एंटीऑक्सीडेंट के साथ XLPE केबल का जीवनकाल बढ़ाना

क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) इंसुलेटेड केबलों के जीवनकाल को बढ़ाने में एंटीऑक्सीडेंट की भूमिका

क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन (XLPE)मध्यम और उच्च-वोल्टेज केबलों में प्रयुक्त होने वाला एक प्राथमिक इंसुलेटिंग पदार्थ है। अपने पूरे परिचालन जीवन के दौरान, इन केबलों को विभिन्न चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिनमें बदलती जलवायु परिस्थितियाँ, तापमान में उतार-चढ़ाव, यांत्रिक तनाव और रासायनिक अंतर्क्रियाएँ शामिल हैं। ये कारक सामूहिक रूप से केबलों के स्थायित्व और दीर्घायु को प्रभावित करते हैं।

एक्सएलपीई प्रणालियों में एंटीऑक्सीडेंट का महत्व

XLPE-इन्सुलेटेड केबलों की लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए, पॉलीएथिलीन प्रणाली के लिए उपयुक्त एंटीऑक्सीडेंट का चयन करना अत्यंत आवश्यक है। एंटीऑक्सीडेंट पॉलीएथिलीन को ऑक्सीडेटिव क्षरण से बचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सामग्री के भीतर उत्पन्न होने वाले मुक्त कणों के साथ तेज़ी से अभिक्रिया करके, एंटीऑक्सीडेंट हाइड्रोपेरॉक्साइड जैसे अधिक स्थिर यौगिक बनाते हैं। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि XLPE के लिए अधिकांश क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रियाएँ पेरोक्साइड-आधारित होती हैं।

पॉलिमर की अपघटन प्रक्रिया

समय के साथ, अधिकांश पॉलिमर निरंतर क्षरण के कारण धीरे-धीरे भंगुर हो जाते हैं। पॉलिमर के जीवनकाल की समाप्ति को आमतौर पर उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर टूटने पर उनका बढ़ाव मूल मान के 50% तक कम हो जाता है। इस सीमा से आगे, केबल का थोड़ा सा भी मुड़ना दरार और विफलता का कारण बन सकता है। अंतर्राष्ट्रीय मानक अक्सर सामग्री के प्रदर्शन का आकलन करने के लिए क्रॉस-लिंक्ड पॉलीओलेफ़िन सहित पॉलीओलेफ़िन के लिए इस मानदंड को अपनाते हैं।

केबल जीवन की भविष्यवाणी के लिए अरहेनियस मॉडल

तापमान और केबल जीवनकाल के बीच संबंध को आमतौर पर अरहेनियस 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 प्रतिक्रिया दर

डी: स्थिर

Ea: सक्रियण ऊर्जा

R: बोल्ट्ज़मान 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 जीवन की सटीक भविष्यवाणी संभव हो सकेगी।

त्वरित आयु परीक्षण

XLPE-इन्सुलेटेड केबलों का जीवनकाल निर्धारित करने के लिए, परीक्षण नमूनों को कम से कम तीन (अधिमानतः चार) अलग-अलग तापमानों पर त्वरित आयु परीक्षण के अधीन किया जाना चाहिए। ये तापमान विफलता-समय और तापमान के बीच एक रैखिक संबंध स्थापित करने के लिए पर्याप्त सीमा में होने चाहिए। विशेष रूप से, परीक्षण डेटा की वैधता सुनिश्चित करने के लिए न्यूनतम एक्सपोज़र तापमान का औसत समय-से-समापन बिंदु कम से कम 5,000 घंटे होना चाहिए।

इस कठोर दृष्टिकोण को अपनाकर और उच्च प्रदर्शन वाले एंटीऑक्सीडेंट्स का चयन करके, एक्सएलपीई-इन्सुलेटेड केबल्स की परिचालन विश्वसनीयता और दीर्घायु को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाया जा सकता है।