केबल डिज़ाइन में इन्सुलेशन, शीथ और शील्डिंग के आवश्यक कार्य

हम जानते हैं कि अलग-अलग केबलों का प्रदर्शन अलग-अलग होता है और इसलिए उनकी संरचना भी अलग-अलग होती है। आमतौर पर, एक केबल कंडक्टर, शील्डिंग लेयर, इंसुलेशन लेयर, शीथ लेयर और आर्मर लेयर से बनी होती है। विशेषताओं के आधार पर, संरचना अलग-अलग होती है। हालाँकि, बहुत से लोग केबलों में इंसुलेशन, शील्डिंग और शीथ लेयर के बीच के अंतर को नहीं जानते हैं। आइए बेहतर समझ के लिए इन्हें अलग-अलग समझते हैं।

(1) इन्सुलेशन परत

केबल में इंसुलेशन परत मुख्य रूप से कंडक्टर और आसपास के वातावरण या आसन्न कंडक्टरों के बीच इंसुलेशन प्रदान करती है। यह सुनिश्चित करती है कि कंडक्टर द्वारा प्रवाहित विद्युत धारा, विद्युत चुम्बकीय तरंगें, या प्रकाशीय संकेत बाहरी रिसाव के बिना केवल कंडक्टर के साथ-साथ संचारित हों, साथ ही बाहरी वस्तुओं और कर्मियों की सुरक्षा भी सुनिश्चित करती है। इंसुलेशन का प्रदर्शन सीधे तौर पर केबल द्वारा सहन किए जा सकने वाले रेटेड वोल्टेज और उसके सेवा जीवन को निर्धारित करता है, जिससे यह केबल के मुख्य घटकों में से एक बन जाता है।

केबल इन्सुलेशन सामग्री को आम तौर पर प्लास्टिक इन्सुलेशन सामग्री और रबर इन्सुलेशन सामग्री में विभाजित किया जा सकता है। प्लास्टिक-इन्सुलेटेड पावर केबल, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, में एक्सट्रूडेड प्लास्टिक से बनी इन्सुलेशन परतें होती हैं। आम प्लास्टिक में पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), पॉलीइथाइलीन (पीई) शामिल हैं।क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE), और लो स्मोक ज़ीरो हैलोजन (LSZH)। इनमें से, XLPE का उपयोग मध्यम और उच्च-वोल्टेज केबलों में व्यापक रूप से किया जाता है, क्योंकि इसके उत्कृष्ट विद्युत और यांत्रिक गुण, साथ ही बेहतर तापीय एजिंग प्रतिरोध और परावैद्युत प्रदर्शन होता है।

दूसरी ओर, रबर-इन्सुलेटेड पावर केबल, रबर को विभिन्न एडिटिव्स के साथ मिलाकर और फिर इंसुलेशन में संसाधित करके बनाए जाते हैं। सामान्य रबर इंसुलेशन सामग्रियों में प्राकृतिक रबर-स्टाइरीन मिश्रण, ईपीडीएम (एथिलीन प्रोपाइलीन डायन मोनोमर रबर) और ब्यूटाइल रबर शामिल हैं। ये सामग्रियाँ लचीली और लचीली होती हैं, बार-बार हिलने-डुलने और कम झुकने वाली त्रिज्या के लिए उपयुक्त होती हैं। खनन, जहाजों और बंदरगाहों जैसे अनुप्रयोगों में, जहाँ घर्षण प्रतिरोध, तेल प्रतिरोध और लचीलापन महत्वपूर्ण हैं, रबर-इन्सुलेटेड केबल एक अपूरणीय भूमिका निभाते हैं।

(2) म्यान परत

शीथ परत केबलों को विभिन्न उपयोग परिवेशों के अनुकूल बनाने में सक्षम बनाती है। इन्सुलेशन परत के ऊपर लगाई जाने वाली शीथ परत का मुख्य कार्य केबल की आंतरिक परतों को यांत्रिक क्षति और रासायनिक संक्षारण से बचाना है, साथ ही केबल की यांत्रिक शक्ति को बढ़ाकर तन्यता और संपीड़न प्रतिरोध प्रदान करना है। शीथ यह सुनिश्चित करती है कि केबल यांत्रिक तनाव और पर्यावरणीय कारकों जैसे पानी, धूप, जैविक संक्षारण और आग से सुरक्षित रहे, जिससे दीर्घकालिक स्थिर विद्युत प्रदर्शन बना रहे। शीथ की गुणवत्ता सीधे केबल के सेवा जीवन को प्रभावित करती है।

शीथ परत अग्नि प्रतिरोध, ज्वाला मंदक, तेल प्रतिरोध, अम्ल और क्षार प्रतिरोध, और पराबैंगनी प्रतिरोध भी प्रदान करती है। अनुप्रयोग के आधार पर, शीथ परतों को तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: धात्विक शीथ (बाहरी शीथ सहित), रबर/प्लास्टिक शीथ, और मिश्रित शीथ। रबर/प्लास्टिक और मिश्रित शीथ न केवल यांत्रिक क्षति को रोकते हैं, बल्कि जलरोधी, ज्वाला मंदक, अग्नि प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध भी प्रदान करते हैं। उच्च आर्द्रता, भूमिगत सुरंगों और रासायनिक संयंत्रों जैसे कठोर वातावरण में, शीथ परत का प्रदर्शन विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है। उच्च-गुणवत्ता वाली शीथ सामग्री न केवल केबल की सेवा जीवन को बढ़ाती है, बल्कि संचालन के दौरान सुरक्षा और विश्वसनीयता को भी महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है।

(3) परिरक्षण परत

केबल में परिरक्षण परत को आंतरिक परिरक्षण और बाहरी परिरक्षण में विभाजित किया जाता है। ये परतें कंडक्टर और इन्सुलेशन के बीच, साथ ही इन्सुलेशन और आंतरिक आवरण के बीच अच्छा संपर्क सुनिश्चित करती हैं, जिससे कंडक्टरों या आंतरिक परतों की खुरदरी सतहों के कारण बढ़ी हुई सतही विद्युत क्षेत्र तीव्रता को रोका जा सकता है। मध्यम और उच्च-वोल्टेज विद्युत केबलों में आमतौर पर कंडक्टर परिरक्षण और इन्सुलेशन परिरक्षण होता है, जबकि कुछ निम्न-वोल्टेज केबलों में परिरक्षण परतें नहीं होती हैं।

परिरक्षण अर्ध-चालक परिरक्षण या धात्विक परिरक्षण हो सकता है। धात्विक परिरक्षण के सामान्य रूपों में कॉपर टेप रैपिंग, कॉपर वायर ब्रेडिंग, और एल्युमिनियम फ़ॉइल-पॉलिएस्टर कम्पोजिट टेप लॉन्गिट्यूडिनल रैपिंग शामिल हैं। परिरक्षित केबलों में अक्सर ट्विस्टेड पेयर परिरक्षण, समूह परिरक्षण, या समग्र परिरक्षण जैसी संरचनाओं का उपयोग किया जाता है। इस तरह के डिज़ाइन कम परावैद्युत हानि, मज़बूत संचरण क्षमता और उत्कृष्ट हस्तक्षेप-रोधी प्रदर्शन प्रदान करते हैं, जिससे कमज़ोर एनालॉग संकेतों का विश्वसनीय संचरण और औद्योगिक वातावरण में प्रबल विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का प्रतिरोध संभव होता है। इनका व्यापक रूप से विद्युत उत्पादन, धातुकर्म, पेट्रोलियम, रसायन उद्योग, रेल परिवहन और स्वचालित उत्पादन नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।

परिरक्षण सामग्री के संदर्भ में, आंतरिक परिरक्षण में अक्सर धातुकृत कागज़ या अर्ध-चालक पदार्थों का उपयोग किया जाता है, जबकि बाहरी परिरक्षण में तांबे के टेप की लपेट या तांबे के तार की ब्रेडिंग शामिल हो सकती है। ब्रेडिंग सामग्री आमतौर पर शुद्ध तांबे या टिनयुक्त तांबे की होती है, और कुछ मामलों में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध और चालकता के लिए चांदी-प्लेटेड तांबे के तार भी होते हैं। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई परिरक्षण संरचना न केवल केबलों के विद्युत प्रदर्शन में सुधार करती है, बल्कि आस-पास के उपकरणों पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण के हस्तक्षेप को भी प्रभावी ढंग से कम करती है। आज के अत्यधिक विद्युतीकृत और सूचना-संचालित वातावरण में, परिरक्षण का महत्व लगातार बढ़ रहा है।

अंत में, केबल इंसुलेशन, शील्डिंग और शीथ लेयर्स के अंतर और कार्य इस प्रकार हैं। वन वर्ल्ड सभी को याद दिलाता है कि केबल जीवन और संपत्ति की सुरक्षा से गहराई से जुड़े हैं। घटिया केबल का इस्तेमाल कभी नहीं करना चाहिए; हमेशा प्रतिष्ठित केबल निर्माताओं से ही केबल लें।

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