पावर केबल परिरक्षण परतें: संरचना और सामग्रियों का एक व्यापक विश्लेषण

तार और केबल उत्पादों में, परिरक्षण संरचनाओं को दो अलग-अलग अवधारणाओं में विभाजित किया जाता है: विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण और विद्युत क्षेत्र परिरक्षण। विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण का उपयोग मुख्य रूप से उच्च-आवृत्ति सिग्नल केबलों (जैसे आरएफ केबल और इलेक्ट्रॉनिक केबल) को बाहरी वातावरण में हस्तक्षेप करने से रोकने या बाहरी विद्युत चुम्बकीय तरंगों को कमजोर धारा संचारित करने वाले केबलों (जैसे सिग्नल और माप केबल) में हस्तक्षेप करने से रोकने के लिए किया जाता है, साथ ही केबलों के बीच पारस्परिक हस्तक्षेप को कम करने के लिए भी किया जाता है। दूसरी ओर, विद्युत क्षेत्र परिरक्षण को मध्यम और उच्च-वोल्टेज विद्युत केबलों की चालक सतह या इन्सुलेशन सतह पर प्रबल विद्युत क्षेत्रों को संतुलित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

1. विद्युत क्षेत्र परिरक्षण परतों की संरचना और आवश्यकताएँ

बिजली के तारों के परिरक्षण को कंडक्टर परिरक्षण, इन्सुलेशन परिरक्षण और धातु परिरक्षण में विभाजित किया गया है। प्रासंगिक मानकों के अनुसार, 0.6/1 kV से अधिक रेटेड वोल्टेज वाले केबलों में एक धातु परिरक्षण परत होनी चाहिए, जिसे व्यक्तिगत इंसुलेटेड कोर या समग्र केबल कोर पर लगाया जा सकता है। XLPE (क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन) इंसुलेशन का उपयोग करने वाले कम से कम 3.6/6 kV रेटेड वोल्टेज वाले केबलों, या पतले EPR (एथिलीन प्रोपिलीन रबर) इंसुलेशन (या कम से कम 6/10 kV के रेटेड वोल्टेज वाले मोटे इंसुलेशन) का उपयोग करने वाले कम से कम 3.6/6 kV रेटेड वोल्टेज वाले केबलों के लिए, एक आंतरिक और बाहरी अर्ध-चालक परिरक्षण संरचना की भी आवश्यकता होती है।

(1) कंडक्टर परिरक्षण और इन्सुलेशन परिरक्षण

कंडक्टर परिरक्षण (आंतरिक अर्ध-चालक परिरक्षण): यह गैर-धात्विक होना चाहिए, जिसमें बाहर निकाली गई अर्ध-चालक सामग्री या कंडक्टर के चारों ओर लपेटी गई अर्ध-चालक टेप और उसके बाद बाहर निकाली गई अर्ध-चालक सामग्री का संयोजन शामिल होना चाहिए।

इन्सुलेशन परिरक्षण (बाहरी अर्ध-चालक परिरक्षण): इसे प्रत्येक इन्सुलेटेड कोर की बाहरी सतह पर सीधे बाहर निकाला जाता है और यह इन्सुलेशन परत से कसकर बंधा होता है या उससे अलग किया जा सकता है।

निकाली गई आंतरिक और बाहरी अर्धचालक परतें इन्सुलेशन से कसकर जुड़ी होनी चाहिए, और उनका इंटरफ़ेस चिकना होना चाहिए, जहाँ कंडक्टर के किसी भी प्रकार के निशान, नुकीले किनारे, कण, झुलसन या खरोंच न हों। उम्र बढ़ने से पहले और बाद में, कंडक्टर परिरक्षण परत के लिए प्रतिरोधकता 1000 Ω·m से अधिक नहीं होनी चाहिए और इन्सुलेशन परिरक्षण परत के लिए 500 Ω·m से अधिक नहीं होनी चाहिए।

आंतरिक और बाहरी अर्ध-चालक परिरक्षण सामग्री, संबंधित रोधक सामग्रियों (जैसे क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन (XLPE) और एथिलीन प्रोपाइलीन रबर (EPR)) को कार्बन ब्लैक, एंटी-एजिंग एजेंट और एथिलीन-विनाइल एसीटेट कोपोलिमर जैसे योजकों के साथ मिलाकर बनाई जाती है। कार्बन ब्लैक के कण बहुलक में समान रूप से वितरित होने चाहिए, बिना किसी समूहन या खराब फैलाव के।
आंतरिक और बाहरी अर्ध-चालक परिरक्षण परतों की मोटाई वोल्टेज रेटिंग के साथ बढ़ती है। चूँकि इन्सुलेशन परत पर विद्युत क्षेत्र की तीव्रता अंदर से अधिक और बाहर से कम होती है, इसलिए अर्ध-चालक परिरक्षण परतों की मोटाई भी अंदर से मोटी और बाहर से पतली होनी चाहिए। 6~10~35 kV रेटेड केबलों के लिए, आंतरिक परत की मोटाई आमतौर पर 0.5~0.6~0.8 मिमी के बीच होती है।

(2) धातु परिरक्षण

0.6/1 kV से अधिक रेटेड वोल्टेज वाले केबलों में एक धातु परिरक्षण परत होनी चाहिए। धातु परिरक्षण परत प्रत्येक इंसुलेटेड कोर या केबल कोर के बाहरी भाग को ढकनी चाहिए। धातु परिरक्षण में एक या एक से अधिक धातु टेप, धातु ब्रैड, धातु के तारों की संकेंद्रित परतें, या धातु के तारों और टेपों का संयोजन शामिल हो सकता है।

यूरोप और विकसित देशों में, जहाँ प्रतिरोध-ग्राउंडेड द्वि-सर्किट प्रणालियाँ उपयोग में लाई जाती हैं और शॉर्ट-सर्किट धाराएँ अधिक होती हैं, वहाँ अक्सर तांबे के तार की ढाल का उपयोग किया जाता है। चीन में, आर्क दमन कुंडली-ग्राउंडेड एकल-सर्किट विद्युत आपूर्ति प्रणालियाँ अधिक प्रचलित हैं, इसलिए आमतौर पर तांबे के टेप की ढाल का उपयोग किया जाता है। केबल निर्माता खरीदे गए कठोर तांबे के टेपों को उपयोग से पहले नरम करने के लिए उन्हें स्लिटिंग और एनीलिंग द्वारा संसाधित करते हैं। नरम तांबे के टेपों को GB/T11091-2005 "केबलों के लिए तांबे के टेप" मानक का पालन करना चाहिए।

कॉपर टेप शील्डिंग में ओवरलैप की गई सॉफ्ट कॉपर टेप की एक परत या गैप-रैप्ड सॉफ्ट कॉपर टेप की दो परतें होनी चाहिए। औसत ओवरलैप दर टेप की चौड़ाई का 15% होनी चाहिए, और न्यूनतम ओवरलैप दर 5% से कम नहीं होनी चाहिए। कॉपर टेप की नाममात्र मोटाई सिंगल-कोर केबल के लिए 0.12 मिमी से कम और मल्टी-कोर केबल के लिए 0.10 मिमी से कम नहीं होनी चाहिए। न्यूनतम मोटाई नाममात्र मान के 90% से कम नहीं होनी चाहिए।

तांबे के तार की ढाल में ढीले-ढाले मुलायम तांबे के तार होते हैं, जिनकी सतह को उलटे लपेटे गए तांबे के तारों या टेपों से सुरक्षित किया जाता है। इसका प्रतिरोध GB/T3956-2008 "केबलों के चालक" मानक के अनुरूप होना चाहिए, और इसका नाममात्र अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल दोष धारा क्षमता के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए।

2. परिरक्षण परतों के कार्य और वोल्टेज रेटिंग के साथ उनका संबंध

(1) आंतरिक और बाहरी अर्ध-चालक परिरक्षण के कार्य

केबल कंडक्टर आमतौर पर कई स्ट्रैंडेड और कॉम्पैक्ट तारों से बने होते हैं। इंसुलेशन एक्सट्रूज़न के दौरान, कंडक्टर की सतह और इंसुलेशन परत के बीच स्थानीय अंतराल, गड़गड़ाहट या सतही अनियमितताएँ विद्युत क्षेत्र संकेन्द्रण का कारण बन सकती हैं, जिससे आंशिक डिस्चार्ज और ट्रीइंग डिस्चार्ज हो सकता है, जिससे विद्युत प्रदर्शन में गिरावट आती है। कंडक्टर की सतह और इंसुलेशन परत के बीच अर्ध-चालक पदार्थ (कंडक्टर शील्डिंग) की एक परत एक्सट्रूज़न करके, यह इंसुलेशन के साथ मजबूती से जुड़ सकता है। चूँकि अर्ध-चालक परत कंडक्टर के समान विभव पर होती है, इसलिए उनके बीच के किसी भी अंतराल पर विद्युत क्षेत्र प्रभाव नहीं पड़ेगा, जिससे आंशिक डिस्चार्ज को रोका जा सकेगा।

इसी प्रकार, बाहरी इन्सुलेशन सतह और धातु आवरण (या धातु परिरक्षण) के बीच के अंतराल भी आंशिक डिस्चार्ज का कारण बन सकते हैं, खासकर उच्च वोल्टेज रेटिंग पर। बाहरी इन्सुलेशन सतह पर अर्ध-चालक पदार्थ (इन्सुलेशन परिरक्षण) की एक परत को बाहर निकालकर, यह धातु आवरण के साथ एक समविभव सतह बनाता है, जिससे अंतरालों के भीतर विद्युत क्षेत्र के प्रभाव समाप्त हो जाते हैं और आंशिक डिस्चार्ज को रोका जा सकता है।

(2) धातु परिरक्षण के कार्य

धातु परिरक्षण के कार्यों में शामिल हैं: सामान्य परिस्थितियों में धारिता धाराओं का संचालन, लघु-परिपथ (गलती) धाराओं के लिए पथ का कार्य, विद्युत क्षेत्र को इन्सुलेशन के भीतर सीमित रखना (बाह्य वातावरण में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को कम करना), और एकसमान विद्युत क्षेत्र (रेडियल विद्युत क्षेत्र) सुनिश्चित करना। तीन-चरणीय चार-तार प्रणालियों में, यह असंतुलित धाराओं को वहन करने वाली उदासीन रेखा के रूप में भी कार्य करता है, और रेडियल जलरोधन प्रदान करता है।

3. ओडब्ल्यू केबल के बारे में

तार और केबल के लिए कच्चे माल के एक प्रमुख आपूर्तिकर्ता के रूप में, ओडब्ल्यू केबल उच्च-गुणवत्ता वाले क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन (एक्सएलपीई), तांबे के टेप, तांबे के तार और अन्य परिरक्षण सामग्री प्रदान करता है, जिनका व्यापक रूप से बिजली केबल, संचार केबल और विशेष केबल के निर्माण में उपयोग किया जाता है। हमारे उत्पाद अंतर्राष्ट्रीय मानकों का पालन करते हैं, और हम अपने ग्राहकों को विश्वसनीय केबल परिरक्षण समाधान प्रदान करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।