સીસાવાળા કાગળના ઇન્સ્યુલેશન અને કેબલ ગ્રંથીઓ સાથે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પાવર કેબલ

પાવર કેબલ એ વિસ્તારમાં વીજળીના પ્રસારણ અને વિતરણ માટે અને વર્તમાન કલેક્ટર્સ સાથે તેને ખવડાવવા માટે બનાવાયેલ છે.

ઓવરહેડ લાઇન કરતાં કેબલ ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે વધુ ખર્ચાળ હોવા છતાં, તેનો વધુને વધુ પસંદગીના ઉકેલ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે. આજે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કેબલ મુખ્યત્વે 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV અને 400 V ના વોલ્ટેજ સ્તરો પર સંચાલિત થાય છે.

જ્યારે આજે લગભગ ફક્ત પ્લાસ્ટિક ઇન્સ્યુલેશનવાળા કેબલ ઉત્પન્ન થાય છે અને XLPE આવરણ, ક્લાસિક હાઇ-વોલ્ટેજ કેબલ કહેવાતી પેપર કેબલ છે.

XLPE કેબલ્સ 1980 ના દાયકા પહેલા વ્યાપકપણે નાખવાનું શરૂ થયું, જોકે કેટલાક દેશોમાં આ પ્રક્રિયા પછીથી શરૂ થઈ. આ વોલ્ટેજ સ્તરનું એક ખાસ કરીને નોંધપાત્ર લક્ષણ વૈકલ્પિક પોલિમર કેબલ પ્રકારોની વિશાળ વિવિધતા છે.

પેપર-ઇન્સ્યુલેટેડ પાવર કેબલ (ડાબે) વિ. XLPE કેબલ

ફળદ્રુપ કાગળના ઇન્સ્યુલેશન સાથે પાવર કેબલ્સ

પેપર-ઇન્સ્યુલેટેડ લીડ કેબલ્સમાં 400 V થી 35 kV સુધીના વોલ્ટેજ સ્તરો માટે લગભગ સમાન મૂળભૂત માળખું હોય છે.તેઓ 19મી સદીના અંતમાં પ્રથમ પાવર સિસ્ટમની રજૂઆતથી પાવર ટ્રાન્સમિશન માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

20મી સદીની લીડ-શીથ્ડ આર્મર્ડ પાવર સપ્લાય કેબલ

35 kV સુધીના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ માટે, આવા કેબલને બિછાવેલી સ્થિતિને આધારે, લીડ શીથ અને બખ્તરમાં ઓઇલ રોઝિન-ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ કેબલ પેપરના ઇન્સ્યુલેશન સાથે બનાવવામાં આવે છે.

ખાણકામ અને ઉત્પાદન ઉદ્યોગો અને કૃષિમાં વપરાતા જહાજો પર નાખવામાં આવતા કેબલ અને વાયર મુખ્યત્વે રબર અથવા પીવીસીની લવચીક નળીમાં રબર અથવા પ્લાસ્ટિક ઇન્સ્યુલેશન સાથે બનાવવામાં આવે છે.

પાવર કેબલ કોરોની સંખ્યા દ્વારા અલગ પડે છે: એક-, બે-, ત્રણ- અને ચાર-કોર. કંડક્ટર સિંગલ અથવા મલ્ટિ-વાયર હોઈ શકે છે અને આકારમાં - રાઉન્ડ, સેક્ટર, સેગ્મેન્ટેડ અને અંડાકાર હોઈ શકે છે.

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, XIX સદીના અંતમાં 6 kV સુધીના વોલ્ટેજ સાથે ત્રણ-વાયર કેબલ દેખાયા હતા. શરૂઆતમાં, તે ગોળાકાર તાંબાના વાયરો સાથેનો કેબલ હતો, વાયર પર કાગળથી ગર્ભિત ઇન્સ્યુલેશનનો જાડો સ્તર હતો, અને ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર પર એકસાથે ટ્વિસ્ટેડ, એટલે કે લીડ હેઠળ, ઇન્સ્યુલેશનના સામાન્ય (પટ્ટા) સ્તર સાથે સમાન જાડાઈ હતી. મ્યાન કરવું.

1927ની કાબેલવર્કે બ્રુગ જાહેરાતમાં લીડ કેબલનું ઉદાહરણ.

1928માં જર્મનીમાં 30 kV કેબલ નાખવાનું કામ.

પાવર કેબલનો વિકાસ કેબલના વર્કિંગ વોલ્ટેજ અને તેના ઓપરેશનની વિશ્વસનીયતા વધારવાની લાઇન સાથે જાય છે, પરંતુ ઇન્સ્યુલેશન લેયરની જાડાઈને વધુ વધારીને નહીં, પરંતુ ગુણવત્તામાં સુધારો કરીને અને ઇન્સ્યુલેશન કેબલના ઉપયોગમાં સુધારો કરીને. કેબલમાં સામગ્રી.

કેબલના આર્થિક સૂચકાંકોમાં સુધારો, એટલે કે.સૌથી ઉપર, તેની કિંમતમાં ઘટાડો મૂળભૂત સામગ્રીની બચત દ્વારા તેમના વધુ સારા ઉપયોગ અને તકનીકી પ્રક્રિયાના સુધારણા (ઉત્પાદન ચક્રમાં ઘટાડો, કચરામાં ઘટાડો અને ઉત્પાદનમાં અસ્વીકાર) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

1920 ના દાયકામાં, મલ્ટીકોર પાવર કેબલ્સમાં રાઉન્ડ કંડક્ટરને સેગમેન્ટ અને સેક્ટર કંડક્ટર દ્વારા બદલવામાં આવ્યા હતા, કારણ કે આ સમય સુધીમાં કેબલ ઉત્પાદનનું સ્તર એટલું વધી ગયું હતું કે 10 kV સુધીના નોન-રાઉન્ડ કંડક્ટર સાથે વિશ્વસનીય પાવર કેબલનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બન્યું હતું. .

ફળદ્રુપ પેપર પાવર કેબલનો મુખ્ય પ્રકાર સેક્ટર કેબલ છે.

આ કેબલમાં દરેક કોર (ફેઝ ઇન્સ્યુલેશન) પર ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર હોય છે અને ત્રણ ઇન્સ્યુલેટેડ કોરો પર એક સામાન્ય ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર હોય છે જે એકસાથે ટ્વિસ્ટેડ હોય છે (બેલ્ટ ઇન્સ્યુલેશન). આવી કેબલને બેલ્ટ ઇન્સ્યુલેશનવાળી કેબલ કહેવામાં આવે છે અથવા, ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રકાર અનુસાર. તે, બિન-રેડિયલ ક્ષેત્ર સાથેની કેબલ, અને ગર્ભાધાનના પ્રકાર દ્વારા - ચીકણું ગર્ભાધાન સાથેની કેબલ.

આ પ્રકારના કેબલને નિયુક્ત કરવા માટે, શીલ્ડ અને બાહ્ય આવરણના પ્રકારને આધારે પ્રતીકો (બ્રાન્ડ્સ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

• SG - બખ્તર વગરની કેબલ અને લીડ ઉપર કેપ્સ,
• CA - ડામરનો એક સ્તર સીસાના આવરણ પર લાગુ કરવામાં આવે છે,
• SB — લીડની ઉપર બે સ્ટીલ સ્ટ્રીપ્સનું બખ્તર અને બિટ્યુમેન-ઇમ્પ્રેગ્નેટેડ કેબલ યાર્ન (જ્યુટ) નું કવર છે,
• SBG — અગાઉની ડિઝાઇન જેવી જ પરંતુ બમ્પર ઉપર જ્યુટ કવર કર્યા વિના,
• OP અને SK — ફ્લેટ અથવા રાઉન્ડ વાયરના બખ્તર સાથે કેબલ.

બ્રાન્ડનો પ્રથમ અક્ષર શેલની હાજરી સૂચવે છે, અને છેલ્લો રક્ષણાત્મક કવરનો પ્રકાર સૂચવે છે.

મલ્ટી-કોર પાવર કેબલ (બે-, ત્રણ- અને ચાર-કોર) માં વ્યાસ ઘટાડીને લીડ બચાવવા માટે, કેબલના વાહક ગોળાકાર નહીં, પરંતુ સેક્ટર અથવા સેગમેન્ટના આકારમાં બનાવવામાં આવે છે.

સેક્ટર કંડક્ટર સાથેનો થ્રી-કોર કેબલ સમાન ક્રોસ-સેક્શનના રાઉન્ડ કંડક્ટરવાળા કેબલ કરતાં વ્યાસમાં લગભગ 15% નાની હોય છે. ત્રણ-કન્ડક્ટર કેબલ્સમાં સેક્ટર કંડક્ટરની રજૂઆતના પરિણામે લીડની બચત સરેરાશ 20% ની અંદાજિત કરી શકાય છે.

ત્રણ-તબક્કાના કેબલના વાહક અંડાકારના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે જે અંડાકારની નજીક આવે છે. આ નસ આકારનો ફાયદો એ છે કે અંડાકાર નસમાં સેક્ટર નસ જેવા તીક્ષ્ણ ખૂણા નથી.

35 kV ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલમાં અંડાકાર વાહકનો ઉપયોગ કેબલના ઇન્સ્યુલેશન સ્તરમાં ગર્ભાધાનની રચનામાં થર્મલ ફેરફારો માટે થોડું વળતર આપી શકે છે અને આમ કેબલની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે.

મુખ્ય અવાહક સામગ્રી કે જેમાંથી પાવર કેબલનું ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્તર કેબલ ફેક્ટરીમાં બનાવવામાં આવે છે તે કેબલ પેપર અને રીડિંગ કમ્પાઉન્ડ છે.

કેબલના કાગળના સ્તરનું ગર્ભાધાન કાગળમાં હવાને બદલવા માટે અને કાગળના ટેપના સ્તરો વચ્ચે ખનિજ તેલ અથવા અન્ય કોઈ ગર્ભાધાન સંયોજન કે જે ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્શનમાં વધુ મજબૂત હોય છે તે માટે હાથ ધરવામાં આવે છે.

કાગળની ભૂમિકા માત્ર ગર્ભાધાન સંયોજનને પકડી રાખવાની નથી. કેબલના ઇન્સ્યુલેશન લેયરમાં કાગળની હાજરી ઇન્સ્યુલેશન લેયર મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે જેની બ્રેકિંગ સ્ટ્રેન્થ ગર્ભાધાન મિશ્રણની બ્રેકિંગ સ્ટ્રેન્થ કરતાં લગભગ 3 ગણી વધારે હોય છે.

પાવર કેબલ્સના ઇન્સ્યુલેશન લેયરના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કેબલ પેપરમાં ચોક્કસ યાંત્રિક ગુણધર્મો હોવા જોઈએ જે કેબલ કોર પર પેપર સ્ટ્રીપ્સના ચુસ્ત ઓવરલેપને સુનિશ્ચિત કરે છે, ગર્ભાધાન પ્રક્રિયાના યોગ્ય અમલીકરણ માટે જરૂરી ભૌતિક ગુણધર્મો અને તેમાં અશુદ્ધિઓ હોવી જોઈએ નહીં, જે ગર્ભાધાન પછી કાગળના વિદ્યુત ગુણધર્મોને ઘટાડે છે.

બેલ્ટ ઇન્સ્યુલેશન સાથે 20 અને 35 kV કેબલનું બાંધકામ ઓપરેશનમાં પર્યાપ્ત વિશ્વસનીયતા પ્રદાન કરી શકતું નથી, મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની બિન-રેડિએલિટીને કારણે કેબલ ઇન્સ્યુલેશનમાં ટેન્જેન્શિયલ ગ્રેડિયન્ટ ઘટકોની હાજરીને કારણે.

આ વોલ્ટેજ માટે, OSB બ્રાન્ડ દ્વારા પરંપરાગત રીતે નિયુક્ત, સામાન્ય સ્ટ્રીપ બખ્તરમાં ટ્વિસ્ટેડ ત્રણ લીડ નસો સાથેનું માળખું લાગુ કરવામાં આવે છે. આ ડિઝાઇન સૌપ્રથમ 1923માં એ. યાકોવલેવ અને એસ.એમ. બ્રાગિન દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી.

20 kV થી ઉપરના વોલ્ટેજ માટે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેબલ હંમેશા સિંગલ-કોર કેબલ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે, એટલે કે. રેડિયલ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સાથે, કારણ કે આ કિસ્સામાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર કેબલની વિશ્વસનીયતા વિશેષ મહત્વ ધરાવે છે.

110 અને 220 કેવી માટે તેઓ મુખ્યત્વે ઉપયોગમાં લેવાય છે તેલ ભરેલા કેબલ્સ જેનું મુખ્ય લક્ષણ એ છે કે આ કેબલનું પેપર ઇન્સ્યુલેશન નીચા સ્નિગ્ધતાવાળા ખનિજ તેલથી ગર્ભિત છે, જે કેબલમાં બનાવેલા વધારાના દબાણના પ્રભાવ હેઠળ કેન્દ્રિય હોલો કોર સાથે સરળતાથી કેબલ સાથે આગળ વધી શકે છે.

જ્યારે કેબલનું તાપમાન બદલાય છે, ત્યારે મુક્તપણે ફરતા તેલ પાવર સાધનોની મદદથી ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયરમાં તાપમાનમાં ફેરફારને વળતર આપવાનું શક્ય બનાવે છે, જે ચીકણું ગર્ભાધાન સાથેના કેબલમાં રદબાતલ અને વિનાશની રચના તરફ દોરી જાય છે.

હોલો કોરની હાજરી ઉત્પાદનમાં કેબલને સૂકવવાનું અને ખવડાવવાનું શક્ય બનાવે છે જેથી વ્યવહારીક રીતે તેમાં કોઈ પરપોટા અને ગેસનો સમાવેશ ન રહે.

ઉત્પાદનમાં, કેબલને ડ્રમ પર ઘા કરવામાં આવે છે અને ચોક્કસ હકારાત્મક દબાણ હેઠળ વિશિષ્ટ તેલની ટાંકી સાથે જોડાયેલ છે. આ ઉપકરણનો આભાર, તાપમાનમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો હોવા છતાં, કેબલમાં ગેસનો સમાવેશ થતો નથી.

વોલ્ટેજ 35 kV માટે આધુનિક કેબલ OSB-35 3×120

કેબલ સીલ

કેબલ લગ્સ અને કનેક્ટર્સ પૂરા પાડવામાં આવે છે જેથી કેબલને અન્ય સાધનો અથવા એકબીજા સાથે જોડવામાં આવે.

કારણ કે કેબલ્સ મર્યાદિત લંબાઈમાં બનાવવામાં આવે છે, કનેક્ટિંગ ફિટિંગ — કહેવાતા કેબલ ગ્રંથીઓ — જરૂરી છે. કેબલ બોક્સનું કામ કેબલના બે છેડાને એકબીજા સાથે જોડવાનું છે.

લીપઝિગ મ્યુઝિયમમાંથી 30 kV કેબલ લિંકનું પ્રદર્શન, જે ખોલવામાં આવે ત્યારે, આવી કેબલ લિંક કેવી રીતે કામ કરે છે તે દર્શાવે છે:

એલ્યુમિનિયમ વાયરનું સીધું જોડાણ વેલ્ડિંગ અને એલ્યુમિનિયમ ફાઇલ સાથે મશિન કરવામાં આવે છે. કોપર વાયરના કિસ્સામાં, કહેવાતા સોલ્ડરિંગ સ્લીવ્સ મૂકવામાં આવે છે, કેબલ કોરો અને સોલ્ડર કરવામાં આવે છે.

કેબલ ઇન્સ્યુલેશનની જાડાઈ 2.5 ગણી ન થાય ત્યાં સુધી એકદમ ધાતુના વાહકને 10 થી 30 મીમી પહોળા ઓઈલ પેપરથી હાથથી વીંટાળવામાં આવે છે.

વાઇન્ડિંગ પહેલાં, કેબલ મિશ્રણ અને કાગળને 130 ડિગ્રી સુધી ગરમ કરવું આવશ્યક છે જેથી કરીને ભેજ ઉકળી શકે. આ માટે ખુલ્લા કોલસાના ચૂલાનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો. અલબત્ત, આ ફક્ત બહાર જ શક્ય હતું.

ભેજને બુશિંગ્સમાં પ્રવેશતા અટકાવવા માટે, સીસા અથવા ગેલ્વેનાઈઝ્ડ સ્ટીલના ફેક્ટરી દ્વારા બનાવેલ આંતરિક બુશિંગનો ઉપયોગ લીડના આવરણને જોડવા અને તેને ચુસ્ત રીતે સોલ્ડર કરવા માટે કરવામાં આવે છે.

સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયાના અંતના થોડા સમય પહેલા, હવાના ખિસ્સા ટાળવા માટે કેબલ સંયોજન છિદ્રમાં રેડવામાં આવે છે.

પાવર કેબલની ગર્ભાધાન પ્રક્રિયા હાથ ધરતી વખતે, ગર્ભાધાન પહેલાં ઇન્સ્યુલેશન સ્તરમાં બાકી રહેલા ભેજને બાષ્પીભવન કરવા માટે તમામ પગલાં લેવા જોઈએ. અને કેબલના સમગ્ર ઇન્સ્યુલેશન સ્તરને શક્ય તેટલું સંપૂર્ણ રીતે ગર્ભિત કરો, NS વ્હીસ્પર્સ દરમિયાન ઇન્સ્યુલેશન લેયરમાં બનેલા હવાના સમાવેશને ઓછો કરો.

ગર્ભાધાન કરનાર સંયોજનને યાંત્રિક અશુદ્ધિઓની સમયાંતરે સફાઈ, કેબલના ગર્ભાધાન દરમિયાન સંચિત ભેજને દૂર કરવા માટે વેક્યૂમ ટ્રીટમેન્ટ અને તેમાં ઓગળેલા ગેસ (હવા)ને દૂર કરવા માટે ડીગાસિંગમાંથી પસાર થવું જોઈએ.

કહેવાતા "લીડ ઇનર સ્લીવ" ને કાસ્ટ સ્ટીલ કેસીંગમાં બંધ કરવામાં આવે અને રેઝિન ઇન્સ્યુલેશનથી ભરેલું હોય તે પહેલાં, સ્ટીલ સ્ટ્રીપ રિઇન્ફોર્સમેન્ટ અને લીડ શીથ વચ્ચે મેટલ કનેક્શન્સ બનાવવું આવશ્યક છે.

ઓછામાં ઓછા 3 કલાક ઠંડુ થયા પછી, ઇન્સ્ટોલ કરેલ સોકેટનો ઉપયોગ ખૂબ લાંબા સમય (30 વર્ષ કે તેથી વધુ) માટે કરી શકાય છે.

પાવર કેબલ માટે કેબલ સીલ ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે ઉપકરણ અને તકનીક વિશે વધુ માહિતી માટે, અહીં જુઓ:પાવર કેબલ કનેક્ટર્સ