एक्सएलपीई इन्सुलेटेड केबल्स: डिवाइस, डिज़ाइन, फायदे, अनुप्रयोग

वर्तमान में, केबल और तार उत्पादों के रूसी बाजार में XLPE इन्सुलेशन के साथ केबलों के उत्पादन और खपत में लगातार वृद्धि हो रही है। इन केबलों का रूसी पदनाम XLPE है, अंग्रेजी XLPE है, जर्मन VPE है, और स्वीडिश PEX है।

आइए इंप्रेग्नेटेड पेपर इंसुलेशन (बीपीआई केबल्स) वाले केबल्स पर XLPE इंसुलेशन (XLPE केबल्स) वाले केबल्स के मुख्य फायदों पर ध्यान दें:

• बिछाने की स्थिति के आधार पर, उच्च अनुमेय दीर्घकालिक तापमान के कारण XLPE केबल का थ्रूपुट 1.2-1.3 गुना अधिक है,

• शॉर्ट-सर्किट धाराओं (एससी) पर एक्सएलपीई केबल्स का थर्मल प्रतिरोध उच्च सीमित तापमान के कारण अधिक है, एक्सएलपीई केबल्स के विशिष्ट ब्रेकडाउन बीपीआई केबल्स की तुलना में 10-15 गुना कम हैं,

• एक्सएलपीई-केबल का लंबा सेवा जीवन (50 से अधिक वर्षों के लिए निर्माताओं द्वारा प्रदान किया गया),

• कम वजन, व्यास, झुकने की त्रिज्या, भारी सीसा (या एल्यूमीनियम) म्यान की अनुपस्थिति के कारण XLPE केबलों की स्थापना के लिए आसान स्थिति,

• एक्सएलपीई केबल्स इन्सुलेशन और शीथ के लिए बहुलक सामग्री के उपयोग के कारण पहले से गरम किए बिना नकारात्मक तापमान (-20 डिग्री सेल्सियस तक) पर रखे जा सकते हैं।

• एक्सएलपीई केबल्स के निर्माण में तरल घटकों की अनुपस्थिति स्थापना के समय और लागत को कम कर देती है,

• एक्सएलपीई केबल्स विफलता के मामले में तेल रिसाव और पर्यावरण प्रदूषण की अनुपस्थिति के कारण बेहद पर्यावरण अनुकूल हैं,

• एक्सएलपीई केबल के संरचनात्मक तत्वों की हाइज्रोस्कोपिसिटी बीपीआई केबल की तुलना में बहुत कम है, इन्सुलेशन के उच्च ढांकता हुआ गुण,

• केबल मार्ग के स्तर अंतर पर एक्सएलपीई केबल्स का कोई प्रतिबंध नहीं है।

चावल। 1. एक्सएलपीई इन्सुलेटेड केबल

एक्सएलपीई केबल्स की मुख्य विशेषता उनका मौलिक रूप से नया इन्सुलेशन है - क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन... इन्सुलेशन के रूप में पॉलीथीन लंबे समय से जाना जाता है। लेकिन पारंपरिक थर्माप्लास्टिक पॉलीथीन में गंभीर कमियां हैं, जिनमें से मुख्य पिघलने बिंदु के करीब तापमान पर प्रदर्शन में तेज गिरावट है। थर्माप्लास्टिक पॉलीथीन इन्सुलेशन 85 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहले से ही अपना आकार, विद्युत और यांत्रिक विशेषताओं को खोना शुरू कर देता है।

एक्सएलपीई इन्सुलेशन 130 डिग्री सेल्सियस पर भी अपने आकार, विद्युत और यांत्रिक विशेषताओं को बरकरार रखता है।

"क्रॉस-लिंकिंग" या "वल्केनाइजेशन" शब्द आणविक स्तर पर पॉलीथीन के उपचार को संदर्भित करता है। पॉलीथीन मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच क्रॉसलिंकिंग की प्रक्रिया में बनने वाले क्रॉसलिंक्स एक त्रि-आयामी संरचना बनाते हैं जो सामग्री की उच्च विद्युत और यांत्रिक विशेषताओं, कम हाइज्रोस्कोपिसिटी और व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज को निर्धारित करता है।

वैश्विक केबल उद्योग में, बिजली केबल्स के उत्पादन में दो क्रॉस-लिंकिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से मुख्य अंतर वह अभिकर्मक है जिसके साथ पॉलीथीन क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रिया होती है।

सबसे आम तकनीक पेरोक्साइड के साथ क्रॉस-लिंकिंग है, जब पॉलीथीन को विशेष रसायनों की मदद से क्रॉस-लिंक किया जाता है - एक निश्चित तापमान और दबाव पर एक तटस्थ गैस वातावरण में पेरोक्साइड। यह तकनीक पर्याप्त मात्रा में क्रॉस-लिंक प्राप्त करना संभव बनाती है- इन्सुलेशन की पूरी मोटाई को जोड़ने और हवा के समावेशन की अनुपस्थिति की गारंटी देने के लिए। अच्छे ढांकता हुआ गुणों के अलावा, इसमें अन्य केबल इन्सुलेशन सामग्री और उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों की तुलना में व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज भी है। पेरोक्साइड तकनीक का उपयोग मध्यम और उच्च वोल्टेज केबल के उत्पादन में किया जाता है।

जीरो स्ट्रेंथ क्रॉसलिंकिंग कम आम है, जहां कम तापमान पर क्रॉसलिंकिंग सुनिश्चित करने के लिए पॉलीथीन में विशेष यौगिक (साइलेन्स) जोड़े जाते हैं। इस सस्ती तकनीक के लिए आवेदन क्षेत्र में निम्न और मध्यम वोल्टेज केबल शामिल हैं।

1996 में एक्सएलपीई केबल्स का पहला रूसी निर्माता मास्को कंपनी एबीबी मोस्काबेल था, जो पेरोक्साइड क्रॉस-लिंकिंग तकनीक का इस्तेमाल करता था। 2003 में, JSC "कामकाबेल" सिलेन क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन से बने XLPE केबलों का पहला रूसी निर्माता बन गया।

एक्सएलपीई केबल्स के दो संस्करण हैं - तीन-कोर और सिंगल-कोर। XLPE केबल आमतौर पर सिंगल-कोर डिज़ाइन (चित्र 2) में निर्मित होते हैं।

चावल। 2.सिंगल-कोर एक्सएलपीई केबल का बाहरी दृश्य: 1- गोल मल्टी-वायर सीलबंद वर्तमान-वाहक कंडक्टर, 2- सेमी-कंडक्टिंग क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन से बने कोर के साथ शील्ड, 3- क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन का इन्सुलेशन, 4- शील्ड सेमी-कंडक्टिंग क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथाइलीन के इन्सुलेशन के साथ, 5 - सेमीकंडक्टिंग टेप या सेमीकंडक्टिंग वॉटरप्रूफिंग टेप से बनी पृथक्करण परत, 6 - तांबे के टेप के साथ बांधे गए तांबे के तारों की ढाल, 7 - क्रेप पेपर, रबरयुक्त कपड़े के दो रिबन की अलग परत, पॉलिमर टेप या वॉटरप्रूफिंग टेप, एल्यूमीनियम-पॉलीथीन या अभ्रक टेप की 8-पृथक परत, पॉलीथीन की 9-लपेटें, पीवीसी-प्लास्टिक

एक्सएलपीई केबल के तीन-कोर संस्करण की एक विशिष्ट विशेषता पॉलीइथाइलीन या पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) प्लास्टिक मिश्रण से बने एक एक्सट्रूडेड चरण-चरण भराव की उपस्थिति है।

सिंगल-कोर एक्सएलपीई केबल्स का उपयोग, सबसे पहले, चरण-चरण शॉर्ट सर्किट की संभावना में तेज कमी के कारण बिजली आपूर्ति की बढ़ी हुई विश्वसनीयता सुनिश्चित करने की अनुमति देता है। दो संरचनात्मक रूप से असंबंधित सिंगल-कोर केबल (कनेक्टर्स या एंड स्लीव्स) के इन्सुलेशन के एक स्थान पर एक साथ विनाश की संभावना, इंसुलेटेड बसबार्स के साथ चरण-चरण की क्षति की संभावना से मेल खाती है, अर्थात। बहुत छोटे से।

XLPE इंसुलेटेड सिंगल-कोर केबल के साथ सिंगल-फेज अर्थ फॉल्ट की संभावना तीन-कोर BPI केबल की तुलना में बहुत कम है। यह सिंगल-कोर एक्सएलपीई केबल्स के डिजाइन और इन्सुलेशन के बेहतर ढांकता हुआ गुणों द्वारा प्राप्त किया जाता है।

एक्सएलपीई केबल्स का सिंगल-कोर संस्करण 800 मिमी तक वर्तमान-ले जाने वाले तारों के क्रॉस-सेक्शन की अनुमति देता है। ऐसे क्रॉस-सेक्शन वाले केबल ऊर्जा-गहन उद्यमों की बिजली आपूर्ति प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले बसबारों के साथ सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।

विभिन्न बाहरी सर्किटों के साथ केबल की विद्युत चुम्बकीय संगतता के लिए और केबल के कोर के चारों ओर विद्युत क्षेत्र की समरूपता सुनिश्चित करने के लिए और इसलिए इन्सुलेशन के संचालन के लिए अधिक अनुकूल परिस्थितियों का निर्माण करने के लिए केबल तत्वों का परिरक्षण आवश्यक है। आंतरिक ढाल अर्ध-प्रवाहकीय प्लास्टिक से बने होते हैं, बाहरी ढाल तांबे के तारों और पट्टियों से बने होते हैं।

बाहरी सुरक्षात्मक म्यान केबल के आंतरिक तत्वों को नमी के प्रवेश और स्थापना और संचालन के दौरान यांत्रिक क्षति से बचाता है। एक्सएलपीई केबल्स के बाहरी शीथ उच्च शक्ति वाले पॉलीथीन या पीवीसी यौगिक से बने होते हैं।

चावल। 3. एक्सएलपीई इन्सुलेशन एपीवीपीजी के साथ केबल

XLPE इन्सुलेशन के साथ केबलों के पारंपरिक अल्फ़ान्यूमेरिक पदनाम (अंकन):

• ए — एल्युमिनियम कंडक्टर, कोई पदनाम नहीं — कॉपर कंडक्टर,

• पीवी - इन्सुलेट सामग्री - क्रॉस-लिंक्ड (वल्केनाइज्ड) पॉलीथीन,

• पी या वी - पॉलीथीन या पीवीसी प्लास्टिक से बना आवरण,

• वाई - बढ़ी हुई मोटाई के साथ प्रबलित पॉलीथीन खोल,

• एनजी - कम ज्वलनशीलता के साथ पीवीसी-यौगिक की म्यान,

• एनजीडी - कम धुएं और गैस उत्सर्जन के साथ पीवीसी यौगिक से बना आवरण,

• डी - जलरोधक टेप के साथ स्क्रीन की अनुदैर्ध्य सीलिंग,

• 1 या 3 - करंट वाले तारों की संख्या,

• 50—800 धारावाही तार का अनुप्रस्थ काट, mm2,

• वर्तमान ले जाने वाले तार की gzh-सीलिंग, स्क्रीन के 2 16-35-क्रॉस-सेक्शन, मिमी,

• 1-500 - नाममात्र वोल्टेज, केवी।

पदनाम का उदाहरण: APvPg 1×240 / 35-10-एल्युमिनियम कोर (A), XLPE इन्सुलेशन (Pv), पॉलीइथाइलीन शीथ (P), शील्डिंग (g), ठोस (1), कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन 240 मिमी के साथ केबल। स्क्रीन क्रॉस-सेक्शन 35 मिमी, नाममात्र वोल्टेज 10 केवी।