বিস্তারিত বিবরণ
উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার ক্যাবল কী?
একটি উচ্চ-ভোল্টেজ (HV) পাওয়ার ক্যাবল হলো এক্সট্রুডেড XLPE ইনসুলেটেড সিঙ্গেল-কোর ক্যাবল যা ৩৫ kV এর ওপরে ফেজ-টু-ফেজ ভোল্টেজে একটানা অপারেশনের জন্য রেটেড — সাধারণত IEC 60840 অনুযায়ী ৬৬ kV, ১১০ kV, ১৩২ kV, ১৫০ kV এবং ২২০ kV, এবং IEC 62067 অনুযায়ী ২৭৫ kV, ৪০০ kV এবং ৫০০ kV। এই ক্যাবলগুলো ভূগর্ভস্থ ও সাবমেরিন পাওয়ার ট্রান্সমিশনের মেরুদণ্ড — এরা মধ্যবর্তী জয়েন্ট ছাড়াই ২০–৫০ km বা তার বেশি দীর্ঘ সার্কিটে সাবস্টেশনগুলির মধ্যে শত শত মেগাওয়াট বহন করে।
MV (≤৩৬ kV) থেকে HV (≥৬৬ kV) তে লাফ শুধুমাত্র মোটা ইনসুলেশনের বিষয় নয়। অপারেটিং ভোল্টেজে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের স্ট্রেস বেশি — MV এর জন্য ২–৫ kV/mm এর তুলনায় U₀ তে সাধারণত ৫–৮ kV/mm — এবং এই স্ট্রেস ৩০–৫০ বছরের একটানা অপারেশনে টিকে থাকে। এই স্ট্রেস লেভেলে, ইনসুলেশন সিস্টেমের প্রতিটি মাইক্রোস্কোপিক অসম্পূর্ণতা সম্ভাব্য ব্যর্থতা প্রক্রিয়া হয়ে ওঠে। HV ক্যাবলের উৎপাদন প্রয়োজনীয়তা MV এর চেয়ে এক অর্ডার অফ ম্যাগনিচিউড কঠোর:
- পরিচ্ছন্নতা: XLPE ইনসুলেশন কম্পাউন্ডকে ৫০–১০০ μm এর বেশি যেকোনো কণা দূষণ প্রতিরোধ করতে ক্লিন-রুম পরিবেশে পরিচালনা করতে হবে — কন্ডাক্টর-স্ক্রিন ইন্টারফেসে এই আকারের একটি কণা গড় স্ট্রেসের ২–৫× বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বৃদ্ধি ঘটাতে পারে, যা ক্যাবলের জীবদ্দশায় বৈদ্যুতিক ট্রিিং শুরু করার জন্য যথেষ্ট
- মসৃণতা: সেমিকন্ডাক্টিভ স্ক্রিনগুলির পৃষ্ঠ ফিনিশে ৫০ μm এর কম অ্যাস্পেরিটি (শিখর) থাকতে হবে — কন্ডাক্টর স্ক্রিন থেকে ইনসুলেশনে যেকোনো প্রোট্রুশন স্থানীয় ক্ষেত্র বৃদ্ধি সৃষ্টি করে
- ডিগ্যাসিং: ক্রস-লিংকিংয়ের পরে, XLPE ইনসুলেশনকে অবশিষ্ট ক্রস-লিংকিং উপজাত পদার্থ (প্রধানত মিথেন, কিউমাইল অ্যালকোহল এবং অ্যাসিটোফেনোন) এমন স্তরে কমাতে ৭–৩০ দিন ডিগ্যাসিং চেম্বারে উত্তপ্ত করতে হবে যা সময়ের সাথে গ্যাস চাপ বা সেমিকন স্ক্রিনের রাসায়নিক অবক্ষয় সৃষ্টি করে না
- পার্শিয়াল ডিসচার্জ: কারখানায় PD গ্রহণযোগ্যতা স্তর ১.৫ U₀ তে ≤৫ pC — ইনসুলেশনে বা স্ক্রিন ইন্টারফেসে প্রায় ০.১ mm এর চেয়ে বড় একটি একক ভয়েড >৫ pC ডিসচার্জ উৎপাদন করবে এবং ক্যাবলটি প্রত্যাখ্যাত হবে
ট্রিপল-এক্সট্রুশন XLPE ইনসুলেশন সিস্টেম
HV ক্যাবলের মূল হলো এক্সট্রুডেড ইনসুলেশন সিস্টেম — তিনটি কোক্সিয়াল স্তর এক প্রসেসিং ধাপে একসাথে এক্সট্রুড করা হয়:
কন্ডাক্টর স্ক্রিন (ভিতরের সেমিকন)
- এক্সট্রুডেড সুপার-ক্লিন থার্মোসেট সেমিকন্ডাক্টিভ কম্পাউন্ড
- কন্ডাক্টর পৃষ্ঠে বায়ু ফাঁক দূর করতে কন্ডাক্টরের সাথে সরাসরি বন্ডেড
- পৃষ্ঠ ফিনিশ: সর্বোচ্চ অ্যাস্পেরিটি ≤৫০ μm পিক-টু-ভ্যালি
- কার্যকারিতা: কন্ডাক্টর পটেনশিয়ালে একটি মসৃণ সমবিভব সীমানা প্রদান করে, কন্ডাক্টর-ইনসুলেশন ইন্টারফেসে এয়ার-গ্যাপ পার্শিয়াল ডিসচার্জ দূর করে
XLPE ইনসুলেশন
- এক্সট্রা-ক্লিন ক্রস-লিংকযোগ্য পলিইথিলিন কম্পাউন্ড, পার-অক্সাইড-কিউরড
- ইনসুলেশন পুরুত্ব: ৯ mm (৬৬ kV) থেকে ২৭ mm (২২০ kV), U₀ তে ৫–৮ kV/mm বৈদ্যুতিক স্ট্রেসের জন্য ডিজাইন করা
- কন্ডাক্টর কেন্দ্র থেকে r ব্যাসার্ধে সিঙ্গেল-কোর ক্যাবলের রেডিয়াল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হলো E(r) = U₀ / [r × ln(R/r_c)], যেখানে R হলো ইনসুলেশনের বাইরের ব্যাসার্ধ এবং r_c হলো কন্ডাক্টর স্ক্রিনের ব্যাসার্ধ। সর্বোচ্চ স্ট্রেস কন্ডাক্টর স্ক্রিন পৃষ্ঠে (সবচেয়ে ছোট r) — এটি ইনসুলেশন পরিচ্ছন্নতার জন্য সবচেয়ে সমালোচনামূলক অবস্থান
- ক্রস-লিংকিংয়ের পরে <৫০ ppm মিথেনে ডিগ্যাসড
ইনসুলেশন স্ক্রিন (বাইরের সেমিকন)
- এক্সট্রুডেড সুপার-ক্লিন থার্মোসেট সেমিকন্ডাক্টিভ কম্পাউন্ড
- XLPE ইনসুলেশনের সাথে বন্ডেড; ফিল্ড টার্মিনেশনের জন্য জয়েন্টিং এ সম্পূর্ণ বন্ডেড কিন্তু স্ট্রিপযোগ্য
- পৃষ্ঠ ফিনিশ: মসৃণ ও অভিন্ন — ইনসুলেশন স্ক্রিন এবং মেটালিক শীথের (কুশন/সোয়েলিং স্তরসহ) মধ্যে ইন্টারফেস ক্ষেত্র-বর্ধনকারী অনিয়ম উপস্থাপন করা উচিত নয়
- কার্যকারিতা: আর্থ পটেনশিয়ালে একটি মসৃণ সমবিভব সীমানা প্রদান করে; বন্ডেড স্ক্রিন সেই বায়ু ফাঁক দূর করে যা অন্যথায় ইনসুলেশনের বাইরের পৃষ্ঠ এবং মেটালিক শীথের মধ্যে থাকত
মেটালিক শীথ — রেডিয়াল আর্দ্রতা বাধা এবং ফল্ট কারেন্ট পাথ
সমস্ত HV XLPE ক্যাবলের একটি একটানা মেটালিক শীথ প্রয়োজন। এর দুটি কার্যকারিতা সমানভাবে সমালোচনামূলক:
১. রেডিয়াল আর্দ্রতা বাধাXLPE ইনসুলেশনের দীর্ঘমেয়াদী অবক্ষয়ের প্রধান প্রক্রিয়া হলো জল। জল অণু সময়ের সাথে XLPE তে প্রবেশ করে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে ওয়াটার ট্রি গঠন করে — ক্ষেত্র-বর্ধনকারী বিন্দু থেকে বৃদ্ধি পাওয়া জলে ভরা মাইক্রো-ভয়েড। ওয়াটার ট্রি ইনসুলেশনের ডাইইলেকট্রিক শক্তি হ্রাস করে, PD ইনসেপশন ভোল্টেজ কমায়। অবশেষে, একটি ওয়াটার ট্রি যথেষ্ট ইনসুলেশন পুরুত্ব সেতু করে যে অবশিষ্ট সুস্থ ইনসুলেশন অপারেটিং স্ট্রেসে ব্যর্থ হয়।
মেটালিক শীথ — একটি সীমলেস করাগেটেড অ্যালুমিনিয়াম টিউব বা এক্সট্রুডেড লেড শীথ — জলীয় বাষ্পের জন্য ১০০% অভেদ্য। অক্ষত ওভারশীথের সাথে, সম্পূর্ণ ৩০–৫০ বছরের ডিজাইন লাইফের জন্য জল XLPE ইনসুলেশনে পৌঁছাতে পারে না।
২. আর্থ ফল্ট এবং শর্ট-সার্কিট কারেন্ট পাথমেটালিক শীথ ক্যাবল ফল্ট থেকে আর্থ ফল্ট কারেন্ট উৎসে ফিরিয়ে নেয় — MV ক্যাবলে কপার স্ক্রিনের মতোই কাজ। তবে HV তে, ফল্ট কারেন্ট বড় (১০–৫০ kA) এবং ক্যাবল সার্কিট দীর্ঘ, তাই সেই অনুযায়ী বড় শীথ ক্রস-সেকশন প্রয়োজন। HV ক্যাবলের করাগেটেড অ্যালুমিনিয়াম শীথের ক্রস-সেকশন ২৫০–৬০০ mm² অ্যালুমিনিয়াম, যা ১ সেকেন্ডের জন্য ২০–৫০ kA বহন করতে সক্ষম।
শীথ বন্ডিং — প্ররোচিত ভোল্টেজ পরিচালনা
একটি সিঙ্গেল-কোর HV ক্যাবল সার্কিটে, ফেজ কন্ডাক্টরের AC কারেন্ট মেটালিক শীথে একটি ভোল্টেজ প্ররোচিত করে। যদি শীথটি ক্যাবল বিভাগের উভয় প্রান্তে আর্থে বন্ডেড হয়, প্ররোচিত ভোল্টেজ শীথে একটি সঞ্চালিত কারেন্ট চালিত করে — এই কারেন্ট I²R ক্ষয় উৎপন্ন করে (৫০ Hz এ বড় ক্রস-সেকশনের জন্য সাধারণত কন্ডাক্টর ক্ষয়ের ৫–১৫%) এবং শীথ উত্তপ্ত করে ক্যাবলের অ্যাম্পাসিটি হ্রাস করে।
তিনটি শীথ বন্ডিং পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়:
| বন্ডিং পদ্ধতি | নীতি | ক্ষয় | অ্যাপ্লিকেশন |
|---|---|---|---|
| সলিড বন্ডিং (উভয় প্রান্ত আর্থেড) | শীথ উভয় প্রান্তে আর্থেড; সঞ্চালিত কারেন্ট প্রবাহিত হয় | উচ্চ — শীথ ক্ষয় কন্ডাক্টর ক্ষয়ের ৫–১৫% হতে পারে | ছোট ক্যাবল বিভাগ (<৫০০ m); কম-কারেন্ট সার্কিট |
| সিঙ্গেল-পয়েন্ট বন্ডিং | শীথ শুধুমাত্র এক প্রান্তে আর্থেড; কোনো সঞ্চালিত কারেন্ট পাথ নেই; আন-আর্থেড প্রান্তে শীথ ভোল্টেজ লিমিটার (SVL) ট্রানজিয়েন্ট ওভারভোল্টেজের বিরুদ্ধে রক্ষা করে | নগণ্য — কোনো সঞ্চালিত কারেন্ট নেই | মাঝারি-দৈর্ঘ্যের বিভাগ (৫০০–২ ০০০ m) |
| ক্রস-বন্ডিং | তিনটি সিঙ্গেল-কোর ক্যাবল; জয়েন্ট অবস্থানে শীথ ট্রান্সপোজড হয় যাতে একটি প্রধান বিভাগে প্রতিটি শীথ তিনটি ফেজের অবস্থান গ্রহণ করে; প্ররোচিত ভোল্টেজ প্রধান বিভাগের ওপর প্রায় শূন্যে মিলিত হয় | খুব কম — শুধুমাত্র অবশিষ্ট সঞ্চালিত কারেন্ট | দীর্ঘ সার্কিট (>২ ০০০ m); দীর্ঘ HV ক্যাবল সার্কিটের স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি |
একটি ক্রস-বন্ডেড ইনস্টলেশনের জন্য শীথ সেকশনালাইজিং জয়েন্ট প্রয়োজন — জয়েন্টটি ইনসুলেশন ও আর্দ্রতা বাধা ধারাবাহিকতা বজায় রেখে শীথকে বৈদ্যুতিকভাবে বিভক্ত করে। সার্কিটটি প্রধান বিভাগে (সাধারণত তিনটি মাইনর বিভাগ) বিভক্ত হয় এবং প্রতি তৃতীয় জয়েন্ট একটি ক্রস-বন্ডিং জয়েন্ট যেখানে শীথ ট্রান্সপোজড হয়।
ইনস্টলেশন ও কমিশনিং — HV ক্যাবল সঠিকভাবে করা
- ইনস্টলেশনের পরে PD টেস্ট (AC রেজোন্যান্ট): সম্পূর্ণ ক্যাবল সার্কিট (ক্যাবল + জয়েন্ট + টার্মিনেশন) একই সাথে PD মনিটরিংসহ ৩০–৬০ মিনিটের জন্য ১.০–১.৭ U₀ তে AC রেজোন্যান্ট টেস্ট সেট দিয়ে পরীক্ষিত। উদ্দেশ্য গো/নো-গো উইথস্ট্যান্ড টেস্ট পাস করা নয় — নিশ্চিত করা যে ইনস্টলেশনের পরে PD স্তর কারখানায় প্রতিটি ড্রাম দৈর্ঘ্যে পরিমাপ করা PD স্তরের সাথে মেলে। একটি জয়েন্ট বা টার্মিনেশন অবস্থানে PD তে যেকোনো বৃদ্ধি এনার্জাইজেশনের আগে তদন্ত ও সংশোধন করা হয়
- শীথ ইন্টিগ্রিটি টেস্ট (DC): ইনস্টলেশন ও ব্যাকফিলের পরে, বাইরের PE জ্যাকেটটি IEC 60229 অনুযায়ী জ্যাকেট পুরুত্বের প্রতি mm ১০ kV DC দিয়ে পরীক্ষিত। গ্রাফাইট সেমিকন্ডাক্টিভ বাইরের স্তর ক্যাবল পৃষ্ঠ বরাবর ঝাড়া একটি ইলেকট্রোড এবং মেটালিক শীথের মধ্যে ভোল্টেজ প্রয়োগ করে পরীক্ষাটি সম্পাদনের অনুমতি দেয়। জল প্রবেশের অনুমতি দেবে এমন যেকোনো জ্যাকেট ক্ষতি সনাক্ত ও মেরামত করা হয়
- শীথ ভোল্টেজ লিমিটার (SVL) যাচাইকরণ: সিঙ্গেল-পয়েন্ট ও ক্রস-বন্ডেড জয়েন্টের SVL গুলিকে রেটেড ডিসচার্জ কারেন্টে — সাধারণত ১০ kA, ৮/২০ μs ওয়েভফর্ম — তাদের অবশিষ্ট ভোল্টেজ নিশ্চিত করতে পরীক্ষা করতে হবে। সুইচিং বা লাইটনিং সার্জের সময় SVL ব্যর্থতা শীথ সেকশনালাইজিং জয়েন্টকে সম্পূর্ণ প্ররোচিত ভোল্টেজের কাছে প্রকাশ করে, ফলে জয়েন্ট ইনসুলেশন ব্যর্থ হয়
- ক্যাবল টানা: বেন্ডে সাইডওয়াল চাপ অবশ্যই বেন্ড রেডিয়াসের প্রতি মিটারে ৫০০ N অতিক্রম করবে না। সর্বোচ্চ টান-ফোর্স অ্যালার্মসহ একটি টানা ডাইনামোমিটার স্ট্যান্ডার্ড অনুশীলন। লুব্রিকেটেড ক্যাবল রোলার ক্যাবল রুট বরাবর প্রতি ২–৩ m এ অবস্থান করা হয়
কেন ইয়িচি উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার ক্যাবল বেছে নেবেন
- ইন-লাইন ডিগ্যাসিংসহ ড্রাই-কিউর CCV উৎপাদন লাইন: আমাদের CV (কন্টিনিউয়াস ভলকানাইজেশন) লাইন একটি সম্পূর্ণ ড্রাই-কিউর প্রক্রিয়া — ক্রস-লিংকিংয়ের সময় XLPE এর সাথে কোনো স্টিম, কোনো জল সংস্পর্শ নেই। ক্যাবলটি CCV টিউব থেকে সরাসরি উত্তপ্ত ডিগ্যাসিং চেম্বারে যায় যেখানে মেটালিক শীথ প্রয়োগের আগে অবশিষ্ট মিথেন <৫০ ppm এ হ্রাস পায়। এটি HV ক্যাবল উৎপাদনের গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড
- সুপার-ক্লিন, সুপার-স্মুথ সেমিকন্ডাক্টিভ ম্যাটেরিয়াল: কন্ডাক্টর স্ক্রিন ও ইনসুলেশন স্ক্রিন কম্পাউন্ড যোগ্যতাসম্পন্ন সরবরাহকারীদের থেকে সংগ্রহ করা হয় এবং কম্পাউন্ড ডেলিভারি থেকে এক্সট্রুশন পর্যন্ত পজিটিভ-প্রেশার ক্লিন-রুম পরিবেশে পরিচালিত হয়। ট্রিপল-এক্সট্রুশন হেডের আগে অপটিক্যাল পরিদর্শন দ্বারা পৃষ্ঠ ফিনিশ ও পরিচ্ছন্নতা যাচাই করা হয়
- প্রতিটি উৎপাদন দৈর্ঘ্য ১.৫ U₀ তে ≤৫ pC পর্যন্ত PD-টেস্টেড: PD পরিমাপ কারখানার মান গেট — গ্রহণযোগ্যতা থ্রেশহোল্ডের ওপরে PD স্তরসহ কোনো ক্যাবল দৈর্ঘ্য জাহাজে পাঠানো হয় না। প্রতিটি উৎপাদন দৈর্ঘ্যের PD ডেটা ডকুমেন্টেশন প্যাকেজে অন্তর্ভুক্ত থাকে
- IEC 60840 / IEC 62067 অনুযায়ী টাইপ-টেস্টেড: লাইটনিং ইমপালস, ভোল্টেজের বিপরীতে পার্শিয়াল ডিসচার্জ, ভোল্টেজ ও তাপমাত্রার বিপরীতে tan δ, হিট সাইকেল ভোল্টেজ টেস্ট এবং প্রাসঙ্গিক IEC স্ট্যান্ডার্ড অনুযায়ী বেন্ডিং টেস্টসহ সম্পূর্ণ টাইপ টেস্ট প্রোগ্রাম। গ্রাহক পর্যালোচনার জন্য টাইপ টেস্ট রিপোর্ট উপলব্ধ
- জয়েন্টিং ও টার্মিনেশন সহায়তা: HV ক্যাবল আনুষাঙ্গিক (জয়েন্ট, টার্মিনেশন, লিংক বক্স, SVL) ক্যাবলের মতোই সমালোচনামূলক। আমরা প্রধান HV আনুষাঙ্গিক সিস্টেমের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ক্যাবল মাত্রা ডিজাইন করি এবং আনুষাঙ্গিক নির্বাচনের জন্য প্রয়োজনীয় সম্পূর্ণ ক্যাবল জ্যামিতি ডেটা প্রদান করি
- অ্যাপ্লিকেশন ইঞ্জিনিয়ারিং: আমাদের আপনার সার্কিট প্যারামিটার পাঠান — সিস্টেম ভোল্টেজ, রেটেড কারেন্ট, শর্ট-সার্কিট লেভেল ও সময়কাল, রুট দৈর্ঘ্য, ইনস্টলেশন পদ্ধতি এবং বন্ডিং কনফিগারেশন — এবং আমাদের ইঞ্জিনিয়ারিং টিম IEC 60287 ও IEC 60949 অনুযায়ী প্রয়োজনীয় কন্ডাক্টর ও শীথ ক্রস-সেকশন, অ্যাম্পাসিটি রেটিং এবং প্রস্তাবিত বন্ডিং স্কিম গণনা করে