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

ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों के संचालन के दौरान, प्रदर्शन में गिरावट का सबसे महत्वपूर्ण 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 इसका संचालन प्रभावित होता है। इसलिए, नमी या पानी के प्रवेश को रोकने और परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों के निर्माण प्रक्रिया में जल-अवरोधक इकाइयों, जैसे जल-अवशोषक सामग्री, को शामिल किया जाता है।

जल-अवशोषक पदार्थों के मुख्य उत्पाद रूपों में जल-अवशोषक पाउडर शामिल हैं,जल अवरोधक टेप, जल-अवरोधक धागाऔर फूलने वाली जल-अवरोधक ग्रीस आदि। उपयोग स्थल के आधार पर, एक प्रकार की जल-अवरोधक सामग्री का उपयोग किया जा सकता है, या केबलों के जलरोधक प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए एक साथ कई अलग-अलग प्रकारों का उपयोग किया जा सकता है।

5G तकनीक के तेजी से प्रसार के साथ, ऑप्टिकल केबलों का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है और इनके लिए आवश्यकताएँ भी सख्त होती जा रही हैं। विशेष रूप से पर्यावरण संरक्षण और हरित आवश्यकताओं के लागू होने के साथ, पूरी तरह से शुष्क ऑप्टिकल केबलों की मांग बाजार में तेजी से बढ़ रही है। पूरी तरह से शुष्क ऑप्टिकल केबलों की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि इनमें फिलिंग-टाइप वॉटर-ब्लॉकिंग ग्रीस या स्वेलिंग-टाइप वॉटर-ब्लॉकिंग ग्रीस का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, केबल के पूरे क्रॉस-सेक्शन में जल अवरोधन के लिए वॉटर-ब्लॉकिंग टेप और वॉटर-ब्लॉकिंग फाइबर का उपयोग किया जाता है।

केबलों और ऑप्टिकल केबलों में जल-अवरोधक टेप का उपयोग काफी आम है, और इस पर प्रचुर मात्रा में शोध साहित्य उपलब्ध है। हालांकि, जल-अवरोधक धागे, विशेष रूप से अति-अवशोषक गुणों वाले जल-अवरोधक फाइबर पदार्थों पर अपेक्षाकृत कम शोध प्रकाशित हुए हैं। ऑप्टिकल और विद्युत केबलों के निर्माण के दौरान इनकी आसान उपलब्धता 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 में बुनियादी ढांचे के निर्माण में निरंतर मजबूती के साथ, सहायक बिजली परियोजनाओं से बिजली केबलों की मांग लगातार बढ़ रही है। केबलों को आमतौर पर सीधे जमीन में गाड़कर, केबल ट्रेंच, सुरंगों या ओवरहेड विधियों द्वारा स्थापित किया जाता है। ये केबल अनिवार्य रूप से नम वातावरण में या पानी के सीधे संपर्क में आते हैं, और यहां तक ​​कि अल्पकालिक या दीर्घकालिक रूप से 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 संरचनाएं बन सकती हैं, जिसे जल वृक्ष निर्माण के रूप में जाना जाता है। जब जल वृक्ष एक निश्चित सीमा तक बढ़ जाते हैं, तो वे केबल इन्सुलेशन के टूटने का कारण बनते हैं। जल वृक्ष निर्माण को अब अंतरराष्ट्रीय स्तर पर केबल के पुराने होने के मुख्य कारणों में से एक माना जाता है। बिजली आपूर्ति प्रणाली की सुरक्षा और विश्वसनीयता में सुधार के लिए, केबल डिजाइन और निर्माण में जल-अवरोधक संरचनाओं या जलरोधक उपायों को अपनाना आवश्यक है ताकि केबल में जल-अवरोधक क्षमता अच्छी हो।

केबलों में जल प्रवेश मार्गों को सामान्यतः दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: आवरण के माध्यम से अनुप्रस्थ (या रेडियल) प्रवेश, और चालक तथा केबल कोर के अनुदिश अनुदैर्ध्य (या अक्षीय) प्रवेश। अनुप्रस्थ (रेडियल) जल अवरोधन के लिए, एक व्यापक जल-अवरोधक आवरण का उपयोग किया जाता है, जैसे कि एल्युमीनियम-प्लास्टिक मिश्रित टेप को अनुदैर्ध्य रूप से लपेटकर पॉलीइथिलीन से लेपित किया जाता है। यदि पूर्णतः रेडियल जल अवरोधन आवश्यक हो, तो धातु आवरण संरचना का उपयोग किया जाता है। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले केबलों के लिए, जल अवरोधन सुरक्षा मुख्य रूप से अनुदैर्ध्य (अक्षीय) जल प्रवेशन पर केंद्रित होती है।

केबल संरचना का डिज़ाइन करते समय, जलरोधक उपायों में कंडक्टर की अनुदैर्ध्य (या अक्षीय) दिशा में जल प्रतिरोध, इन्सुलेशन परत के बाहर जल प्रतिरोध और पूरी संरचना में जल प्रतिरोध को ध्यान में रखा जाना चाहिए। जलरोधक कंडक्टरों की सामान्य विधि कंडक्टर के अंदर और सतह पर जलरोधक सामग्री भरना है। सेक्टरों में विभाजित कंडक्टरों वाले उच्च-वोल्टेज केबलों के लिए, केंद्र में जलरोधक सामग्री के रूप में जलरोधक धागे का उपयोग करने की सलाह दी जाती है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। जलरोधक धागे का उपयोग पूर्ण-संरचना जलरोधक संरचनाओं में भी किया जा सकता है। केबल के विभिन्न घटकों के बीच के अंतरालों में जलरोधक धागे या जलरोधक धागे से बुनी हुई जलरोधक रस्सियों को रखकर, केबल की अक्षीय दिशा में जल प्रवाह के चैनलों को अवरुद्ध किया जा सकता है, जिससे अनुदैर्ध्य जलरोधकता आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। एक विशिष्ट पूर्ण-संरचना जलरोधक 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 क्रियाविधि फाइबर सामग्री की सतह पर मौजूद अत्यधिक अवशोषक राल की बड़ी मात्रा पर आधारित है। पानी के संपर्क में आने पर, राल तेजी से अपने मूल आयतन से 10 गुना तक फैल जाता है, जिससे केबल कोर के परिधीय अनुप्रस्थ काट पर एक बंद जल-अवरोधक परत बन जाती है। यह परत पानी के प्रवेश चैनलों को अवरुद्ध कर देती है और अनुदैर्ध्य दिशा में पानी या जल वाष्प के आगे प्रसार और फैलाव को रोक देती है, जिससे केबल प्रभावी रूप से सुरक्षित हो जाती है।