ஆயிரக்கணக்கான மைல்களுக்கு அப்பால் ஒளியை அனுப்புதல் – உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் மர்மத்தையும் புதுமையையும் ஆராய்தல்

நவீன மின் அமைப்புகளில், உயர் மின்னழுத்தக் கம்பிவடங்கள் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. நகரங்களில் உள்ள நிலத்தடி மின் கட்டமைப்பு முதல் மலைகள் மற்றும் ஆறுகளுக்குக் குறுக்கே செல்லும் நீண்ட தூர மின் செலுத்துத் தடங்கள் வரை, உயர் மின்னழுத்தக் கம்பிவடங்கள் மின் ஆற்றலைத் திறமையாகவும், நிலையாகவும், பாதுகாப்பாகவும் கடத்துவதை உறுதி செய்கின்றன. இந்தக் கட்டுரை, உயர் மின்னழுத்தக் கம்பிவடங்களின் கட்டமைப்பு, வகைப்பாடு, உற்பத்திச் செயல்முறை, செயல்திறன் பண்புகள், நிறுவுதல் மற்றும் பராமரிப்பு உள்ளிட்ட அவற்றுடன் தொடர்புடைய பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களை ஆழமாக ஆராயும்.
1. உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் அடிப்படை அமைப்பு

உயர் மின்னழுத்த கேபிள்கள் முக்கியமாக கடத்திகள், மின்காப்பு அடுக்குகள், கவச அடுக்குகள் மற்றும் பாதுகாப்பு அடுக்குகளால் ஆனவை.

கடத்தி என்பது மின்னோட்டத்தைக் கடத்தும் வழியாகும், மேலும் இது பொதுவாக தாமிரம் அல்லது அலுமினியத்தால் ஆனது. தாமிரம் நல்ல கடத்துத்திறன் மற்றும் நீளும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, அதே சமயம் அலுமினியம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலை மற்றும் குறைந்த எடை கொண்டது. நெகிழ்வுத்தன்மையை அதிகரிப்பதற்காக, இந்தக் கடத்திகள் பொதுவாகப் பல இழைகள் கொண்ட முறுக்கப்பட்ட கம்பிகளின் வடிவில் இருக்கும்.

மின்காப்பு அடுக்கு என்பது உயர் மின்னழுத்த கேபிளின் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும். இது மின்னோட்டக் கசிவைத் தடுப்பதிலும், கடத்தியை வெளி உலகிலிருந்து தனிமைப்படுத்துவதிலும் பங்கு வகிக்கிறது. பொதுவான மின்காப்புப் பொருட்களில் குறுக்குப் பிணைப்பு பாலிஎதிலீன் (XLPE), எண்ணெய் தாள் போன்றவை அடங்கும். XLPE சிறந்த மின் பண்புகள், வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் இயந்திர வலிமையைக் கொண்டிருப்பதால், நவீன உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களில் இது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கவச அடுக்கு, உள் கவசம் மற்றும் வெளி கவசம் எனப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. உள் கவசம், மின்புலத்தைச் சீராக்கவும், உள்ளூர் மின்னிறக்கத்தால் காப்பு அடுக்கு சேதமடைவதைத் தடுக்கவும் பயன்படுகிறது; வெளி கவசம், கேபிளின் மீது வெளிப்புற மின்காந்தப் புலத்தின் குறுக்கீட்டைக் குறைப்பதோடு, கேபிள் வெளி உலகத்தின் மின்காந்தத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துவதையும் தடுக்கிறது.

பாதுகாப்பு அடுக்கு முக்கியமாக இயந்திர சேதம், இரசாயன அரிப்பு மற்றும் நீர் ஊடுருவல் போன்ற வெளிப்புற காரணிகளால் ஏற்படும் சேதத்திலிருந்து கேபிளைப் பாதுகாக்கிறது. இது பொதுவாக உலோகக் கவசம் மற்றும் வெளிப்புற உறை ஆகியவற்றால் ஆனது. உலோகக் கவசம் இயந்திர வலிமையை வழங்குகிறது, மேலும் வெளிப்புற உறை நீர்ப்புகா மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

2. உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் வகைப்பாடு

மின்னழுத்த அளவின்படி, உயர்-மின்னழுத்த கேபிள்களை நடுத்தர-மின்னழுத்த கேபிள்கள் (பொதுவாக 3-35kV), உயர்-மின்னழுத்த கேபிள்கள் (35-110kV), மிக உயர்-மின்னழுத்த கேபிள்கள் (110-500kV) மற்றும் மிக உயர்-மின்னழுத்த கேபிள்கள் (500kV-க்கு மேல்) எனப் பிரிக்கலாம். வெவ்வேறு மின்னழுத்த நிலைகளைக் கொண்ட கேபிள்கள் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு, மின்காப்புத் தேவைகள் போன்றவற்றில் வேறுபடுகின்றன.

மின்காப்புப் பொருட்களின் கண்ணோட்டத்தில், மேலே குறிப்பிடப்பட்ட XLPE கேபிள்கள் மற்றும் ஆயில்-பேப்பர் கேபிள்கள் தவிர, எத்திலீன்-புரோப்பிலீன் ரப்பர் கேபிள்களும் உள்ளன. ஆயில்-பேப்பர் கேபிள்களுக்கு நீண்ட வரலாறு உண்டு, ஆனால் அவற்றின் அதிக பராமரிப்புச் செலவுகள் மற்றும் பிற காரணங்களால், அவை படிப்படியாக XLPE கேபிள்களால் மாற்றப்பட்டுள்ளன. எத்திலீன்-புரோப்பிலீன் ரப்பர் கேபிள் நல்ல நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் வானிலை எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது சில சிறப்பு சந்தர்ப்பங்களுக்கு ஏற்றது.
3. உயர் மின்னழுத்த கேபிளின் உற்பத்தி செயல்முறை

உயர் மின்னழுத்த கேபிளைத் தயாரிப்பது ஒரு சிக்கலான மற்றும் நுட்பமான செயல்முறையாகும்.

கடத்திகளின் உற்பத்திக்கு, அதன் பரிமாணத் துல்லியம் மற்றும் இயந்திரப் பண்புகளை உறுதி செய்வதற்காக, முதலில் செம்பு அல்லது அலுமினிய மூலப்பொருட்களை நீட்டுதல், முறுக்குதல் மற்றும் பிற செயல்முறைகளுக்கு உட்படுத்த வேண்டும். முறுக்கும் செயல்முறையின் போது, ​​கடத்தியின் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக, இழைகளின் நார்கள் நெருக்கமாக அடுக்கப்பட வேண்டும்.

மின்காப்பு அடுக்கை அழுத்தி வெளியேற்றுவது முக்கியப் படிநிலைகளில் ஒன்றாகும். XLPE மின்காப்பு அடுக்கைப் பொறுத்தவரை, XLPE பொருளானது உயர் வெப்பநிலையில் அழுத்தி வெளியேற்றப்பட்டு, கடத்தியின் மீது சீராகப் போர்த்தப்படுகிறது. அழுத்தி வெளியேற்றும் செயல்முறையின் போது, ​​மின்காப்பு அடுக்கின் தரம் மற்றும் தடிமன் சீரான தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக, வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் அழுத்தி வெளியேற்றும் வேகம் போன்ற அளவுருக்கள் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

கவச அடுக்கு பொதுவாக உலோகக் கம்பி பின்னல் அல்லது உலோக நாடா சுற்றுதல் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது. உள் மற்றும் வெளி கவசங்களின் உற்பத்தி செயல்முறைகள் சற்றே வேறுபட்டவை, ஆனால் இரண்டுமே கவச அடுக்கின் ஒருமைப்பாட்டையும் நல்ல மின் இணைப்பையும் உறுதி செய்ய வேண்டும்.

இறுதியாக, பாதுகாப்பு அடுக்கின் தயாரிப்பில் உலோகக் கவசத்தைப் பொருத்துவதும் வெளிப்புற உறையை அழுத்தி வெளியேற்றுவதும் அடங்கும். உலோகக் கவசம் கேபிளில் இறுக்கமாகப் பொருந்த வேண்டும், மேலும் வெளிப்புற உறையை அழுத்தி வெளியேற்றும்போது குமிழ்கள் மற்றும் விரிசல்கள் போன்ற குறைபாடுகள் இல்லாமல் ஒரு மென்மையான தோற்றம் உறுதிசெய்யப்பட வேண்டும்.
4. உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் செயல்திறன் பண்புகள்

மின் செயல்திறனைப் பொறுத்தவரை, உயர் மின்னழுத்த கேபிள்கள் அதிக மின்காப்பு மின்தடை, குறைந்த மின்காப்பு இழப்பு மற்றும் நல்ல மின்னழுத்த மின்தடை ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். அதிக மின்காப்பு மின்தடையானது மின்னோட்டக் கசிவைத் திறம்படத் தடுக்கிறது, குறைந்த மின்காப்பு இழப்பு மின்னோட்டப் பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் மின் ஆற்றல் இழப்பைக் குறைக்கிறது, மேலும் நல்ல மின்னழுத்த மின்தடையானது, உயர் மின்னழுத்தச் சூழலில் கேபிள் பாதுகாப்பாகச் செயல்படுவதை உறுதி செய்கிறது.

இயந்திரவியல் பண்புகளைப் பொறுத்தவரை, கேபிளானது போதுமான இழுவிசை வலிமை, வளைவு ஆரம் மற்றும் தாக்க எதிர்ப்புத் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். நிறுவும்போதும் இயக்கும்போதும், கேபிளானது நீட்சி, வளைவு மற்றும் வெளிப்புற விசைத் தாக்கத்திற்கு உள்ளாகலாம். இயந்திரவியல் பண்புகள் போதுமானதாக இல்லாவிட்டால், கேபிளுக்கு சேதம் ஏற்படுவது எளிது.

வெப்ப செயல்திறனும் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும். கேபிள் இயங்கும்போது, ​​குறிப்பாக அதிக சுமையின் கீழ் செயல்படும்போது, ​​வெப்பத்தை உருவாக்கும். எனவே, கேபிளுக்கு நல்ல வெப்ப எதிர்ப்புத்திறன் இருக்க வேண்டும், மேலும் காப்புறை தேய்மானம் போன்ற பிரச்சனைகள் இல்லாமல் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பிற்குள் சாதாரணமாகச் செயல்படக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும். XLPE கேபிள் ஒப்பீட்டளவில் நல்ல வெப்ப எதிர்ப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் நீண்ட நேரம் செயல்படக்கூடியது.
5. உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களை நிறுவுதல் மற்றும் பராமரித்தல்

நிறுவலைப் பொறுத்தவரை, கேபிள் பதிக்கும் பாதை பொருத்தமானதாகவும் பாதுகாப்பானதாகவும் இருப்பதை உறுதிசெய்ய, முதலில் அந்தப் பாதையைத் திட்டமிட வேண்டும். பதிக்கும் செயல்பாட்டின் போது, ​​கேபிளை அதிகப்படியாக நீட்டுதல், வளைத்தல் மற்றும் வெளியே தள்ளுதல் ஆகியவற்றைத் தவிர்க்கக் கவனமாக இருக்க வேண்டும். நீண்ட தூர கேபிள் பதிக்கும் பணிகளுக்கு உதவுவதற்காக, கேபிள் கன்வேயர்கள் போன்ற உபகரணங்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கேபிள் இணைப்புகளின் உற்பத்தி, நிறுவல் செயல்முறையின் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இணைப்பின் தரம், கேபிளின் செயல்பாட்டு நம்பகத்தன்மையை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது. இணைப்புகளை உருவாக்கும்போது, ​​கேபிளின் உறையை நீக்கி, சுத்தம் செய்து, இணைத்து, மின்காப்பு செய்ய வேண்டும். இணைப்பின் மின் மற்றும் இயந்திரப் பண்புகள் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதை உறுதிசெய்ய, ஒவ்வொரு படியும் செயல்முறைத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப கண்டிப்பாக மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் நீண்ட கால, சீரான செயல்பாட்டிற்குப் பராமரிப்புப் பணிகள் இன்றியமையாதவை. வழக்கமான ஆய்வுகள் மூலம், கேபிளின் தோற்றம் அல்லது அதன் உறை சேதமடைந்துள்ளதா என்பதை உடனடியாகக் கண்டறியலாம். அதே நேரத்தில், கேபிளின் மின்காப்புச் செயல்திறன் மற்றும் பகுதி மின்னிறக்கத்தைச் சோதிக்க சில சோதனைக் கருவிகளையும் பயன்படுத்தலாம். பிரச்சனைகள் கண்டறியப்பட்டால், அவற்றை உரிய நேரத்தில் சரிசெய்யவோ அல்லது மாற்றவோ வேண்டும்.

6. உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் செயலிழப்பு மற்றும் கண்டறிதல்

உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களில் ஏற்படும் பொதுவான பழுதுகளில் மின்காப்பு முறிவு, கடத்தித் துண்டிப்பு மற்றும் இணைப்புப் பழுது ஆகியவை அடங்கும். மின்காப்பு முறிவு என்பது, மின்காப்புப் பழமையடைதல், பகுதி மின்னிறக்கம் அல்லது வெளிப்புற அதிக மின்னழுத்தம் ஆகியவற்றால் ஏற்படலாம். கடத்தித் துண்டிப்பு பொதுவாக இயந்திரவியல் வெளிப்புற விசை அல்லது நீண்ட கால அதிகப்பளுவால் ஏற்படுகிறது. இணைப்புப் பழுது என்பது, தரமற்ற இணைப்பு உற்பத்தி செயல்முறை அல்லது செயல்பாட்டின் போது ஏற்படும் கடுமையான வெப்பம் ஆகியவற்றால் ஏற்படலாம்.

இந்தக் குறைபாடுகளைக் கண்டறிய, பல கண்டறியும் முறைகள் உள்ளன. பகுதி மின்னிறக்கக் கண்டறிதல் என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முறையாகும். கேபிளில் ஏற்படும் பகுதி மின்னிறக்கத்தால் உருவாகும் சிக்னலைக் கண்டறிவதன் மூலம், கேபிளுக்குள் மின்காப்பு குறைபாடுகள் உள்ளதா என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியும். தாங்கும் மின்னழுத்தச் சோதனையானது, கேபிளின் தாங்கும் மின்னழுத்தத் திறனைக் கண்டறிந்து, ஏற்படக்கூடிய மின்காப்புச் சிக்கல்களைக் கண்டறியும். மேலும், அகச்சிவப்பு வெப்பப் படமாக்கல் தொழில்நுட்பமானது, கேபிளின் மேற்பரப்பில் உள்ள வெப்பநிலை பரவலைக் கண்டறிவதன் மூலம், கேபிளில் உள்ளூர் அதிக வெப்பமாதல் போன்ற சிக்கல்கள் உள்ளதா என்பதைக் கண்டறிய முடியும்.
7. மின் அமைப்புகளில் உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் பயன்பாடு மற்றும் வளர்ச்சிப் போக்கு

மின் அமைப்புகளில், நகர்ப்புற மின் கட்டமைப்பு மாற்றம், பெரிய மின் நிலையங்களின் வெளிச்செல்லும் மின் இணைப்புகள், கடலடி மின் இணைப்புப் பரிமாற்றம் மற்றும் பிற துறைகளில் உயர் மின்னழுத்தக் கம்பிவடங்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நகர்ப்புற மின் கட்டமைப்புகளில், இடப் பற்றாக்குறை காரணமாக, நிலத்தடிக் கம்பிவடங்களின் பயன்பாடு இடத்தைச் சேமிப்பதோடு, நகரத்தின் அழகையும் மேம்படுத்துகிறது. பெரிய மின் நிலையங்களின் வெளிச்செல்லும் மின் இணைப்புகளுக்கு, தொலைதூரத் துணை மின் நிலையங்களுக்கு மின்சாரத்தைப் பரிமாற்றம் செய்ய உயர் மின்னழுத்தக் கம்பிவடங்களின் பயன்பாடு அவசியமாகிறது. கடலடி மின் இணைப்புப் பரிமாற்றம், கடல்கடந்த மின் பரிமாற்றத்தைச் சாத்தியமாக்குவதோடு, தீவுகள் மற்றும் கடலோரப் பகுதிகளுக்கு நிலையான மின்சார விநியோகத்தையும் வழங்குகிறது.

மின் தொழில்நுட்பத்தின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சியுடன், உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களும் சில வளர்ச்சிப் போக்குகளைக் காட்டியுள்ளன. முதலாவது, உயர் மின்னழுத்த நிலைகளைக் கொண்ட கேபிள்களின் ஆராய்ச்சி, மேம்பாடு மற்றும் பயன்பாடு ஆகும். நீண்ட தூர மின் பரிமாற்றத்திற்கான தேவை அதிகரிப்பதால், அதி உயர் மின்னழுத்த கேபிள்களின் மேம்பாடு ஒரு முக்கியக் கவனமாக மாறும். இரண்டாவது, கேபிள்களின் நுண்ணறிவு. கேபிளில் சென்சார்கள் மற்றும் பிற உபகரணங்களை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், கேபிளின் இயக்க நிலையை நிகழ்நேரத்தில் கண்காணிப்பதும், பழுது எச்சரிக்கை செய்வதும் சாத்தியமாகிறது. இதன் மூலம் கேபிளின் இயக்க நம்பகத்தன்மை மேம்படுத்தப்படுகிறது. மூன்றாவது, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த கேபிள்களின் மேம்பாடு. சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பிற்கான மக்களின் தேவைகள் அதிகரிப்பதால், குறைந்த மாசுபாடு மற்றும் மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய கேபிள் பொருட்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு ஒரு எதிர்கால வளர்ச்சித் திசையாக இருக்கும்.