર અને સલામત ટ્રાન્સમિશનની ખાતરી કરે છે. આ લેખ હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ્સને લગતી વિવિધ તકનીકોનું ઊંડાણપૂર્વક અન્વેષણ કરશે, જેમાં તેમની રચના, વર્ગીકરણ, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા, કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ, સ્થાપન અને જાળવણીનો સમાવેશ થાય છે.
૧. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની મૂળભૂત રચના
ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ મુખ્યત્વે વાહક, ઇન્સ્યુલેશન સ્તરો, શિલ્ડિંગ સ્તરો અને રક્ષણાત્મક સ્તરોથી બનેલા હોય છે.
વાહક એ પ્રવાહ માટે ટ્રાન્સમિશન ચેનલ છે અને સામાન્ય રીતે તાંબા અથવા એલ્યુમિનિયમથી બનેલું હોય છે. તાંબામાં સારી વાહકતા અને નરમતા હોય છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત અને વજનમાં હલકું હોય છે. આ વાહક સામાન્ય રીતે લવચીકતા વધારવા માટે મલ્ટી-સ્ટ્રેન્ડ ટ્વિસ્ટેડ વાયરના સ્વરૂપમાં હોય છે.
ઇન્સ્યુલેશન સ્તર એ હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલનો મુખ્ય ભાગ છે, જે કરંટ 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 માં ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો, ગરમી પ્રતિકાર અને યાંત્રિક શક્તિ છે, અને આધુનિક હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલમાં તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
શિલ્ડિંગ લેયરને આંતરિક શિલ્ડિંગ અને બાહ્ય શિલ્ડિંગમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આંતરિક શિલ્ડનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને એકસમાન બનાવવા અને સ્થાનિક ડિસ્ચાર્જને ઇન્સ્યુલેશન લેયરને નુકસાન પહોંચાડતા અટકાવવા માટે થાય છે; બાહ્ય શિલ્ડ કેબલ પર બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના દખલને ઘટાડી શકે છે, અને કેબલને બાહ્ય વિશ્વ પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અસર કરતા અટકાવી શકે છે.
રક્ષણાત્મક સ્તર મુખ્યત્વે કેબલને યાંત્રિક નુકસાન, રાસાયણિક કાટ અને પાણીના ઘૂસણખોરી જેવા બાહ્ય પરિબળો દ્વારા થતા નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે. તે સામાન્ય રીતે ધાતુના બખ્તર અને બાહ્ય આવરણથી બનેલું હોય છે. ધાતુના બખ્તર યાંત્રિક શક્તિ પ્રદાન કરી શકે છે, અને બાહ્ય આવરણમાં વોટરપ્રૂફ અને કાટ વિરોધી કાર્યો હોય છે.
2. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનું વર્ગીકરણ
વોલ્ટેજ સ્તર અનુસાર, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સને મધ્યમ-વોલ્ટેજ કેબલ (સામાન્ય રીતે 3-35kV), ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ (35-110kV), અલ્ટ્રા-હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ (110-500kV) અને અલ્ટ્રા-હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ (500kV થી ઉપર) માં વિભાજિત કરી શકાય છે. વિવિધ વોલ્ટેજ સ્તરના કેબલ માળખાકીય ડિઝાઇન, ઇન્સ્યુલેશન આવશ્યકતાઓ વગેરેમાં અલગ પડે છે.
ઇન્સ્યુલેટીંગ મટિરિયલ્સના દ્રષ્ટિકોણથી, ઉપર જણાવેલ XLPE કેબલ્સ અને ઓઇલ-પેપર કેબલ્સ ઉપરાંત, ઇથિલિન-પ્રોપીલીન રબર કેબલ્સ પણ છે. ઓઇલ-પેપર કેબલ્સનો ઇતિહાસ લાંબો છે, પરંતુ તેમના ઊંચા જાળવણી ખર્ચ અને અન્ય કારણોસર, તેમને ધીમે ધીમે XLPE કેબલ્સ દ્વારા બદલવામાં આવ્યા છે. ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર કેબલમાં સારી લવચીકતા અને હવામાન પ્રતિકાર હોય છે, અને તે કેટલાક ખાસ પ્રસંગો માટે યોગ્ય છે.
3. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા
હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલનું ઉત્પાદન એક જટિલ અને નાજુક પ્રક્રિયા છે.
કંડક્ટરના ઉત્પાદન માટે સૌપ્રથમ કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમના કાચા માલને ખેંચવા, ટ્વિસ્ટ કરવા અને અન્ય પ્રક્રિયાઓની જરૂર પડે છે જેથી કંડક્ટરની પરિમાણીય ચોકસાઈ અને યાંત્રિક ગુણધર્મો સુનિશ્ચિત થાય. ટ્વિસ્ટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, કંડક્ટરની વાહકતા સુધારવા માટે સેરના સેરને નજીકથી ગોઠવવા જોઈએ.
ઇન્સ્યુલેશન લેયરનું એક્સટ્રુઝન એ મુખ્ય પગલાંઓમાંનું એક છે. XLPE ઇન્સ્યુલેશન લેયર માટે, XLPE મટીરીયલને ઊંચા તાપમાને એક્સટ્રુડ કરવામાં આવે છે અને કંડક્ટર પર સમાન રીતે લપેટવામાં આવે છે. એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઇન્સ્યુલેશન લેયરની ગુણવત્તા અને જાડાઈ એકરૂપતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે તાપમાન, દબાણ અને એક્સટ્રુઝન ગતિ જેવા પરિમાણોને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવા આવશ્યક છે.
શિલ્ડિંગ લેયર સામાન્ય રીતે મેટલ વાયર વણાટ અથવા મેટલ ટેપ રેપિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. આંતરિક અને બાહ્ય શિલ્ડની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ થોડી અલગ હોય છે, પરંતુ બંનેને શિલ્ડિંગ લેયરની અખંડિતતા અને સારા વિદ્યુત જોડાણની ખાતરી કરવાની જરૂર છે.
છેલ્લે, રક્ષણાત્મક સ્તરના ઉત્પાદનમાં ધાતુના બખ્તર નાખવા અને બાહ્ય આવરણને બહાર કાઢવાનો સમાવેશ થાય છે. ધાતુના બખ્તર કેબલ પર ચુસ્તપણે ફિટ થવું જોઈએ, અને બાહ્ય આવરણના બહાર કાઢવાથી પરપોટા અને તિરાડો જેવા ખામીઓ વિના સરળ દેખાવ સુનિશ્ચિત થવો જોઈએ.
4. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ
વિદ્યુત કામગીરીની દ્રષ્ટિએ, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સમાં ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર, ઓછું ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન અને સારું વોલ્ટેજ પ્રતિકાર હોવું જરૂરી છે. ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર અસરકારક રીતે વર્તમાન લિકેજને અટકાવી શકે છે, ઓછું ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન વિદ્યુત ઊર્જાના નુકસાનને ઘટાડે છે, અને સારો વોલ્ટેજ પ્રતિકાર ખાતરી કરે છે કે કેબલ ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ વાતાવરણમાં સુરક્ષિત રીતે કાર્ય કરી શકે છે.
યાંત્રિક ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ, કેબલમાં પૂરતી તાણ શક્તિ, બેન્ડિંગ ત્રિજ્યા અને અસર પ્રતિકાર હોવો જોઈએ. ઇન્સ્ટોલેશન અને ઓપરેશન દરમિયાન, કેબલ ખેંચાણ, બેન્ડિંગ અને બાહ્ય બળના પ્રભાવને આધિન થઈ શકે છે. જો યાંત્રિક ગુણધર્મો અપૂરતા હોય, તો કેબલને નુકસાન પહોંચાડવું સરળ છે.
થર્મલ કામગીરી પણ એક મહત્વપૂર્ણ પાસું છે. કેબલ ઓપરેશન દરમિયાન ગરમી ઉત્પન્ન કરશે, ખાસ કરીને જ્યારે તે ઊંચા ભાર હેઠળ ચાલે છે. તેથી, કેબલમાં સારી ગરમી પ્રતિકારકતા હોવી જોઈએ અને ઇન્સ્યુલેશન વૃદ્ધત્વ જેવી સમસ્યાઓ વિના ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણીમાં સામાન્ય રીતે કાર્ય કરવા સક્ષમ હોવું જોઈએ. XLPE કેબલમાં પ્રમાણમાં સારી ગરમી પ્રતિકારકતા હોય છે અને તે ઊંચા તાપમાને લાંબા સમય સુધી કાર્ય કરી શકે છે.
5. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની સ્થાપના અને જાળવણી
ઇન્સ્ટોલેશનની દ્રષ્ટિએ, સૌ પ્રથમ, કેબલ નાખવાનો માર્ગ વાજબી અને સલામત છે તેની ખાતરી કરવા માટે પાથનું આયોજન કરવું. બિછાવેલી પ્રક્રિયા દરમિયાન, કેબલના વધુ પડતા ખેંચાણ, વાળવું અને બહાર કાઢવાનું ટાળવા માટે કાળજી લેવી જોઈએ. લાંબા અંતરના કેબલ નાખવા માટે, કેબલ કન્વેયર્સ જેવા સાધનોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બાંધકામમાં મદદ કરવા માટે થાય છે.
કેબલ સાંધાનું ઉત્પાદન એ ઇન્સ્ટોલેશન પ્રક્રિયામાં એક મુખ્ય કડી છે. સાંધાની ગુણવત્તા સીધી કેબલની કાર્યકારી વિશ્વસનીયતાને અસર કરે છે. સાંધા બનાવતી વખતે, કેબલને છીનવી, સાફ, કનેક્ટ અને ઇન્સ્યુલેટેડ કરવાની જરૂર છે. દરેક પગલું પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓ અનુસાર સખત રીતે હાથ ધરવું જરૂરી છે જેથી ખાતરી કરી શકાય કે સાંધાના વિદ્યુત અને યાંત્રિક ગુણધર્મો જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.
ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલના લાંબા ગાળાના સ્થિર સંચાલન માટે જાળવણી કાર્ય આવશ્યક છે. નિયમિત નિરીક્ષણો દ્વારા કેબલના દેખાવને નુકસાન થયું છે કે આવરણને નુકસાન થયું છે તે તરત જ શોધી શકાય છે. તે જ સમયે, કેટલાક પરીક્ષણ સાધનોનો ઉપયોગ કેબલના ઇન્સ્યુલેશન પ્રદર્શન અને આંશિક ડિસ્ચાર્જનું પરીક્ષણ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. જો સમસ્યાઓ જોવા મળે, તો તેને સમયસર સમારકામ અથવા બદલવું જોઈએ.
6. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની નિષ્ફળતા અને શોધ
હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ્સની સામાન્ય નિષ્ફળતાઓમાં ઇન્સ્યુલેશન બ્રેકડાઉન, કંડક્ટર ડિસ્કનેક્શન અને સાંધાની નિષ્ફળતાનો સમાવેશ થાય છે. ઇન્સ્યુલેશન બ્રેકડાઉન ઇન્સ્યુલેશન એજિંગ, આંશિક ડિસ્ચાર્જ અથવા બાહ્ય ઓવરવોલ્ટેજને કારણે થઈ શકે છે. કંડક્ટર ડિસ્કનેક્શન સામાન્ય રીતે યાંત્રિક બાહ્ય બળ અથવા લાંબા ગાળાના ઓવરલોડને કારણે થાય છે. સાંધાની નિષ્ફળતા નબળી સાંધા ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અથવા ઓપરેશન દરમિયાન તીવ્ર ગરમીને કારણે થઈ શકે છે.
આ ખામીઓ શોધવા માટે, ઘણી શોધ પદ્ધતિઓ છે. આંશિક ડિસ્ચાર્જ શોધ એ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે. કેબલમાં આંશિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સિગ્નલને શોધીને, કેબલની અંદર ઇન્સ્યુલેશન ખામીઓ છે કે કેમ તે નક્કી કરી શકાય છે. અંડરસ્ટેન્ડ વોલ્ટેજ ટેસ્ટ કેબલની અંડરસ્ટેન્ડ વોલ્ટેજ ક્ષમતા શોધી શકે છે અને સંભવિત ઇન્સ્યુલેશન સમસ્યાઓ શોધી શકે છે. વધુમાં, ઇન્ફ્રારેડ થર્મલ ઇમેજિંગ ટેકનોલોજી કેબલની સપાટી પર તાપમાન વિતરણ શોધી શકે છે, જેથી કેબલમાં સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ જેવી સમસ્યાઓ છે કે કેમ તે શોધી શકાય.
7. પાવર સિસ્ટમ્સમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલનો ઉપયોગ અને વિકાસ વલણ
પાવર સિસ્ટમ્સમાં, શહેરી પાવર ગ્રીડ ટ્રાન્સફોર્મેશન, મોટા પાવર સ્ટેશનોની આઉટગોઇંગ લાઇન, સબમરીન કેબલ ટ્રાન્સમિશન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં હાઇ-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 લાઇનોને દૂરના સબસ્ટેશનમાં વીજળી ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે હાઇ-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 પૂરો પાડી શકે છે.
પાવર ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ્સમાં પણ કેટલાક વિકાસ વલણો જોવા મળ્યા છે. એક ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્તરવાળા કેબલનું સંશોધન અને વિકાસ અને ઉપયોગ છે. લાંબા અંતરના પાવર ટ્રાન્સમિશનની માંગમાં વધારો થતાં, અલ્ટ્રા-હાઇ વોલ્ટેજ કેબલનો વિકાસ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે. બીજું કેબલ્સની બુદ્ધિમત્તા છે. સેન્સર અને અન્ય સાધનોને કેબલમાં એકીકૃત કરીને, કેબલની ઓપરેટિંગ સ્થિતિ અને ફોલ્ટ ચેતવણીનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, જેનાથી કેબલની ઓપરેટિંગ વિશ્વસનીયતામાં સુધારો થાય છે. ત્રીજું પર્યાવરણને અનુકૂળ કેબલનો વિકાસ છે. જેમ જેમ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ માટે લોકોની જરૂરિયાતો વધે છે, તેમ તેમ ઓછા પ્રદૂષણવાળા, રિસાયકલ કરી શકાય તેવા કેબલ સામગ્રીનું સંશોધન અને વિકાસ ભવિષ્યના વિકાસની દિશા બનશે.
પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૨૪-૨૦૨૪