پاور کیبل شیلڈنگ پرتوں کی ساخت اور مواد

تار اور کیبل کی مصنوعات میں استعمال ہونے والی شیلڈنگ کے دو بالکل مختلف تصورات ہیں: برقی مقناطیسی شیلڈنگ اور الیکٹرک فیلڈ شیلڈنگ۔ برقی مقناطیسی شیلڈنگ کو ہائی فریکوئنسی سگنلز (جیسے RF کیبلز اور الیکٹرانک کیبلز) کو منتقل کرنے والی کیبلز کو بیرونی مداخلت سے روکنے یا کمزور کرنٹ (جیسے سگنل یا پیمائشی کیبلز) منتقل کرنے والی کیبلز میں مداخلت کرنے سے بیرونی برقی مقناطیسی لہروں کو روکنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ الیکٹرک فیلڈ شیلڈنگ کو کنڈکٹر کی سطح یا درمیانے اور ہائی وولٹیج پاور کیبلز کی موصلیت کی سطح پر مضبوط برقی فیلڈ کو متوازن کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔

1. الیکٹرک فیلڈ شیلڈنگ پرتوں کی ساخت اور ضروریات

پاور کیبلز کی شیلڈنگ میں کنڈکٹر شیلڈنگ، موصلیت کی حفاظت، اور دھاتی شیلڈنگ شامل ہیں۔ متعلقہ معیارات کے مطابق، 0.6/1kV سے زیادہ ریٹیڈ وولٹیج والی کیبلز میں ایک دھاتی شیلڈنگ پرت ہونی چاہیے، جو ہر انسولیٹڈ کور یا ملٹی کور سٹرینڈڈ کیبل کور پر لگائی جا سکتی ہے۔ 3.6/6kV سے کم ریٹیڈ وولٹیج کے ساتھ XLPE-موصل کیبلز اور 3.6/6kV سے کم نہ ہونے والے ریٹیڈ وولٹیج والی EPR پتلی موصل کیبلز کے لیے (یا 6/10kV سے کم نہ ہونے والے ریٹیڈ وولٹیج والی موٹی موصل کیبلز)، اندرونی اور بیرونی ڈھانچے کی سیمی کنڈکٹ کی بھی ضرورت ہے۔

(1) کنڈکٹر شیلڈنگ اور انسولیشن شیلڈنگ

کنڈکٹر شیلڈنگ (اندرونی سیمی کنڈکٹیو شیلڈنگ) غیر دھاتی ہونی چاہیے، جس میں باہر نکالے گئے نیم کنڈکٹیو مواد یا ایک نیم کنڈکٹیو ٹیپ کو کنڈکٹر کے گرد لپیٹا جائے جس کے بعد ایک باہر نکلی ہوئی نیم کنڈکٹیو تہہ ہو۔

انسولیشن شیلڈنگ (بیرونی سیمی کنڈکٹیو شیلڈنگ) ایک غیر دھاتی نیم کنڈکٹیو پرت ہے جو براہ راست ہر موصل کور کی بیرونی سطح پر نکالی جاتی ہے، جسے یا تو مضبوطی سے باندھا جا سکتا ہے یا موصلیت سے چھلکا جا سکتا ہے۔ باہر نکالی گئی اندرونی اور بیرونی سیمی کنڈکٹیو تہوں کو موصلیت کے ساتھ مضبوطی سے باندھنا چاہیے، ہموار انٹرفیس کے ساتھ، کوئی واضح سٹرینڈ کے نشانات نہیں، اور کوئی تیز دھار، ذرات، جلنے کے نشان یا خراشیں نہیں ہیں۔ عمر بڑھنے سے پہلے اور بعد میں مزاحمت کنڈکٹر شیلڈنگ پرت کے لیے 1000 Ω·m اور موصلیت کو بچانے والی پرت کے لیے 500 Ω·m سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔

اندرونی اور بیرونی سیمی کنڈکٹیو شیلڈنگ مواد متعلقہ موصلیت کے مواد (جیسے کراس سے منسلک پولی تھیلین، ایتھیلین-پروپیلین ربڑ، وغیرہ) کو کاربن بلیک، اینٹی آکسیڈنٹس، ایتھیلین-ونائل ایسیٹیٹ کوپولیمر، اور دیگر اضافی اشیاء کے ساتھ ملا کر بنایا جاتا ہے۔ کاربن بلیک ذرات کو پولیمر کے اندر یکساں طور پر منتشر ہونا چاہیے، بغیر جمع یا خراب بازی کے۔

وولٹیج کی سطح کے ساتھ اندرونی اور بیرونی نیم کنڈکٹیو شیلڈنگ تہوں کی موٹائی بڑھ جاتی ہے۔ چونکہ موصلیت کی پرت پر برقی فیلڈ کی طاقت اندر سے زیادہ اور باہر سے کم ہوتی ہے، اس لیے سیمی کنڈکٹو شیلڈنگ تہوں کی موٹائی بھی باہر سے زیادہ اندر ہونی چاہیے۔ ماضی میں، ناقص سیگ کنٹرول یا ضرورت سے زیادہ سخت تانبے کے ٹیپوں کی وجہ سے پنکچر ہونے کی وجہ سے خروںچ کو روکنے کے لیے بیرونی نیم کنڈکٹیو شیلڈنگ کو اندرونی سے تھوڑا موٹا بنایا گیا تھا۔ اب، آن لائن آٹومیٹک سیگ مانیٹرنگ اور اینیلڈ نرم تانبے کے ٹیپس کے ساتھ، اندرونی نیم کنڈکٹیو شیلڈنگ تہہ کو بیرونی تہہ کے برابر یا قدرے موٹا بنایا جانا چاہیے۔ 6–10–35 kV کیبلز کے لیے، اندرونی تہہ کی موٹائی عام طور پر 0.5–0.6–0.8 ملی میٹر ہوتی ہے۔

(2) دھاتی شیلڈنگ

0.6/1kV سے زیادہ درجہ بند وولٹیج والی کیبلز میں دھاتی شیلڈنگ پرت ہونی چاہیے۔ دھاتی شیلڈنگ پرت کو ہر موصل کور یا کیبل کور پر لاگو کیا جانا چاہئے۔ دھاتی شیلڈنگ میں ایک یا زیادہ دھاتی ٹیپس، دھاتی چوٹیوں، دھاتی تاروں کی مرتکز تہوں، یا دھاتی تاروں اور دھاتی ٹیپوں کا مجموعہ ہونا چاہیے۔

یورپ اور دیگر ترقی یافتہ ممالک میں، زیادہ شارٹ سرکٹ کرنٹ کے ساتھ مزاحمت پر مبنی ڈبل سرکٹ سسٹم کے استعمال کی وجہ سے، تانبے کے تار کی حفاظت عام طور پر استعمال ہوتی ہے۔ کچھ مینوفیکچررز کیبل کے قطر کو کم کرنے کے لیے تانبے کی تاروں کو علیحدگی کے شیٹ یا بیرونی میان میں شامل کرتے ہیں۔ چین میں، کچھ اہم منصوبوں کے علاوہ جو مزاحمتی بنیادوں پر مشتمل ڈبل سرکٹ سسٹم استعمال کرتے ہیں، زیادہ تر سسٹم آرک-سپریشن کوائل گراؤنڈ سنگل سرکٹ پاور سپلائی استعمال کرتے ہیں، جو شارٹ سرکٹ کرنٹ کو کم سے کم تک محدود کرتے ہیں، اس لیے تانبے کی ٹیپ شیلڈنگ کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کیبل فیکٹریوں کے عمل نے استعمال سے پہلے ایک خاص لمبائی اور تناؤ کی طاقت حاصل کرنے کے لیے سخت تانبے کے ٹیپوں کو سلیٹنگ اور اینیلنگ کے ذریعے خریدا (بہت سخت موصلیت کو بچانے والی پرت کو کھرچ دے گا، بہت نرم ہو جائے گا)۔ نرم تانبے کے ٹیپ کو کیبلز کے لیے GB/T11091-2005 کاپر ٹیپ کے مطابق ہونا چاہیے۔

کاپر ٹیپ شیلڈنگ اوورلیپ شدہ نرم تانبے کی ٹیپ کی ایک پرت یا خلا کے ساتھ ہیلی طور پر لپیٹی ہوئی نرم تانبے کی ٹیپ کی دو تہوں پر مشتمل ہونی چاہیے۔ تانبے کے ٹیپ کی اوسط اوورلیپ کی شرح اس کی چوڑائی کا 15% ہونا چاہیے (معمولی قدر)، اور کم از کم اوورلیپ کی شرح 5% سے کم نہیں ہونی چاہیے۔ سنگل کور کیبلز کے لیے تانبے کے ٹیپ کی برائے نام موٹائی کم از کم 0.12 ملی میٹر اور ملٹی کور کیبلز کے لیے کم از کم 0.10 ملی میٹر ہونی چاہیے۔ تانبے کے ٹیپ کی کم از کم موٹائی برائے نام قدر کے 90% سے کم نہیں ہونی چاہیے۔ موصلیت کی حفاظت کے بیرونی قطر (≤25 ملی میٹر یا>25 ملی میٹر) پر منحصر ہے، تانبے کے ٹیپ کی چوڑائی عام طور پر 30–35 ملی میٹر ہوتی ہے۔

تانبے کی تاروں کی شیلڈنگ ہیلیکلی طور پر زخم والے نرم تانبے کی تاروں سے بنی ہے، جو تانبے کے تاروں یا تانبے کے ٹیپوں کی کاؤنٹر ہیلیکل ریپنگ کے ساتھ محفوظ ہے۔ اس کی مزاحمت کو GB/T3956-2008 کیبلز کے کنڈکٹرز کی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے، اور اس کے برائے نام کراس سیکشنل ایریا کا تعین فالٹ موجودہ صلاحیت کے مطابق کیا جانا چاہیے۔ تانبے کے تار کی شیلڈنگ کو تھری کور کیبلز کی اندرونی میان پر یا براہ راست موصلیت، بیرونی نیم کنڈکٹیو شیلڈنگ پرت، یا سنگل کور کیبلز کی مناسب اندرونی میان پر لگایا جا سکتا ہے۔ ملحقہ تانبے کی تاروں کے درمیان اوسط فرق 4 ملی میٹر سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ اوسط فرق G کا حساب فارمولہ استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے:

کہاں:
D - تانبے کے تار کے نیچے کیبل کور کا قطر، ملی میٹر میں؛
d - تانبے کے تار کا قطر، ملی میٹر میں؛
n - تانبے کے تاروں کی تعداد۔

2. شیلڈنگ پرتوں کا کردار اور وولٹیج کی سطحوں سے ان کا تعلق

(1) اندرونی اور بیرونی سیمی کنڈکٹیو شیلڈنگ کا کردار
کیبل کنڈکٹر عام طور پر متعدد پھنسے ہوئے تاروں سے کمپیکٹ ہوتے ہیں۔ موصلیت کے اخراج کے دوران، کنڈکٹر کی سطح اور موصلیت کی تہہ کے درمیان خلا، گڑھے اور دیگر سطح کی بے قاعدگیاں ہو سکتی ہیں، جس سے برقی فیلڈ کا ارتکاز ہو سکتا ہے، جس کی وجہ سے مقامی ایئر گیپ ڈسچارج اور ٹرینگ ڈسچارج ہوتا ہے، اور ڈائی الیکٹرک کارکردگی میں کمی آتی ہے۔ کنڈکٹر کی سطح پر سیمی کنڈکٹیو میٹریل (کنڈکٹر شیلڈنگ) کی ایک تہہ کو نکال کر، یہ موصلیت کے ساتھ سخت رابطے کو یقینی بناتا ہے۔ کیونکہ سیمی کنڈکٹیو پرت اور کنڈکٹر ایک ہی پوٹینشل پر ہیں، یہاں تک کہ اگر ان کے درمیان فاصلہ ہو تو بھی برقی فیلڈ ایکشن نہیں ہو گا، اس طرح جزوی خارج ہونے سے بچتا ہے۔

اسی طرح، بیرونی موصلیت کی سطح اور دھاتی میان (یا دھاتی شیلڈنگ) کے درمیان خلاء موجود ہیں، اور وولٹیج کی سطح جتنی زیادہ ہوگی، ہوا کے خلاء کے خارج ہونے کا امکان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ بیرونی موصلیت کی سطح پر نیم کنڈکٹیو پرت (انسولیشن شیلڈنگ) کو نکالنے سے، دھاتی میان کے ساتھ ایک بیرونی مساوی سطح بنتی ہے، جو خلا میں موجود برقی میدانوں کو ختم کرتی ہے اور جزوی اخراج کو روکتی ہے۔

(2) دھاتی شیلڈنگ کا کردار

دھاتی شیلڈنگ کے افعال میں شامل ہیں: عام حالات میں کیپسیٹو کرنٹ لے جانا، خرابیوں کے دوران شارٹ سرکٹ کرنٹ کے لیے راستے کے طور پر کام کرنا؛ الیکٹرک فیلڈ کو موصلیت کے اندر محدود کرنا (بیرونی برقی مقناطیسی مداخلت کو کم کرنا) اور یکساں ریڈیل الیکٹرک فیلڈ کو یقینی بنانا؛ غیر متوازن کرنٹ لے جانے کے لیے تھری فیز فور وائر سسٹم میں نیوٹرل لائن کے طور پر کام کرنا؛ اور ریڈیل واٹر بلاکنگ تحفظ فراہم کرتا ہے۔