ऑप्टिकल केबल और पावर केबल में जल-शोषक फाइबर का अनुप्रयोग

ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों के संचालन के दौरान, प्रदर्शन में गिरावट का सबसे बड़ा कारण नमी का प्रवेश है। यदि पानी ऑप्टिकल केबल में प्रवेश करता है, तो यह फाइबर क्षीणन को बढ़ा सकता है; यदि यह इलेक्ट्रिकल केबल में प्रवेश करता है, तो यह केबल के इन्सुलेशन प्रदर्शन को कम कर सकता है, जिससे उसका संचालन प्रभावित होता है। इसलिए, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों की निर्माण प्रक्रिया में नमी या पानी के प्रवेश को रोकने और परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए जल-अवशोषक सामग्री जैसी जल-अवरोधक इकाइयाँ डिज़ाइन की जाती हैं।

जल-शोषक सामग्रियों के मुख्य उत्पाद रूपों में जल-शोषक पाउडर शामिल हैं,जल-अवरोधक टेप, जल-अवरोधक धागा, और सूजन-प्रकार के जल-अवरोधक ग्रीस, आदि। अनुप्रयोग स्थल के आधार पर, एक प्रकार की जल-अवरोधक सामग्री का उपयोग किया जा सकता है, या केबलों के जलरोधी प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए कई अलग-अलग प्रकारों का एक साथ उपयोग किया जा सकता है।

5G तकनीक के तेज़ी से बढ़ते इस्तेमाल के साथ, ऑप्टिकल केबल का इस्तेमाल तेज़ी से व्यापक होता जा रहा है और उनकी ज़रूरतें भी सख्त होती जा रही हैं। खासकर पर्यावरण संरक्षण और पर्यावरण संरक्षण की ज़रूरतों के लागू होने के साथ, पूरी तरह से सूखे ऑप्टिकल केबल बाज़ार में तेज़ी से लोकप्रिय हो रहे हैं। पूरी तरह से सूखे ऑप्टिकल केबल की एक खासियत यह है कि इनमें भरने वाले पानी को रोकने वाले ग्रीस या फूलने वाले पानी को रोकने वाले ग्रीस का इस्तेमाल नहीं होता। इसके बजाय, केबल के पूरे क्रॉस-सेक्शन में पानी रोकने के लिए पानी रोकने वाले टेप और पानी रोकने वाले फाइबर का इस्तेमाल किया जाता है।

केबलों और ऑप्टिकल केबलों में जल-अवरोधक टेप का उपयोग काफी आम है, और इस पर प्रचुर शोध साहित्य उपलब्ध है। हालाँकि, जल-अवरोधक धागे, विशेष रूप से अति-अवशोषक गुणों वाले जल-अवरोधक फाइबर पदार्थों पर, अपेक्षाकृत कम शोध रिपोर्टें हैं। ऑप्टिकल और विद्युत केबलों के निर्माण के दौरान उनके आसान उपयोग और सरल प्रसंस्करण के कारण, अति-अवशोषक फाइबर पदार्थ वर्तमान में केबलों और ऑप्टिकल केबलों, विशेष रूप से शुष्क ऑप्टिकल केबलों के निर्माण में पसंदीदा जल-अवरोधक पदार्थ हैं।

पावर केबल निर्माण में अनुप्रयोग

चीन के बुनियादी ढाँचे के निर्माण में निरंतर वृद्धि के साथ, सहायक विद्युत परियोजनाओं के लिए बिजली केबलों की माँग लगातार बढ़ रही है। केबल आमतौर पर सीधे दफन करके, केबल खाइयों, सुरंगों या ओवरहेड विधियों में स्थापित किए जाते हैं। ये अनिवार्य रूप से आर्द्र वातावरण में या पानी के सीधे संपर्क में रहते हैं, और थोड़े या लंबे समय तक पानी में डूबे भी रह सकते हैं, जिससे पानी धीरे-धीरे केबल के अंदरूनी हिस्से में प्रवेश कर जाता है। विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, कंडक्टर की इन्सुलेशन परत में वृक्ष जैसी संरचनाएँ बन सकती हैं, जिसे वाटर ट्रीइंग कहा जाता है। जब वाटर ट्री एक निश्चित सीमा तक बढ़ जाते हैं, तो वे केबल इन्सुलेशन को नष्ट कर देते हैं। वाटर ट्रीइंग को अब अंतरराष्ट्रीय स्तर पर केबल की उम्र बढ़ने के मुख्य कारणों में से एक माना जाता है। बिजली आपूर्ति प्रणाली की सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार के लिए, केबल डिज़ाइन और निर्माण में जल-अवरोधक संरचनाओं या वॉटरप्रूफिंग उपायों को अपनाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि केबल का जल-अवरोधक प्रदर्शन अच्छा हो।

केबलों में जल प्रवेश पथों को सामान्यतः दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: आवरण के माध्यम से रेडियल (या अनुप्रस्थ) प्रवेश, और कंडक्टर तथा केबल कोर के साथ अनुदैर्ध्य (या अक्षीय) प्रवेश। रेडियल (अनुप्रस्थ) जल अवरोधन के लिए, एक व्यापक जल-अवरोधक आवरण, जैसे कि एक एल्यूमीनियम-प्लास्टिक मिश्रित टेप जिसे अनुदैर्ध्य रूप से लपेटा जाता है और फिर पॉलीइथाइलीन से बाहर निकाला जाता है, का अक्सर उपयोग किया जाता है। यदि पूर्ण रेडियल जल अवरोधन की आवश्यकता होती है, तो एक धातु आवरण संरचना अपनाई जाती है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले केबलों के लिए, जल-अवरोधन सुरक्षा मुख्य रूप से अनुदैर्ध्य (अक्षीय) जल प्रवेश पर केंद्रित होती है।

केबल संरचना को डिज़ाइन करते समय, जलरोधी उपायों में कंडक्टर की अनुदैर्ध्य (या अक्षीय) दिशा में जल प्रतिरोध, इन्सुलेशन परत के बाहर जल प्रतिरोध, और संपूर्ण संरचना में जल प्रतिरोध को ध्यान में रखना चाहिए। जल-अवरोधक कंडक्टरों के लिए सामान्य विधि कंडक्टर के अंदर और सतह पर जल-अवरोधक सामग्री भरना है। उच्च-वोल्टेज केबलों के लिए, जिनमें कंडक्टरों को सेक्टरों में विभाजित किया गया है, केंद्र में जल-अवरोधक सामग्री के रूप में जल-अवरोधक धागे का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। जल-अवरोधक धागे का उपयोग पूर्ण-संरचना जल-अवरोधक संरचनाओं में भी किया जा सकता है। केबल के विभिन्न घटकों के बीच के अंतराल में जल-अवरोधक धागा या जल-अवरोधक धागे से बुनी गई जल-अवरोधक रस्सियाँ लगाकर, केबल की अक्षीय दिशा में जल प्रवाह के लिए चैनलों को अवरुद्ध किया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अनुदैर्ध्य जल-तंगता की आवश्यकताएँ पूरी हों। एक विशिष्ट पूर्ण-संरचना जल-अवरोधक केबल का योजनाबद्ध आरेख चित्र 2 में दिखाया गया है।

ऊपर वर्णित केबल संरचनाओं में, जल-अवशोषक फाइबर सामग्री का उपयोग जल-अवरोधक इकाई के रूप में किया जाता है। यह तंत्र फाइबर सामग्री की सतह पर मौजूद अत्यधिक अवशोषक रेज़िन की बड़ी मात्रा पर निर्भर करता है। पानी के संपर्क में आने पर, रेज़िन तेज़ी से अपने मूल आयतन से कई गुना तक फैल जाता है, जिससे केबल कोर के परिधीय अनुप्रस्थ काट पर एक बंद जल-अवरोधक परत बन जाती है, जिससे जल प्रवेश मार्ग अवरुद्ध हो जाते हैं, और अनुदैर्ध्य दिशा में जल या जलवाष्प का आगे प्रसार और विस्तार रुक जाता है, जिससे केबल की प्रभावी सुरक्षा होती है।