विद्युत केबल निर्माण प्रक्रिया की केबल संरचना और सामग्री।

केबल की संरचना सरल लगती है, वास्तव में, इसके प्रत्येक घटक का अपना महत्वपूर्ण उद्देश्य होता है, इसलिए केबल का निर्माण करते समय प्रत्येक घटक सामग्री का सावधानीपूर्वक चयन किया जाना चाहिए, ताकि संचालन के दौरान इन सामग्रियों से बने केबल की विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके।

1. कंडक्टर सामग्री
ऐतिहासिक रूप से, बिजली केबल कंडक्टर के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री तांबा और एल्यूमीनियम थी। सोडियम का भी संक्षेप में परीक्षण किया गया था। तांबे और एल्यूमीनियम में बेहतर विद्युत चालकता होती है, और समान धारा संचारित करते समय तांबे की मात्रा अपेक्षाकृत कम होती है, इसलिए तांबे के कंडक्टर का बाहरी व्यास एल्यूमीनियम कंडक्टर की तुलना में छोटा होता है। एल्यूमीनियम की कीमत तांबे की तुलना में काफी कम है। इसके अलावा, क्योंकि तांबे का घनत्व एल्यूमीनियम की तुलना में बड़ा है, भले ही वर्तमान वहन करने की क्षमता समान हो, एल्यूमीनियम कंडक्टर का क्रॉस सेक्शन तांबे के कंडक्टर की तुलना में बड़ा होता है, लेकिन एल्यूमीनियम कंडक्टर केबल अभी भी तांबे के कंडक्टर केबल की तुलना में हल्का है।

2. इन्सुलेशन सामग्री
एमवी पावर केबल में कई इंसुलेटिंग सामग्री का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें तकनीकी रूप से परिपक्व इंप्रेग्नेटेड पेपर इंसुलेशन सामग्री भी शामिल है, जिसका 100 से अधिक वर्षों से सफलतापूर्वक उपयोग किया जा रहा है। आज, एक्सट्रूडेड पॉलीमर इंसुलेशन को व्यापक रूप से स्वीकार किया गया है। एक्सट्रूडेड पॉलीमर इंसुलेशन सामग्री में पीई (एलडीपीई और एचडीपीई), एक्सएलपीई, डब्ल्यूटीआर-एक्सएलपीई और ईपीआर शामिल हैं। ये सामग्री थर्मोप्लास्टिक के साथ-साथ थर्मोसेटिंग भी हैं। थर्मोप्लास्टिक सामग्री गर्म होने पर विकृत हो जाती है, जबकि थर्मोसेट सामग्री ऑपरेटिंग तापमान पर अपना आकार बनाए रखती है।

2.1. कागज इन्सुलेशन
अपने संचालन की शुरुआत में, पेपर-इंसुलेटेड केबल केवल एक छोटा भार वहन करते हैं और अपेक्षाकृत अच्छी तरह से बनाए रखा जाता है। हालांकि, बिजली उपयोगकर्ताओं ने केबल को अधिक से अधिक उच्च भार वहन करना जारी रखा है, उपयोग की मूल स्थितियां अब वर्तमान केबल की जरूरतों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, फिर मूल अच्छा अनुभव केबल के भविष्य के संचालन का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है। हाल के वर्षों में, पेपर इंसुलेटेड केबल का उपयोग शायद ही कभी किया गया है।
2.2.पीवीसी
पीवीसी का उपयोग अभी भी कम वोल्टेज 1kV केबल के लिए एक इन्सुलेटिंग सामग्री के रूप में किया जाता है और यह एक शीथिंग सामग्री भी है। हालाँकि, केबल इन्सुलेशन में पीवीसी का उपयोग तेजी से XLPE द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, और शीथ में उपयोग तेजी से रैखिक कम घनत्व पॉलीइथिलीन (LLDPE), मध्यम घनत्व पॉलीइथिलीन (MDPE) या उच्च घनत्व पॉलीइथिलीन (HDPE) द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, और गैर-पीवीसी केबलों की जीवन चक्र लागत कम है।
2.3. पॉलीइथिलीन (पीई)
कम घनत्व वाली पॉलीथीन (LDPE) का विकास 1930 के दशक में हुआ था और अब इसका उपयोग क्रॉसलिंक्ड पॉलीथीन (XLPE) और जल प्रतिरोधी पेड़ क्रॉसलिंक्ड पॉलीथीन (WTR-XLPE) सामग्रियों के लिए बेस रेजिन के रूप में किया जाता है। थर्मोप्लास्टिक अवस्था में, पॉलीथीन का अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 75 ° C होता है, जो पेपर इंसुलेटेड केबल्स (80~90 ° C) के ऑपरेटिंग तापमान से कम होता है। क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन (XLPE) के आगमन के साथ यह समस्या हल हो गई है, जो पेपर-इंसुलेटेड केबल्स के सर्विस तापमान को पूरा कर सकती है या उससे अधिक हो सकती है।

2.4.क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (एक्सएलपीई)
एक्सएलपीई (XLPE) एक थर्मोसेटिंग पदार्थ है, जो कम घनत्व वाले पॉलीइथिलीन (LDPE) को क्रॉसलिंकिंग एजेंट (जैसे पेरोक्साइड) के साथ मिलाकर बनाया जाता है।
एक्सएलपीई इंसुलेटेड केबल का अधिकतम कंडक्टर ऑपरेटिंग तापमान 90 डिग्री सेल्सियस है, अधिभार परीक्षण 140 डिग्री सेल्सियस तक है, और शॉर्ट-सर्किट तापमान 250 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। एक्सएलपीई में उत्कृष्ट ढांकता हुआ विशेषताएं हैं और इसका उपयोग 600V से 500kV की वोल्टेज रेंज में किया जा सकता है।

2.5. जल प्रतिरोधी वृक्ष क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (WTR-XLPE)
जल वृक्ष घटना XLPE केबल की सेवा जीवन को कम कर देगी। जल वृक्ष की वृद्धि को कम करने के कई तरीके हैं, लेकिन सबसे आम तौर पर स्वीकार किए जाने वाले तरीकों में से एक जल वृक्ष की वृद्धि को रोकने के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष रूप से इंजीनियर इन्सुलेशन सामग्री का उपयोग करना है, जिसे जल प्रतिरोधी वृक्ष क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन WTR-XLPE कहा जाता है।

2.6. एथिलीन प्रोपलीन रबर (ईपीआर)
ईपीआर एथिलीन, प्रोपलीन (कभी-कभी तीसरा मोनोमर) से बना एक थर्मोसेटिंग पदार्थ है, और तीन मोनोमर्स के कोपोलिमर को एथिलीन प्रोपलीन डायन रबर (ईपीडीएम) कहा जाता है। एक विस्तृत तापमान सीमा पर, ईपीआर हमेशा नरम रहता है और इसमें अच्छा कोरोना प्रतिरोध होता है। हालाँकि, ईपीआर सामग्री का ढांकता हुआ नुकसान एक्सएलपीई और डब्ल्यूटीआर-एक्सएलपीई की तुलना में काफी अधिक है।

3. इन्सुलेशन वल्केनाइजेशन प्रक्रिया
क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया उपयोग किए जाने वाले बहुलक के लिए विशिष्ट है। क्रॉसलिंक्ड पॉलिमर का निर्माण मैट्रिक्स पॉलिमर से शुरू होता है और फिर मिश्रण बनाने के लिए स्टेबलाइज़र और क्रॉसलिंकर मिलाए जाते हैं। क्रॉसलिंकिंग प्रक्रिया आणविक संरचना में अधिक कनेक्शन बिंदु जोड़ती है। एक बार क्रॉस-लिंक हो जाने के बाद, बहुलक आणविक श्रृंखला लोचदार बनी रहती है, लेकिन इसे पूरी तरह से द्रव पिघल में नहीं तोड़ा जा सकता है।

4. कंडक्टर परिरक्षण और इन्सुलेटिंग परिरक्षण सामग्री
विद्युत क्षेत्र को एकसमान बनाने और केबल इंसुलेटेड कोर में विद्युत क्षेत्र को बनाए रखने के लिए कंडक्टर और इन्सुलेशन की बाहरी सतह पर अर्ध-चालक परिरक्षण परत को बाहर निकाला जाता है। इस सामग्री में कार्बन ब्लैक सामग्री का एक इंजीनियरिंग ग्रेड होता है जो केबल की परिरक्षण परत को आवश्यक सीमा के भीतर एक स्थिर चालकता प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।