રબર ઇન્સ્યુલેશન સાથે વાયર અને કેબલ્સ: પ્રકારો, ફાયદા અને ગેરફાયદા, સામગ્રી, ઉત્પાદન તકનીક
રબર-ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર અને કેબલનો ઉપયોગ પેન્ટોગ્રાફને જોડવા અને સેકન્ડરી ઇલેક્ટ્રિક કરંટ નેટવર્ક્સમાં વીજળીનું વિતરણ કરવા માટે થાય છે, અને તેનો ઉપયોગ ઉદ્યોગ, કૃષિ, પરિવહન, બાંધકામ અને રોજિંદા જીવનમાં પણ વ્યાપકપણે થાય છે.
રબર ઇન્સ્યુલેશન સાથે કેબલ અને વાયરના પ્રકાર
રબર ઇન્સ્યુલેશનવાળા કેબલ, વાયર અને કેબલને નીચેના જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
- ઇન્સ્ટોલેશન કેબલ્સ, વાયર અને કેબલ્સ;
- પાવર કેબલ્સ;
- નિયંત્રણ કેબલ્સ;
- નળી માટે લવચીક કેબલ અને વાયર;
- દરિયાઈ કેબલ અને વાયર;
- બોડી કેબલ્સ;
- ઇલેક્ટ્રિક રોલિંગ સ્ટોક માટે વાયર;
- એરક્રાફ્ટ, ઓટોમોબાઈલ અને ટ્રેક્ટર વાયર.
રબર અથવા પ્લાસ્ટિક ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ લવચીક કેબલ મેળવવાની ઇચ્છાને કારણે થતો નથી, કારણ કે તે કેબલ ટર્મિનલ્સને સરળ બનાવવા અને સરળ બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે.
લીડ શીથનો ઉપયોગ કેબલના ઇન્સ્યુલેશન લેયરની વધેલી લવચીકતાનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવતું નથી, અને તેથી એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યાં વધેલી લવચીકતા સાથે કેબલની જરૂર હોય, લીડ નહીં, પરંતુ વલ્કેનાઈઝ્ડ રબર અથવા પ્લાસ્ટિકના બનેલા હોઝ જેકેટ્સ છે. વપરાયેલ
મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં રબરના ઇન્સ્યુલેશનની ઊંચી સરેરાશ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાતનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેશન સ્તરમાં નબળા સ્થાનોની હાજરીને કારણે થઈ શકતો નથી, જે ઇન્સ્યુલેશન સ્તરની જાડાઈમાં વધારો જરૂરી બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગર્ભિત કાગળના ઇન્સ્યુલેશન અને તેના કારણે કેબલનો વ્યાસ વધારવા માટે રક્ષણાત્મક સામગ્રીના કોટિંગનો વધુ પડતો વપરાશ.
ઉત્પાદનનો પ્રારંભિક તબક્કો એ છે કે મલ્ટી-કોર વાયર, કેબલ્સ અને કોર્ડ માટે ટીન કરેલા અને અનટીન કરેલા કોપર વાયરોમાંથી સ્ટ્રેચિંગ.
રબર ઇન્સ્યુલેશન સાથે વાયર અને કેબલના ઉત્પાદન માટેની તકનીક
મુખ્ય પ્રક્રિયા કામગીરીમાં રબર અને પ્લાસ્ટિકનું ઉત્પાદન અને કોર અથવા વાયર પર તેનો ઉપયોગ શામેલ છે. રબરના ઉત્પાદનમાં પ્લાસ્ટિસાઇઝિંગ રબર અને ફિલર્સ (ચાક, ટેલ્ક), સોફ્ટનર, ઇમ્પ્રૂવર્સ અને વલ્કેનાઇઝિંગ એજન્ટોનો પરિચય.
રબરનું સંયોજન કૃમિ પ્રેસ પર ગરમ દબાવીને અથવા ખાસ પ્રોફાઇલવાળા રોલર્સ પર ઠંડા દબાવીને કોર પર લાગુ કરવામાં આવે છે. રબરના ઇન્સ્યુલેશનની જાડાઈ વાયરના ક્રોસ-સેક્શનના કદ અને વાયર અથવા કેબલના રેટેડ વોલ્ટેજ પર આધારિત છે, જ્યારે નળીના જેકેટની જાડાઈ કેબલના વ્યાસ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
રબરના નળી માટે આવરણની જાડાઈ 1 થી 8 મીમી અને વિનાઇલ પીવીસી જેકેટ માટે 2 થી 4 મીમી સુધી બદલાઈ શકે છે.
રબર ઇન્સ્યુલેશન, તેને ઠંડા અથવા ગરમ પદ્ધતિ દ્વારા કોર પર લાગુ કર્યા પછી, ઇન્સ્યુલેશન સ્તરને જરૂરી ભૌતિક ગુણધર્મો આપવા માટે વલ્કેનાઇઝ કરવામાં આવે છે: યાંત્રિક શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપકતા. પ્લાસ્ટિકના આવરણને વલ્કેનાઈઝેશનની જરૂર નથી.
વાયરના રબર ઇન્સ્યુલેશનના સ્તરની ટોચ પર, સુતરાઉ યાર્નની વેણી લાગુ કરવામાં આવે છે, જેને બિટ્યુમેન અથવા અન્ય રચનાથી ગર્ભિત કરી શકાય છે અથવા નાઇટ્રો-રોગાન (એરક્રાફ્ટ અને ઓટોમોબાઇલ વાયર) ના સ્તરથી આવરી લેવામાં આવે છે.
બાકીની તકનીકી કામગીરી, જેમ કે કેબલમાં વળી જવું અને રક્ષણાત્મક કવર મૂકવા, તે જ રીતે અન્ય લોકો માટે કરવામાં આવે છે. કેબલ ઉત્પાદનો.
રબરના ઇન્સ્યુલેશનના ફાયદા અને ગેરફાયદા
રબરના ઇન્સ્યુલેશનની ઉચ્ચ વિદ્યુત અને યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓએ અત્યંત મુશ્કેલ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ (કટીંગ, લોગીંગ, ઉત્ખનન, વગેરે) હેઠળ કાર્યરત સંખ્યાબંધ વાયર અને કેબલ સ્ટ્રક્ચર્સને સમજવાનું શક્ય બનાવ્યું.
પ્રતિકારકતા મૂલ્યોની વિશાળ શ્રેણી (1013 થી 1017 omcm સુધી) અને નોંધપાત્ર વિવિધતા ડાઇલેક્ટ્રિક સતત રબરની રચના અને તેના ઉત્પાદનની તકનીકના આધારે, ઉત્પાદનની શક્યતા પ્રદાન કરો વિવિધ પ્રકારના વાયર અને કેબલનું ઇન્સ્યુલેશન.
રબરના ઇન્સ્યુલેશનના સકારાત્મક ગુણો સાથે, નકારાત્મક ગુણો પણ છે, જેમાંથી સૌથી વધુ લાક્ષણિકતા નીચે મુજબ છે:
- ઇન્સ્યુલેશન સ્તરમાં હવાના પરપોટા અને ફિલ્મોની હાજરી;
- ઓઝોન સામે વલ્કેનાઈઝ્ડ રબરની અસ્થિરતા;
- યાંત્રિક દળોનો પ્રભાવ અને ઇન્સ્યુલેશનની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત પર તાણ;
- જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે રબરની યાંત્રિક અને વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓમાં ઘટાડો;
- મેક્રોસ્ટ્રક્ચરની વિજાતીયતા (ફિલર, અશુદ્ધિઓ, વગેરેના અનાજની હાજરી);
- નોંધપાત્ર ભેજ અભેદ્યતા અને ભેજ શોષણ;
- પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનો અને ખનિજ તેલની અસરો માટે ઓછો પ્રતિકાર;
- વાતાવરણીય ઓક્સિજન (થર્મલ વૃદ્ધત્વ) ની હાજરીમાં ગરમીના સમયગાળાને આધારે યાંત્રિક ગુણધર્મોનું નુકસાન.
રબર ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી અને તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ
કુદરતી અને કૃત્રિમ રબર પર વલ્કેનાઈઝ્ડ રબરનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારના કેબલ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે થાય છે અને આ રીતે તે કેબલ ઉત્પાદનમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે.
ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ એસી વાયર અને કેબલના ઉત્પાદન માટે રબરના ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરતી વખતે સૌથી મોટી મુશ્કેલીઓનો સામનો કરવો પડે છે, ઉદાહરણ તરીકે, 6 અને 10 કેવી પાવર કેબલ્સ કે જે મૂવિંગ એક્સેવેટર, ડ્રેજ, પીટ મશીન, ઇલેક્ટ્રિક ટ્રેક્ટર વગેરેને વીજળી પૂરી પાડે છે.
રબરનો અપર્યાપ્ત ઓઝોન પ્રતિકાર ઝડપી વિનાશ તરફ દોરી જાય છે અને આવી કેબલની સર્વિસ લાઇફમાં તીવ્ર ઘટાડો કરે છે. આ કિસ્સાઓમાં, ખાસ ઓઝોન-પ્રતિરોધક રબરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ઓઝોનની ક્રિયા માટે ઓછી સંવેદનશીલ હોય છે, અને શેલને રક્ષણાત્મક કોટિંગ તરીકે વાર્નિશ કરવામાં આવે છે.
તેલ- અને ગેસોલિન-પ્રતિરોધક રબરની વાનગીઓ વિકસાવવામાં આવી છે જે ખાસ કરીને ગંભીર પરિસ્થિતિઓમાં ઊંચા તાપમાને તેલના કુવાઓમાં કાર્યરત કેબલ સંસ્થાઓ માટે રબરના ઇન્સ્યુલેશનના ઉત્પાદનને સક્ષમ કરે છે. ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇગ્નીશન વાયર ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિ પર અને -50 થી + 150 ° સે સુધીની વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે.
રબર ઇન્સ્યુલેશનની રચનામાં નીચેની મૂળભૂત સામગ્રી શામેલ છે:
- રબર - કુદરતી (NK) અથવા કૃત્રિમ (SK);
- ફિલર્સ - ચાક, કાઓલિન, ટેલ્ક, વગેરે.
- ઇમોલિયન્ટ્સ - સ્ટીઅરિક એસિડ, પેરાફિન, પેટ્રોલિયમ જેલી, બિટ્યુમેન, વગેરે.
- મજબૂતીકરણો રબર સંયોજનો (કાર્બન બ્લેક) ના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારે છે.
વાયર અને કેબલના ઉત્પાદનમાં વપરાતા રબરના સંયોજનોમાં રબરનું પ્રમાણ 25 થી 60% ની રેન્જમાં (વજન દ્વારા) બદલાય છે, અને તમામ ફિલરની કુલ રકમ - 70 થી 35% / લગભગ 2% સોફ્ટનર્સ પર પડે છે અને વલ્કેનાઇઝર્સ (સલ્ફર) માટે લગભગ 1.5%.
હાલમાં, વાયર અને કેબલ્સને ઇન્સ્યુલેટ કરવા માટે રબરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જેનું વલ્કેનાઈઝેશન ચોક્કસ સલ્ફર સંયોજનોના વિઘટન દરમિયાન વલ્કેનાઈઝેશન દરમિયાન છોડવામાં આવતા સલ્ફરને કારણે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ટેટ્રામેથિલથિયુરમ ડિસલ્ફાઈડ (થિયુરમ). આવા "સલ્ફર-ફ્રી" ટાયરોએ ગરમીનો પ્રતિકાર વધાર્યો છે અને તેથી લાંબી સેવા જીવન છે. આ રબરના યાંત્રિક ગુણધર્મો સલ્ફર વલ્કેનાઈઝ્ડ રબર કરતા થોડા ઓછા છે.
તે ખાસ કરીને નોંધવું જોઈએ કે સલ્ફર-મુક્ત અથવા, જેમ કે તેમને કહેવામાં આવે છે, ગરમી-પ્રતિરોધક રબર વાયર અથવા કેબલના કોપર કંડક્ટર પર વિનાશક અસર કરતા નથી, અને તેથી વાયર અને કંડક્ટરને ટીનિંગ કરવાની કોઈ જરૂર નથી. રબર-ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર અને કેબલના ઉત્પાદનમાં જાઓ.
રબરની સાથે, અગાઉ જણાવ્યા મુજબ, કૃત્રિમ થર્મોપ્લાસ્ટિક સામગ્રી, જેને ઇલાસ્ટોમર્સ પણ કહેવાય છે, તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
તેમાંથી, સૌ પ્રથમ, તેમાં પીવીસી રેઝિનથી બનેલું એક ખૂબ જ સામાન્ય પ્લાસ્ટિક મિશ્રણ શામેલ હોવું જોઈએ, જે કેબલ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, મુખ્યત્વે લો-વોલ્ટેજ વાયર અને કેબલ રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સ (હોઝ) ના ઉત્પાદન માટે.
પીવીસી રેઝિન વિનાઇલ ક્લોરાઇડના પોલિમરાઇઝેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ, સ્ટેબિલાઇઝર અને ફિલર સાથે બારીક વિભાજિત રેઝિનનું મિશ્રણ કરીને સ્થિતિસ્થાપક મેળવવામાં આવે છે.
સફેદ કાર્બન બ્લેક, કાઓલીનનો ઉપયોગ મોટાભાગે ફિલર તરીકે થાય છે, અને ટ્રાઇક્રિસિલ ફોસ્ફેટ, ડીબ્યુટાઇડ ફેથલેટ વગેરેનો ઉપયોગ પ્લાસ્ટિસાઇઝર તરીકે થાય છે.પીવીસી ઉપરાંત, વિનાઇલ ક્લોરાઇડના કોપોલિમર્સ, ઉદાહરણ તરીકે વિનાઇલ એસિટેટ સાથે, પણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
પીવીસી ઇન્સ્યુલેશનના મુખ્ય ગેરફાયદા:
- અપર્યાપ્ત વિદ્યુત ગુણધર્મો (અપૂરતી ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન કોણના સ્પર્શકનું મોટું મૂલ્ય), જે પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની હાજરી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, તેમજ પીવીસી રેઝિનમાં Cl આયનને દૂર કરવામાં સરળતા;
- અપર્યાપ્ત હિમ પ્રતિકાર.
પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની યોગ્ય પસંદગી સાથે, સંતોષકારક વિદ્યુત લાક્ષણિકતાઓ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
પીવીસીના સકારાત્મક ગુણધર્મોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
- ગરમી વૃદ્ધત્વ માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર;
- તેલ અને કોઈપણ લુબ્રિકન્ટ્સની અસરો સામે પ્રતિકાર;
- ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર;
- પાણી પ્રતિકાર;
- 93% સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને ગ્લેશિયલ એસિટિક એસિડ સિવાય સંખ્યાબંધ સોલવન્ટ્સ, એસિડ અને પાયાનો પ્રતિકાર; દ્રાવકો દ્વારા બેન્ઝીન પર પ્રતિકૂળ અસર થાય છે, જે 12 દિવસ સુધી બેન્ઝીનની ક્રિયાના સંપર્કમાં આવતા પ્લાસ્ટિક સંયોજનની તાણ શક્તિમાં 7 ગણાથી વધુ અને ચોક્કસ વોલ્યુમ પ્રતિકાર 2-2.5 ગણો ઘટાડે છે;
- બિન-જ્વલનક્ષમતા.
વાયર અને કેબલના ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ઇન્સ્યુલેશનના ઉત્પાદન માટે પોલિઇથિલિનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે... તે પ્રમાણમાં નરમ સામગ્રી છે (જ્યારે 70 ° સે સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેની ઘનતા સમાનરૂપે ઘટે છે), જે સારી હિમ પ્રતિકાર અને ઓઝોન પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને ઉર્જા તરીકે ઇન્સ્યુલેશન માટે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે (XLPE ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સ) અને ઉચ્ચ આવર્તન વાયર અને કેબલ્સ.
પ્લાસ્ટિક સંયોજનની ગુણવત્તા માત્ર મૂળભૂત પોલિમરના ગુણધર્મો દ્વારા જ નહીં, પરંતુ ફિલર્સ અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની યોગ્ય પસંદગી અને ગુણવત્તા દ્વારા ઘણી હદ સુધી નક્કી કરવામાં આવે છે.ફિલર્સ અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની પસંદગી એ ઉત્પાદકો માટે એક મોટો પડકાર છે જેઓ જરૂરી ગુણધર્મો મેળવવા માંગે છે.
તકનીકી અને આર્થિક દ્રષ્ટિએ તમામ સૌથી મુશ્કેલ કાર્યો, ઉદાહરણ તરીકે, ઓઝોન-પ્રતિરોધક રબર મેળવવા વગેરે, જરૂરી ગુણધર્મો સાથે મૂળભૂત પ્લાસ્ટિક અથવા કૃત્રિમ સામગ્રી પસંદ કરીને હલ કરવામાં આવે છે.
રસાયણશાસ્ત્રની વર્તમાન સ્થિતિ સાથે, નજીકના ભવિષ્યમાં સંખ્યાબંધ કૃત્રિમ સામગ્રીના દેખાવની અપેક્ષા રાખી શકાય છે, જેનો ઉપયોગ વાયર અને કેબલના ઇન્સ્યુલેશન સાથે હજુ પણ વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓને સંપૂર્ણપણે હલ કરવાનું શક્ય બનાવશે.