अदृश्य पर महारत हासिल करना: केबल टर्मिनेशन में तनाव नियंत्रण तकनीक
2026-02-24 13:57केबल का अंतिम सिरा वह स्थान है जहाँ भूमिगत या परिरक्षित विद्युत क्षेत्र, स्विचगियर, ट्रांसफार्मर या ओवरहेड लाइनों के दृश्य क्षेत्र से मिलता है। यह संपूर्ण केबल प्रणाली में सबसे अधिक विद्युत तनाव वाला बिंदु भी है। इस जंक्शन पर, केबल के भीतर नियंत्रित विद्युत क्षेत्र को सुरक्षित रूप से हवा या उपकरण तक पहुँचाना आवश्यक है। उन्नत तनाव नियंत्रण तकनीक के बिना, केबल के सिरे पर केंद्रित विद्युत बल शीघ्र ही आंशिक निर्वहन, संचरण और विनाशकारी विफलता का कारण बन सकते हैं। यह लेख उन इंजीनियरिंग चमत्कारों का अन्वेषण करता है जो इस अदृश्य बल को नियंत्रित करते हैं।
समस्या: ढाल का अचानक अंत
तनाव नियंत्रण को समझने के लिए, पहले चुनौती को समझना आवश्यक है। एक परिरक्षित विद्युत केबल में, विद्युत क्षेत्र पूरी तरह से एकसमान होता है, जो चालक और धात्विक परिरक्षित/ग्राउंड के बीच सीमित रहता है। हालांकि, एक सिरे पर, परिरक्षित परत को हटाकर इन्सुलेटेड चालक को कनेक्शन के लिए उजागर किया जाता है।
इससे एक गंभीर असंतुलन उत्पन्न होता है। शील्ड के किनारे पर, विद्युत क्षेत्र रेखाएं, त्रिज्या के अनुरूप रहने के बजाय, मुड़कर केंद्रित हो जाती हैं। यह बिंदु एक तनाव त्रिपक्षीय बिंदु बन जाता है—जहां चालक, इन्सुलेशन और वायु/माध्यम मिलते हैं। यहां क्षेत्र की तीव्रता केबल के भीतर की तुलना में कई गुना अधिक हो सकती है, जो वायु को आयनित करने, इन्सुलेशन को नष्ट करने और विफलता उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त है। तनाव नियंत्रण का उद्देश्य इस क्षेत्र के संकेंद्रण को प्रबंधित और सुचारू बनाना है।
उद्देश्य: विद्युत क्षेत्र को आकार देना
तनाव नियंत्रण प्रौद्योगिकी का मुख्य उद्देश्य दो लक्ष्यों को प्राप्त करना है:
अधिकतम तनाव को कम करें: शील्ड कट पर अधिकतम विद्युत तनाव को सामग्री और आसपास की हवा की परावैद्युत सामर्थ्य से काफी नीचे के मान तक कम करें।
नियंत्रण क्षेत्र दिशा: यह सुनिश्चित करें कि विद्युत क्षेत्र रेखाएं रेडियल (केबल के भीतर) से अक्षीय या अनुदैर्ध्य (टर्मिनेशन सतह के साथ) में सुचारू रूप से परिवर्तित हों, जिससे सतह पर फ्लैशओवर को बढ़ावा देने वाले स्पर्शरेखीय घटक न बनें।
यह उन सामग्रियों या ज्यामितियों को शामिल करके प्राप्त किया जाता है जो महत्वपूर्ण इंटरफ़ेस पर विद्युत गुणों को संशोधित करते हैं।
विधि 1: ज्यामितीय तनाव नियंत्रण (तनाव शंकु)
सबसे बुनियादी और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि ज्यामितीय तनाव नियंत्रण है, जिसे आमतौर पर तनाव शंकु के रूप में साकार किया जाता है।
सिद्धांत: इन्सुलेशन की मोटाई को धीरे-धीरे बढ़ाकर और ग्राउंड इलेक्ट्रोड (शील्ड) को एक विशिष्ट कोण पर आकार देकर, विद्युत क्षेत्र रेखाओं को अधिक दूरी तक फैलने के लिए मजबूर किया जाता है। यह विशिष्ट आकार—अक्सर लघुगणकीय या घातीय प्रोफ़ाइल—सुनिश्चित करता है कि टर्मिनेशन सतह के साथ वोल्टेज ड्रॉप रैखिक हो, जिससे सांद्रता को रोका जा सके।
आवेदन पत्र: पहले से ढाले गए स्ट्रेस कोन को केबल इंसुलेशन के ऊपर चढ़ाया जाता है, जो शील्ड कट के साथ पूरी तरह से फिट हो जाते हैं। इनका सटीक रूप से इंजीनियर किया गया आंतरिक प्रोफाइल शील्ड के प्रभाव को बढ़ाता है, जिससे लाइव सिरे की ओर पोटेंशियल को सुचारू रूप से समायोजित किया जाता है।
फ़ायदा: सरल, निष्क्रिय और अत्यधिक विश्वसनीय। यह मध्यम-वोल्टेज टर्मिनेशन का सर्वोपरि उपकरण है।
विधि 2: अपवर्तक तनाव नियंत्रण (उच्च-के सामग्री)
इस विधि में बहुत उच्च परावैद्युत स्थिरांक (पारगम्यता) वाली सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें अक्सर "High-K" सामग्री के रूप में दर्शाया जाता है।
सिद्धांत: उच्च परावैद्युत स्थिरांक (εr) वाला पदार्थ अधिक विद्युत ऊर्जा संग्रहित कर सकता है। जब इसे शील्ड कट के ऊपर रखा जाता है, तो यह संधारित्र के रूप में कार्य करता है। लाइव कंडक्टर और हाई-के परत के बीच संधारित्र एक वोल्टेज विभाजक प्रभाव उत्पन्न करता है। इससे टर्मिनेशन सतह पर विभव अधिक समान रूप से वितरित होता है, जिससे पीक स्ट्रेस कम हो जाता है।
आवेदन पत्र: उच्च-K सामग्री को अक्सर टेप, ट्यूब या पूर्व-निर्मित सिरे के भीतर एक परत के रूप में लगाया जाता है। ये विद्युत क्षेत्र रेखाओं को प्रभावी ढंग से अपवर्तित करते हैं, जिससे वे अधिक अनुकूल दिशा में मुड़ जाती हैं।
फ़ायदा: यह विशुद्ध रूप से ज्यामितीय शंकुओं की तुलना में अधिक सघन समापन डिजाइन की अनुमति देता है, क्योंकि सामग्री के गुण ही ग्रेडिंग का काम करते हैं।
विधि 3: गैर-रेखीय प्रतिरोधी तनाव नियंत्रण (स्मार्ट लेयर)
यह एक उन्नत तकनीक है जिसमें ऐसी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है जिनकी विद्युत चालकता लागू विद्युत क्षेत्र के साथ बदलती रहती है।
सिद्धांत: ये पदार्थ, जो अक्सर पॉलिमर में समाहित सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) या जिंक ऑक्साइड (ZnO) फिलर्स पर आधारित होते हैं, कम विद्युत क्षेत्र की तीव्रता पर कुचालक होते हैं। हालांकि, विद्युत क्षेत्र बढ़ने पर इनकी चालकता में नाटकीय रूप से वृद्धि होती है। परिरक्षण के किनारे पर, जहां क्षेत्र उच्चतम होता है, पदार्थ चालक बन जाता है, जिससे उच्च तनाव प्रभावी रूप से कम हो जाता है और वोल्टेज का पुनर्वितरण हो जाता है।
आवेदन पत्र: इसका उपयोग परिष्कृत, उच्च-वोल्टेज टर्मिनेशन और कभी-कभी जोड़ों में किया जाता है। यह सामग्री स्वचालित रूप से क्षेत्र के अनुकूल हो जाती है, और एक स्मार्ट, स्व-विनियमित प्रतिरोधक की तरह कार्य करती है।
फ़ायदा: कॉम्पैक्ट आकार में उत्कृष्ट प्रदर्शन। यह एक स्व-विनियमित क्षेत्र ग्रेडिंग प्रदान करता है जो वोल्टेज और क्षणिक स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में प्रभावी है।
व्यावहारिक कार्यान्वयन: पूर्व-ढाले और कोल्ड-श्रिंक सिस्टम
आधुनिक टर्मिनेशन पैकेज इन तनाव नियंत्रण प्रौद्योगिकियों को उपयोगकर्ता के अनुकूल रूपों में प्रस्तुत करते हैं।
प्री-मोल्डेड स्लिप-ऑन: कारखाने में निर्मित रबर का आवरण (आमतौर पर सिलिकॉन या ईपीडीएम) में एकीकृत तनाव शंकु (ज्यामितीय) होता है और इसमें अक्सर अपवर्तक या प्रतिरोधक परतें शामिल होती हैं। इसे बस चिकनाई लगाकर तैयार केबल पर सरका दिया जाता है।
कोल्ड-श्रिंक: प्री-मोल्डेड टर्मिनेशन को एक हटाने योग्य प्लास्टिक स्पाइरल कोर पर पहले से फैलाया जाता है। इंस्टॉलर इसे सही जगह पर रखता है और कोर को खोलता है, जिससे टर्मिनेशन केबल पर अच्छी तरह से फिट हो जाता है। इससे बिना किसी विशेष उपकरण के सटीक और दोषरहित इंस्टॉलेशन सुनिश्चित होता है।
ताप शोधक: तनाव-ग्रेडिंग गुणों वाले क्रॉस-लिंक्ड पॉलिमर से बनी ट्यूबों को स्थिति में रखा जाता है और गर्म किया जाता है, जिससे वे सिकुड़ जाती हैं और कसकर आकार ले लेती हैं, जिससे आवश्यक ज्यामितीय या अपवर्तक प्रोफ़ाइल बन जाती है।
अदृश्य संरक्षक
केबल टर्मिनेशन की विश्वसनीयता में स्ट्रेस कंट्रोल तकनीक का विशेष योगदान है। चाहे स्ट्रेस कोन की उत्कृष्ट ज्यामिति हो, हाई-के सामग्रियों की कैपेसिटिव ग्रेडिंग हो, या नॉन-लीनियर रेसिस्टिव कंपाउंड्स की बुद्धिमत्तापूर्ण प्रतिक्रिया हो, ये तकनीकें सुनिश्चित करती हैं कि केबल सिस्टम का सबसे संवेदनशील बिंदु दशकों तक सुरक्षित रूप से काम कर सके। जैसे-जैसे पावर ग्रिड उच्च वोल्टेज और अधिक कॉम्पैक्ट इंस्टॉलेशन की ओर विकसित हो रहे हैं, इन अदृश्य रक्षकों की सामग्रियों और डिज़ाइन में निरंतर नवाचार विद्युत क्षेत्र पर नियंत्रण पाने और दुनिया को सुरक्षित रूप से बिजली पहुंचाने के लिए आवश्यक बना हुआ है।
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इंटीग्रल प्रीफैब्रिकेटेड (ड्राई) केबल टर्मिनेशन
35kV कोल्ड श्रिंक इंटरमीडिएट जॉइंट
10kV कोल्ड श्रिंक इंटरमीडिएट जॉइंट
शुष्क प्रकार जीआईएस (प्लग-इन) समाप्ति