हजारों मील की दूरी पर प्रकाश भेजना-उच्च-वोल्टेज केबल के रहस्य और नवाचार की खोज

आधुनिक बिजली प्रणालियों में, उच्च-वोल्टेज केबल एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। शहरों में भूमिगत पावर ग्रिड से लेकर पहाड़ों और नदियों में लंबी दूरी की ट्रांसमिशन लाइनों तक, उच्च-वोल्टेज केबल विद्युत ऊर्जा के कुशल, स्थिर और सुरक्षित संचरण को सुनिश्चित करते हैं। यह लेख उनकी संरचना, वर्गीकरण, विनिर्माण प्रक्रिया, प्रदर्शन विशेषताओं, स्थापना और रखरखाव सहित उच्च-वोल्टेज केबल से संबंधित विभिन्न तकनीकों का गहराई से पता लगाएगा।
1. उच्च-वोल्टेज केबलों की बासिक संरचना

उच्च-वोल्टेज केबल मुख्य रूप से कंडक्टरों, इन्सुलेशन परतों, परिरक्षण परतों और सुरक्षात्मक परतों से बने होते हैं।

कंडक्टर वर्तमान के लिए ट्रांसमिशन चैनल है और आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम से बना होता है। कॉपर में अच्छी चालकता और लचीलापन है, जबकि एल्यूमीनियम लागत में अपेक्षाकृत कम है और वजन में प्रकाश है। ये कंडक्टर आम तौर पर लचीलेपन को बढ़ाने के लिए मल्टी-स्ट्रैंड ट्विस्टेड तारों के रूप में होते हैं।

इन्सुलेशन परत उच्च-वोल्टेज केबल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो वर्तमान रिसाव को रोकने और कंडक्टर को बाहरी दुनिया से अलग करने में एक भूमिका निभाता है। सामान्य इंसुलेटिंग सामग्रियों में क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन (एक्सएलपीई), ऑयल पेपर, आदि शामिल हैं। एक्सएलपीई में उत्कृष्ट विद्युत गुण, गर्मी प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति होती है, और व्यापक रूप से आधुनिक उच्च-वोल्टेज केबलों में उपयोग किया जाता है।

परिरक्षण परत को आंतरिक परिरक्षण और बाहरी परिरक्षण में विभाजित किया गया है। आंतरिक ढाल का उपयोग विद्युत क्षेत्र को समान बनाने और स्थानीय निर्वहन को इन्सुलेशन परत को नुकसान पहुंचाने से रोकने के लिए किया जाता है; बाहरी ढाल केबल पर बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के हस्तक्षेप को कम कर सकता है, और केबल को बाहरी दुनिया पर विद्युत चुम्बकीय प्रभाव होने से भी रोक सकता है।

सुरक्षात्मक परत मुख्य रूप से केबल को बाहरी कारकों जैसे यांत्रिक क्षति, रासायनिक संक्षारण और पानी की घुसपैठ से नुकसान से बचाती है। यह आमतौर पर धातु कवच और बाहरी म्यान से बना होता है। धातु कवच यांत्रिक शक्ति प्रदान कर सकता है, और बाहरी म्यान में जलरोधक और एंटी-इंफ्रोसियन फ़ंक्शन होते हैं।

2। उच्च-वोल्टेज केबलों का वर्गीकरण

वोल्टेज स्तर के अनुसार, उच्च-वोल्टेज केबलों को मध्यम-वोल्टेज केबल (आमतौर पर 3-35kV), उच्च-वोल्टेज केबल (35-110kv), अल्ट्रा-हाई-वोल्टेज केबल (110-500kV) और अल्ट्रा-हाई-वोल्टेज केबल (500kv से ऊपर) में विभाजित किया जा सकता है। विभिन्न वोल्टेज स्तर के केबल संरचनात्मक डिजाइन, इन्सुलेशन आवश्यकताओं, आदि में भिन्न होते हैं।

इंसुलेटिंग सामग्री के दृष्टिकोण से, ऊपर वर्णित एक्सएलपीई केबल और तेल-पेपर केबलों के अलावा, एथिलीन-प्रोपलीन रबर केबल भी हैं। ऑयल-पेपर केबल का एक लंबा इतिहास है, लेकिन उनके उच्च रखरखाव लागत और अन्य कारणों के कारण, उन्हें धीरे-धीरे XLPE केबलों द्वारा बदल दिया गया है। एथिलीन प्रोपलीन रबर केबल में अच्छा लचीलापन और मौसम प्रतिरोध होता है, और कुछ विशेष अवसरों के लिए उपयुक्त है।
3। उच्च-वोल्टेज केबल की विनिर्माण प्रक्रिया

उच्च-वोल्टेज केबल का निर्माण एक जटिल और नाजुक प्रक्रिया है।

कंडक्टरों के निर्माण को पहले कंडक्टर की आयामी सटीकता और यांत्रिक गुणों को सुनिश्चित करने के लिए तांबे या एल्यूमीनियम कच्चे माल को फैलाने, मुड़ और अन्य प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। ट्विस्टिंग प्रक्रिया के दौरान, कंडक्टर की चालकता को बेहतर बनाने के लिए स्ट्रैंड्स के स्ट्रैंड्स को बारीकी से व्यवस्थित किया जाना चाहिए।

इन्सुलेशन परत का एक्सट्रूज़न प्रमुख चरणों में से एक है। XLPE इन्सुलेशन परत के लिए, XLPE सामग्री को उच्च तापमान पर बाहर निकाला जाता है और समान रूप से कंडक्टर पर लपेटा जाता है। एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, इन्सुलेशन परत की गुणवत्ता और मोटाई एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए तापमान, दबाव और एक्सट्रूज़न की गति जैसे मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

परिरक्षण परत आमतौर पर धातु के तार बुनाई या धातु टेप रैपिंग द्वारा बनाई जाती है। आंतरिक और बाहरी ढालों की निर्माण प्रक्रियाएं थोड़ी अलग हैं, लेकिन दोनों को परिरक्षण परत और अच्छे विद्युत कनेक्शन की अखंडता सुनिश्चित करने की आवश्यकता है।

अंत में, सुरक्षात्मक परत के उत्पादन में धातु कवच का बिछाना और बाहरी म्यान का एक्सट्रूज़न शामिल है। धातु के कवच को केबल पर कसकर फिट होना चाहिए, और बाहरी म्यान के एक्सट्रूज़न को बुलबुले और दरारों जैसे दोषों के बिना एक चिकनी उपस्थिति सुनिश्चित करनी चाहिए।
4। उच्च-वोल्टेज केबलों की प्रदर्शन विशेषताएं

विद्युत प्रदर्शन के संदर्भ में, उच्च-वोल्टेज केबल को उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध, कम ढांकता हुआ हानि और अच्छा वोल्टेज प्रतिरोध करने की आवश्यकता होती है। उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध प्रभावी रूप से वर्तमान रिसाव को रोक सकता है, कम ढांकता हुआ नुकसान संचरण के दौरान विद्युत ऊर्जा के नुकसान को कम करता है, और अच्छा वोल्टेज प्रतिरोध यह सुनिश्चित करता है कि केबल उच्च-वोल्टेज वातावरण में सुरक्षित रूप से काम कर सकता है।

यांत्रिक गुणों के संदर्भ में, केबल में पर्याप्त तन्यता ताकत, झुकाव त्रिज्या और प्रभाव प्रतिरोध होना चाहिए। स्थापना और संचालन के दौरान, केबल को स्ट्रेचिंग, झुकने और बाहरी बल प्रभाव के अधीन किया जा सकता है। यदि यांत्रिक गुण अपर्याप्त हैं, तो केबल क्षति का कारण बनाना आसान है।

थर्मल प्रदर्शन भी एक महत्वपूर्ण पहलू है। केबल ऑपरेशन के दौरान गर्मी उत्पन्न करेगा, खासकर जब उच्च लोड के तहत चल रहा है। इसलिए, केबल को अच्छी गर्मी प्रतिरोध की आवश्यकता होती है और इन्सुलेशन उम्र बढ़ने जैसी समस्याओं के बिना एक निश्चित तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से काम करने में सक्षम होना चाहिए। XLPE केबल में अपेक्षाकृत अच्छा गर्मी प्रतिरोध होता है और उच्च तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकता है।
5। उच्च-वोल्टेज केबलों की स्थापना और रखरखाव

स्थापना के संदर्भ में, पहली बात यह है कि यह सुनिश्चित करने के लिए पथ की योजना बनाना है कि केबल बिछाने का पथ उचित और सुरक्षित है। बिछाने की प्रक्रिया के दौरान, केबल के अत्यधिक स्ट्रेचिंग, झुकने और एक्सट्रूज़न से बचने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। लंबी दूरी के केबल बिछाने के लिए, केबल कन्वेयर जैसे उपकरण आमतौर पर निर्माण की सहायता के लिए उपयोग किए जाते हैं।

केबल जोड़ों का उत्पादन स्थापना प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण लिंक है। संयुक्त की गुणवत्ता सीधे केबल की परिचालन विश्वसनीयता को प्रभावित करती है। जोड़ों को बनाते समय, केबल को छीनने, साफ करने, जुड़ा हुआ और अछूता करने की आवश्यकता होती है। प्रत्येक चरण को प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार कड़ाई से आगे बढ़ाने की आवश्यकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संयुक्त के विद्युत और यांत्रिक गुण आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

उच्च-वोल्टेज केबल के दीर्घकालिक स्थिर संचालन के लिए रखरखाव कार्य आवश्यक है। नियमित निरीक्षण तुरंत पता लगा सकते हैं कि क्या केबल उपस्थिति क्षतिग्रस्त है या म्यान क्षतिग्रस्त है। इसी समय, कुछ परीक्षण उपकरणों का उपयोग इन्सुलेशन प्रदर्शन और केबल के आंशिक निर्वहन का परीक्षण करने के लिए भी किया जा सकता है। यदि समस्याएं पाई जाती हैं, तो उन्हें समय पर मरम्मत या प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

6। उच्च-वोल्टेज केबलों की विफलता और पता लगाना

उच्च-वोल्टेज केबलों की सामान्य विफलताओं में इन्सुलेशन ब्रेकडाउन, कंडक्टर डिस्कनेक्ट और संयुक्त विफलता शामिल हैं। इन्सुलेशन ब्रेकडाउन इन्सुलेशन उम्र बढ़ने, आंशिक निर्वहन या बाहरी ओवरवॉल्टेज के कारण हो सकता है। कंडक्टर डिस्कनेक्ट आमतौर पर यांत्रिक बाहरी बल या दीर्घकालिक अधिभार के कारण होता है। संयुक्त विफलता खराब संयुक्त विनिर्माण प्रक्रिया या ऑपरेशन के दौरान गंभीर हीटिंग के कारण हो सकती है।

इन दोषों का पता लगाने के लिए, कई पता लगाने के तरीके हैं। आंशिक डिस्चार्ज डिटेक्शन एक आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। केबल में आंशिक निर्वहन द्वारा उत्पन्न सिग्नल का पता लगाकर, यह निर्धारित किया जा सकता है कि क्या केबल के अंदर इन्सुलेशन दोष हैं। वोल्टेज वोल्टेज परीक्षण केबल की वोल्टेज क्षमता का पता लगा सकता है और संभावित इन्सुलेशन समस्याओं का पता लगा सकता है। इसके अलावा, इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग तकनीक केबल की सतह पर तापमान वितरण का पता लगा सकती है, ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या केबल को स्थानीय ओवरहीटिंग जैसी समस्याएं हैं।
7. बिजली प्रणालियों में उच्च-वोल्टेज केबलों का विकास और विकास की प्रवृत्ति

पावर सिस्टम में, उच्च-वोल्टेज केबलों का उपयोग शहरी पावर ग्रिड ट्रांसफॉर्मेशन, बड़े पावर स्टेशनों की आउटगोइंग लाइन्स, पनडुब्बी केबल ट्रांसमिशन और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। शहरी पावर ग्रिड में, सीमित स्थान के कारण, भूमिगत केबलों का उपयोग अंतरिक्ष को बचा सकता है और शहर की सुंदरता में सुधार कर सकता है। बड़े पावर स्टेशनों की आउटगोइंग लाइनों को बिजली प्रसारित करने के लिए उच्च-वोल्टेज केबलों के उपयोग की आवश्यकता होती है। पनडुब्बी केबल ट्रांसमिशन क्रॉस-सी पावर ट्रांसमिशन का एहसास कर सकता है और द्वीपों और तटीय क्षेत्रों के लिए स्थिर बिजली की आपूर्ति प्रदान कर सकता है।

बिजली प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, उच्च-वोल्टेज केबलों ने भी कुछ विकास के रुझान दिखाए हैं। एक उच्च वोल्टेज स्तरों के साथ केबलों का अनुसंधान और विकास और अनुप्रयोग है। लंबी दूरी की बिजली संचरण की मांग में वृद्धि के साथ, अल्ट्रा-हाई वोल्टेज केबलों का विकास एक फोकस बन जाएगा। दूसरा केबल की बुद्धि है। केबल में सेंसर और अन्य उपकरणों को एकीकृत करके, केबल की ऑपरेटिंग स्थिति और गलती चेतावनी की वास्तविक समय की निगरानी प्राप्त की जा सकती है, जिससे केबल की परिचालन विश्वसनीयता में सुधार होता है। तीसरा पर्यावरण के अनुकूल केबलों का विकास है। जैसा कि पर्यावरण संरक्षण के लिए लोगों की आवश्यकताओं में वृद्धि होती है, कम-प्रदूषण के अनुसंधान और विकास, पुनर्नवीनीकरण केबल सामग्री भविष्य की विकास दिशा होगी।