क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) इन्सुलेटेड केबलों के जीवनकाल को बढ़ाने में एंटीऑक्सीडेंट की भूमिका
क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE)यह मध्यम और उच्च-वोल्टेज केबलों में प्रयुक्त होने वाला एक प्राथमिक इन्सुलेटिंग पदार्थ है। अपने परिचालन जीवनकाल के दौरान, इन केबलों को विभिन्न चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिनमें बदलती जलवायु परिस्थितियाँ, तापमान में उतार-चढ़ाव, यांत्रिक तनाव और रासायनिक अंतःक्रियाएँ शामिल हैं। ये सभी कारक मिलकर केबलों की मजबूती और स्थायित्व को प्रभावित करते हैं।
एक्सएलपीई प्रणालियों में एंटीऑक्सीडेंट का महत्व
एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबलों की सेवा अवधि बढ़ाने के लिए, पॉलीइथिलीन प्रणाली के लिए उपयुक्त एंटीऑक्सीडेंट का चयन अत्यंत महत्वपूर्ण है। एंटीऑक्सीडेंट पॉलीइथिलीन को ऑक्सीडेटिव क्षरण से बचाने में अहम भूमिका निभाते हैं। सामग्री के भीतर उत्पन्न मुक्त कणों के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करके, एंटीऑक्सीडेंट हाइड्रोपरॉक्साइड जैसे अधिक स्थिर यौगिक बनाते हैं। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि एक्सएलपीई के अधिकांश क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रियाएं पेरोक्साइड-आधारित होती हैं।
पॉलिमरों की अपघटन प्रक्रिया
समय के साथ, लगातार क्षरण के कारण अधिकांश पॉलिमर धीरे-धीरे भंगुर हो जाते हैं। पॉलिमर का जीवन चक्र आमतौर पर उस बिंदु पर समाप्त होता है जब टूटने पर उनका खिंचाव मूल मान के 50% तक कम हो जाता है। इस सीमा से आगे, केबल में मामूली मोड़ भी दरार और विफलता का कारण बन सकता है। अंतर्राष्ट्रीय मानक अक्सर पॉलीओलेफिन, जिनमें क्रॉस-लिंक्ड पॉलीओलेफिन भी शामिल हैं, के लिए सामग्री के प्रदर्शन का आकलन करने हेतु इस मानदंड को अपनाते हैं।
केबल के जीवनकाल की भविष्यवाणी के लिए अरहेनियस मॉडल
तापमान और केबल के जीवनकाल के बीच संबंध को आमतौर पर आर्हेनियस समीकरण का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। यह गणितीय मॉडल रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को इस प्रकार व्यक्त करता है:
K= D e(-Ea/RT)
कहाँ:
K: विशिष्ट अभिक्रिया दर
डी: स्थिरांक
ईए: सक्रियण ऊर्जा
R: बोल्ट्ज़मैन गैस स्थिरांक (8.617 x 10⁻⁵ eV/K)
T: केल्विन में निरपेक्ष तापमान (°C में 273+ तापमान)
बीजगणितीय रूप से पुनर्व्यवस्थित करने पर, समीकरण को रैखिक रूप में व्यक्त किया जा सकता है: y = mx + b
इस समीकरण से, ग्राफिकल डेटा का उपयोग करके सक्रियण ऊर्जा (Ea) प्राप्त की जा सकती है, जिससे विभिन्न परिस्थितियों में केबल के जीवनकाल का सटीक पूर्वानुमान लगाना संभव हो जाता है।
त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षण
एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबलों की जीवन अवधि निर्धारित करने के लिए, परीक्षण नमूनों को कम से कम तीन (अधिमानतः चार) अलग-अलग तापमानों पर त्वरित एजिंग प्रयोगों से गुज़ारा जाना चाहिए। ये तापमान इतने व्यापक होने चाहिए कि विफलता के समय और तापमान के बीच एक रेखीय संबंध स्थापित हो सके। विशेष रूप से, परीक्षण डेटा की वैधता सुनिश्चित करने के लिए, सबसे कम तापमान पर विफलता का औसत समय कम से कम 5,000 घंटे होना चाहिए।
इस कठोर दृष्टिकोण को अपनाकर और उच्च-प्रदर्शन वाले एंटीऑक्सीडेंट का चयन करके, एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबलों की परिचालन विश्वसनीयता और दीर्घायु को काफी हद तक बढ़ाया जा सकता है।
पोस्ट करने का समय: 23 जनवरी 2025