लेड शीटेड पेपर इंसुलेशन और केबल ग्लैंड्स के साथ हाई वोल्टेज पावर केबल

पावर केबल्स क्षेत्र में बिजली के संचरण और वितरण के लिए और वर्तमान कलेक्टरों के साथ इसे खिलाने के लिए अभिप्रेत हैं।

हालांकि केबल ओवरहेड लाइनों की तुलना में स्थापित करने के लिए अधिक महंगे हैं, वे तेजी से पसंदीदा समाधान के रूप में उपयोग किए जा रहे हैं। आज, उच्च वोल्टेज केबल मुख्य रूप से 380 kV, 110 kV, 35 kV, 20 kV, 10 kV और 400 V के वोल्टेज स्तर पर संचालित होते हैं।

जबकि आज लगभग केवल प्लास्टिक इन्सुलेशन वाले केबल का उत्पादन किया जाता है और एक्सएलपीई म्यान, क्लासिक हाई-वोल्टेज केबल तथाकथित पेपर केबल है।

1980 के दशक से पहले XLPE केबल व्यापक रूप से बिछाए जाने लगे, हालाँकि कुछ देशों में यह प्रक्रिया बाद में शुरू हुई। इस वोल्टेज स्तर की एक विशेष रूप से उल्लेखनीय विशेषता वैकल्पिक बहुलक केबल प्रकारों की विशाल विविधता है।

पेपर-इंसुलेटेड पावर केबल (बाएं) बनाम एक्सएलपीई केबल

इंप्रेग्नेटेड पेपर इंसुलेशन के साथ पावर केबल्स

पेपर-इंसुलेटेड लीड केबल्स में 400 V से 35 kV तक वोल्टेज स्तर के लिए लगभग समान मूल संरचना होती है।19वीं शताब्दी के अंत में पहली बिजली प्रणालियों की शुरुआत के बाद से उनका उपयोग बिजली संचरण के लिए किया गया है।

20वीं सदी की सीसे से ढकी बख़्तरबंद बिजली आपूर्ति केबल

35 केवी तक के ऑपरेटिंग वोल्टेज के लिए, ऐसे केबल बिछाने की स्थिति के आधार पर, लीड शीथ और कवच में तेल रोसिन-संसेचित केबल पेपर के इन्सुलेशन के साथ बनाए जाते हैं।

खनन और विनिर्माण उद्योगों और कृषि में उपयोग किए जाने वाले जहाजों पर केबल और तार मुख्य रूप से रबर या पीवीसी से बने लचीले नली में रबर या प्लास्टिक इन्सुलेशन के साथ बनाए जाते हैं।

पावर केबल्स को कोर की संख्या से अलग किया जाता है: एक-, दो-, तीन- और चार-कोर। कंडक्टर एकल या बहु-तार हो सकते हैं, और आकार में - गोल, सेक्टर, खंडित और अंडाकार।

जैसा ऊपर बताया गया है, XIX शताब्दी के अंत में 6 केवी तक के वोल्टेज वाला तीन-तार केबल दिखाई दिया। सबसे पहले, यह गोल तांबे के तारों के साथ एक केबल था, तारों पर कागज-संसेचित इन्सुलेशन की एक मोटी परत, और एक ही मोटाई के साथ इन्सुलेशन की एक आम (बेल्ट) परत के साथ एक ही मोटाई, जो कि एक सीसे के नीचे होती है। म्यान।

1927 के काबेलवर्के ब्रुग विज्ञापन में लीड केबल का एक उदाहरण।

1928 में जर्मनी में 30 kV केबल बिछाना।

पावर केबल का विकास केबल के कार्यशील वोल्टेज और उसके संचालन की विश्वसनीयता को बढ़ाने की तर्ज पर होता है, लेकिन इन्सुलेशन परत की मोटाई को और बढ़ाकर नहीं, बल्कि गुणवत्ता में सुधार करके और इन्सुलेशन केबल के उपयोग में सुधार करके केबल में सामग्री।

केबल के आर्थिक संकेतकों में सुधार, यानी।इन सबसे ऊपर, इसकी कीमत में कमी उनके बेहतर उपयोग और तकनीकी प्रक्रिया में सुधार (उत्पादन चक्र में कमी, कचरे में कमी और उत्पादन में अस्वीकार) के कारण बुनियादी सामग्रियों की बचत से निर्धारित होती है।

1920 के दशक में, मल्टीकोर पावर केबल्स में राउंड कंडक्टरों को सेगमेंट और सेक्टर कंडक्टरों द्वारा बदल दिया गया था, क्योंकि इस समय तक केबल उत्पादन का स्तर इतना बढ़ गया था कि 10 kV तक के गैर-राउंड कंडक्टरों के साथ विश्वसनीय पावर केबल का उत्पादन संभव हो गया था। .

मुख्य प्रकार का गर्भवती पेपर पावर केबल सेक्टर केबल है।

इस केबल में प्रत्येक कोर (फेज़ इंसुलेशन) पर एक इंसुलेटिंग परत होती है और तीन इंसुलेटेड कोर के ऊपर एक आम इंसुलेटिंग परत एक साथ मुड़ी हुई (बेल्ट इंसुलेशन) होती है। इस तरह के केबल को बेल्ट इंसुलेशन वाली केबल कहा जाता है या, इसमें विद्युत क्षेत्र के प्रकार के अनुसार यह, गैर-रेडियल क्षेत्र के साथ एक केबल, और संसेचन के प्रकार से - चिपचिपा संसेचन के साथ केबल।

इस प्रकार के एक केबल को नामित करने के लिए, ढाल और बाहरी आवरण के प्रकार के आधार पर प्रतीकों (ब्रांडों) का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए:

• एसजी - लीड के बिना कवच और कैप के बिना केबल,
• सीए - डामर की एक परत सीसा म्यान पर लागू होती है,
• एसबी - सीसे के ऊपर दो स्टील स्ट्रिप्स का एक कवच और बिटुमेन-संसेचित केबल यार्न (जूट) का एक आवरण होता है,
• एसबीजी - पिछले डिजाइन के समान लेकिन बम्पर पर जूट कवर के बिना,
• ओपी और एसके - फ्लैट या गोल तारों के कवच के साथ केबल।

ब्रांड का पहला अक्षर एक खोल की उपस्थिति को इंगित करता है, और आखिरी सुरक्षात्मक कवर के प्रकार को इंगित करता है।

मल्टी-कोर पावर केबल्स (दो-, तीन- और चार-कोर) में व्यास को कम करके लीड को बचाने के लिए, केबल के कंडक्टरों को गोल नहीं, बल्कि एक सेक्टर या सेगमेंट के आकार में बनाया जाता है।

सेक्टर कंडक्टर के साथ एक तीन-कोर केबल समान क्रॉस-सेक्शन के गोल कंडक्टर वाले केबल की तुलना में व्यास में लगभग 15% छोटा होता है। तीन-कंडक्टर केबलों में सेक्टर कंडक्टरों की शुरूआत के परिणामस्वरूप लीड की बचत का अनुमान औसतन 20% लगाया जा सकता है।

तीन-चरण केबल के संवाहक एक दीर्घवृत्त के निकट एक अंडाकार के रूप में हो सकते हैं। इस नस के आकार का लाभ यह है कि अंडाकार नस में सेक्टर नस की तरह तेज कोने नहीं होते हैं।

35 केवी उच्च-वोल्टेज केबलों में अंडाकार कंडक्टर का उपयोग केबल की इन्सुलेशन परत में संसेचन संरचना में थर्मल परिवर्तनों के लिए कुछ मुआवजा प्रदान कर सकता है और इस प्रकार केबल की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।

मुख्य इंसुलेटिंग सामग्री जिसमें से केबल फैक्ट्री में पावर केबल की इंसुलेटिंग परत बनाई जाती है, केबल पेपर और रीडिंग कंपाउंड हैं।

पेपर में हवा को बदलने के लिए और पेपर टेप की परतों के बीच खनिज तेल या कुछ अन्य संसेचन यौगिक के साथ केबल की पेपर परत का संसेचन किया जाता है जो विद्युत कनेक्शन में मजबूत होता है।

कागज की भूमिका केवल संसेचन यौगिक को धारण करने की नहीं है। केबल की इन्सुलेशन परत में कागज की उपस्थिति से एक इन्सुलेशन परत प्राप्त करना संभव हो जाता है जिसकी ब्रेकिंग स्ट्रेंथ संसेचन मिश्रण की ब्रेकिंग स्ट्रेंथ से लगभग 3 गुना अधिक होती है।

विद्युत केबलों की इन्सुलेशन परत के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले केबल पेपर में कुछ यांत्रिक गुण होने चाहिए जो केबल कोर पर पेपर स्ट्रिप्स के एक तंग ओवरलैप को सुनिश्चित करते हैं, संसेचन प्रक्रिया के उचित कार्यान्वयन के लिए आवश्यक भौतिक गुण, और इसमें अशुद्धियाँ नहीं होनी चाहिए, जो संसेचन के बाद कागज के विद्युत गुणों को कम करते हैं।

बेल्ट इन्सुलेशन के साथ 20 और 35 केवी केबल का निर्माण संचालन में पर्याप्त विश्वसनीयता प्रदान नहीं कर सकता है, मुख्य रूप से विद्युत क्षेत्र की गैर-रेडियलिटी के कारण केबल इन्सुलेशन में स्पर्शरेखा ढाल घटकों की उपस्थिति के कारण।

इस वोल्टेज के लिए, पारंपरिक रूप से ब्रांड OSB द्वारा निर्दिष्ट तीन लीड नसों वाली एक संरचना को एक सामान्य पट्टी कवच ​​में घुमाया जाता है। यह डिज़ाइन पहली बार 1923 में ए. याकोवलेव और एस.एम. ब्रैगिन द्वारा प्रस्तावित किया गया था।

20 kV से ऊपर के वोल्टेज के लिए हाई-वोल्टेज केबल हमेशा सिंगल-कोर केबल के रूप में तैयार किए गए हैं, यानी। एक रेडियल विद्युत क्षेत्र के साथ, क्योंकि इस मामले में उच्च वोल्टेज पर केबल की विश्वसनीयता का विशेष महत्व है।

110 और 220 केवी के लिए वे मुख्य रूप से उपयोग किए जाते हैं तेल से भरे केबल जिसकी मुख्य विशेषता यह है कि इस केबल का पेपर इंसुलेशन कम चिपचिपापन खनिज तेल के साथ लगाया जाता है, जो केबल में बने अतिरिक्त दबाव के प्रभाव में केंद्रीय खोखले कोर के साथ केबल के साथ आसानी से आगे बढ़ सकता है।

जब केबल का तापमान बदलता है, तो स्वतंत्र रूप से चलने वाला तेल बिजली के उपकरणों की मदद से इन्सुलेटिंग परत में मात्रा में तापमान में बदलाव की भरपाई करना संभव बनाता है, जो केबल में चिपचिपा संसेचन के साथ voids और विनाश के गठन की ओर जाता है।

एक खोखले कोर की उपस्थिति से उत्पादन में केबल को सूखना और खिलाना संभव हो जाता है ताकि व्यावहारिक रूप से इसमें कोई बुलबुले और गैस का समावेश न रहे।

उत्पादन में, केबल एक ड्रम पर घाव होता है और एक निश्चित सकारात्मक दबाव में एक विशेष तेल टैंक से जुड़ा होता है। इस उपकरण के लिए धन्यवाद, महत्वपूर्ण तापमान परिवर्तन के साथ भी, गैस समावेशन केबल में नहीं बनता है।

वोल्टेज 35 केवी के लिए आधुनिक केबल OSB-35 3×120

केबल सील

केबल लग्स और कनेक्टर केबल को अन्य उपकरणों या एक दूसरे से जोड़ने की अनुमति देने के लिए प्रदान किए जाते हैं।

चूंकि केबल एक सीमित लंबाई के बने होते हैं, कनेक्टिंग फिटिंग - तथाकथित केबल ग्रंथियां - की आवश्यकता होती है। केबल बॉक्स का काम केबल के दोनों सिरों को आपस में जोड़ना होता है।

लीपज़िग संग्रहालय से 30 केवी केबल लिंक का प्रदर्शन, जो खोला जाने पर दिखाता है कि ऐसा केबल लिंक कैसे काम करता है:

एल्यूमीनियम तार का सीधा कनेक्शन एक एल्यूमीनियम फ़ाइल के साथ वेल्डेड और मशीन किया जाता है। तांबे के तारों के मामले में, तथाकथित टांका लगाने वाली आस्तीन, केबल कोर और टांका लगाया जाता है।

नंगे धातु कंडक्टरों को 10 से 30 मिमी चौड़े तेल के पेपर के साथ हाथ से लपेटा जाता है जब तक कि इन्सुलेशन मोटाई केबल इन्सुलेशन मोटाई से 2.5 गुना न हो।

वाइंडिंग से पहले, केबल मिश्रण और पेपर को 130 डिग्री तक गरम किया जाना चाहिए ताकि नमी उबल जाए। इसके लिए खुले कोयले के चूल्हों का इस्तेमाल किया जाता था। बेशक, यह केवल बाहर ही संभव था।

झाड़ियों में नमी को प्रवेश करने से रोकने के लिए, सीसे के आवरणों को जोड़ने और उन्हें कसकर मिलाने के लिए सीसे या जस्ती इस्पात की फैक्ट्री-निर्मित आंतरिक झाड़ी का उपयोग किया जाता है।

टांका लगाने की प्रक्रिया के अंत से कुछ समय पहले, एयर पॉकेट से बचने के लिए केबल कंपाउंड को छेद में डाला जाता है।

पावर केबल की संसेचन प्रक्रिया को अंजाम देते समय, संसेचन से पहले इन्सुलेशन परत में शेष नमी को वाष्पित करने के लिए सभी उपाय किए जाने चाहिए। और एनएस फुसफुसाते हुए इन्सुलेशन परत में बनने वाले हवा के समावेशन को कम करते हुए, केबल की पूरी इन्सुलेशन परत को यथासंभव पूरी तरह से संसेचन दें।

संसेचन यौगिक को केबल के संसेचन के दौरान संचित नमी को हटाने के लिए यांत्रिक अशुद्धियों, वैक्यूम उपचार की आवधिक सफाई से गुजरना चाहिए, और इसमें घुलने वाली गैस (वायु) को हटाने के लिए degassing करना चाहिए।

तथाकथित "लीड इनर स्लीव" को कास्ट स्टील के आवरण में संलग्न करने और राल इन्सुलेशन से भरने से पहले, स्टील स्ट्रिप सुदृढीकरण और लीड शीथ के बीच धातु कनेक्शन बनाया जाना चाहिए।

कम से कम 3 घंटे तक ठंडा करने के बाद, स्थापित सॉकेट का उपयोग बहुत लंबे समय (30 वर्ष या उससे अधिक) के लिए किया जा सकता है।

बिजली के तारों के लिए केबल सील स्थापित करने के लिए डिवाइस और प्रौद्योगिकी के बारे में अधिक जानकारी के लिए, यहां देखें:पावर केबल कनेक्टर्स