रबर इन्सुलेशनसह वायर आणि केबल्स: प्रकार, फायदे आणि तोटे, साहित्य, उत्पादन तंत्रज्ञान
रबर-इन्सुलेटेड वायर्स आणि केबल्सचा वापर पँटोग्राफ जोडण्यासाठी आणि दुय्यम विद्युत प्रवाह नेटवर्कमध्ये वीज वितरित करण्यासाठी केला जातो आणि उद्योग, शेती, वाहतूक, बांधकाम आणि दैनंदिन जीवनात देखील मोठ्या प्रमाणात वापरला जातो.
रबर इन्सुलेशनसह केबल्स आणि वायर्सचे प्रकार
रबर इन्सुलेशनसह केबल्स, वायर्स आणि केबल्स खालील गटांमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात:
- प्रतिष्ठापन केबल्स, तारा आणि केबल्स;
- पॉवर केबल्स;
- नियंत्रण केबल्स;
- होसेससाठी लवचिक केबल्स आणि तारा;
- सागरी केबल्स आणि तारा;
- शरीर केबल्स;
- इलेक्ट्रिक रोलिंग स्टॉकसाठी तारा;
- विमान, ऑटोमोबाईल आणि ट्रॅक्टर वायर.
रबर किंवा प्लास्टिक इन्सुलेशनचा वापर लवचिक केबल मिळविण्याच्या इच्छेमुळे होत नाही, कारण ते केबल टर्मिनल्स सुलभ आणि सुलभ करण्यासाठी केले जाते.
लीड शीथचा वापर केल्याने केबलच्या इन्सुलेशन लेयरची वाढलेली लवचिकता वापरणे शक्य होत नाही आणि म्हणूनच ज्या प्रकरणांमध्ये वाढीव लवचिकता असलेली केबल आवश्यक आहे त्या बाबतीत, लीड नव्हे तर व्हल्कनाइज्ड रबर किंवा प्लास्टिकपासून बनविलेले होज जॅकेट आहेत. वापरले.
बहुतेक प्रकरणांमध्ये रबर इन्सुलेशनची उच्च सरासरी डायलेक्ट्रिक सामर्थ्य इन्सुलेशन लेयरमध्ये कमकुवत ठिकाणांच्या उपस्थितीमुळे वापरली जाऊ शकत नाही, ज्यामुळे इन्सुलेशन लेयरची जाडी वाढणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ, गर्भित पेपर इन्सुलेशन आणि परिणामी केबलचा व्यास वाढवण्यासाठी संरक्षणात्मक सामग्रीचा जास्त वापर.
उत्पादनाचा प्रारंभिक टप्पा म्हणजे टिनबंद आणि अनटिन केलेल्या तांब्याच्या तारांपासून वायर, केबल्स आणि कॉर्डसाठी मल्टी-कोर वायर्सचे स्ट्रेचिंग.
रबर इन्सुलेशनसह वायर आणि केबल्सच्या उत्पादनासाठी तंत्रज्ञान
मुख्य प्रक्रिया ऑपरेशन्समध्ये रबर आणि प्लॅस्टिकचे उत्पादन आणि त्यांचा कोर किंवा वायरवर वापर करणे समाविष्ट आहे. रबरच्या उत्पादनामध्ये हे समाविष्ट आहे प्लास्टीझिंग रबर आणि फिलर्स (चॉक, टॅल्क), सॉफ्टनर, सुधारक आणि व्हल्कनाइझिंग एजंट्सचा परिचय.
रबर कंपाऊंड वॉर्म प्रेसवर गरम दाबून किंवा स्पेशल प्रोफाईल रोलर्सवर कोल्ड दाबून कोरवर लावले जाते. रबर इन्सुलेशनची जाडी वायरच्या क्रॉस-सेक्शनच्या आकारावर आणि वायर किंवा केबलच्या रेट केलेल्या व्होल्टेजवर अवलंबून असते, तर नळीच्या जाकीटची जाडी केबलच्या व्यासाद्वारे निर्धारित केली जाते.
रबर होसेससाठी म्यानची जाडी 1 ते 8 मिमी आणि विनाइल पीव्हीसी जॅकेटसाठी 2 ते 4 मिमी पर्यंत बदलू शकते.
रबर इन्सुलेशन, कोल्ड किंवा गरम पद्धतीने कोरमध्ये लावल्यानंतर, इन्सुलेशन लेयरला आवश्यक भौतिक गुणधर्म देण्यासाठी व्हल्कनाइझ केले जाते: यांत्रिक शक्ती आणि लवचिकता. प्लास्टिकच्या आवरणांना व्हल्कनाइझेशनची आवश्यकता नसते.
तारांच्या रबर इन्सुलेशनच्या थराच्या वर, सूती धाग्याची एक वेणी लावली जाते, जी बिटुमेन किंवा इतर रचनांनी गर्भवती केली जाऊ शकते किंवा नायट्रो-लाह (विमान आणि ऑटोमोबाईल वायर) च्या थराने झाकली जाऊ शकते.
उर्वरित तांत्रिक ऑपरेशन्स, जसे की केबलमध्ये फिरवणे आणि संरक्षक कव्हर ठेवणे, इतरांप्रमाणेच केले जातात. केबल उत्पादने.
रबर इन्सुलेशनचे फायदे आणि तोटे
रबर इन्सुलेशनच्या उच्च विद्युतीय आणि यांत्रिक वैशिष्ट्यांमुळे अत्यंत कठीण कामकाजाच्या परिस्थितीत (कटिंग, लॉगिंग, उत्खनन इ.) कार्यरत असलेल्या अनेक वायर आणि केबल स्ट्रक्चर्सची जाणीव करणे शक्य झाले.
प्रतिरोधक मूल्यांची विस्तृत श्रेणी (1013 ते 1017 omcm पर्यंत) आणि लक्षणीय भिन्नता डायलेक्ट्रिक स्थिरांक रबरची रचना आणि त्याच्या उत्पादनाच्या तंत्रज्ञानावर अवलंबून, उत्पादनाची शक्यता प्रदान करा विविध प्रकारच्या तारा आणि केबल्सचे इन्सुलेशन.
रबर इन्सुलेशनच्या सकारात्मक गुणांसह, नकारात्मक देखील आहेत, त्यापैकी सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण खालील आहेत:
- इन्सुलेशन लेयरमध्ये हवेचे फुगे आणि चित्रपटांची उपस्थिती;
- ओझोन विरूद्ध व्हल्कनाइज्ड रबरची अस्थिरता;
- यांत्रिक शक्तींचा प्रभाव आणि इन्सुलेशनच्या डायलेक्ट्रिक सामर्थ्यावर ताण;
- गरम केल्यावर रबरची यांत्रिक आणि विद्युत वैशिष्ट्ये कमी करणे;
- मॅक्रोस्ट्रक्चरची विषमता (फिलर्स, अशुद्धता इत्यादींच्या धान्यांची उपस्थिती);
- लक्षणीय ओलावा पारगम्यता आणि ओलावा शोषण;
- पेट्रोलियम उत्पादने आणि खनिज तेलांच्या प्रभावांना कमी प्रतिकार;
- वायुमंडलीय ऑक्सिजन (थर्मल एजिंग) च्या उपस्थितीत गरम होण्याच्या कालावधीवर अवलंबून यांत्रिक गुणधर्मांचे नुकसान.
रबर इन्सुलेट सामग्री आणि तांत्रिक वैशिष्ट्ये
नैसर्गिक आणि सिंथेटिक रबरावर व्हल्कनाइज्ड रबरचा वापर विविध प्रकारच्या केबल उत्पादनांच्या निर्मितीसाठी केला जातो आणि अशा प्रकारे केबल उत्पादनात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.
उच्च-व्होल्टेज एसी वायर्स आणि केबल्सच्या उत्पादनासाठी रबर इन्सुलेशन वापरताना सर्वात जास्त अडचणी येतात, उदाहरणार्थ, 6 आणि 10 केव्ही पॉवर केबल्ससाठी जे उत्खनन, ड्रेज, पीट मशीन, इलेक्ट्रिक ट्रॅक्टर इत्यादींना वीज पुरवतात.
रबरचा अपुरा ओझोन प्रतिरोध जलद नाश आणि अशा केबलच्या सेवा जीवनात तीव्र घट ठरतो. या प्रकरणांमध्ये, एक विशेष ओझोन-प्रतिरोधक रबर वापरला जातो, जो ओझोनच्या कृतीसाठी कमी संवेदनाक्षम असतो आणि शेलला संरक्षणात्मक कोटिंग म्हणून वार्निश केले जाते.
तेल- आणि गॅसोलीन-प्रतिरोधक रबर पाककृती विकसित केल्या गेल्या आहेत ज्या विशेषतः गंभीर परिस्थितीत उच्च तापमानात तेल विहिरींमध्ये कार्यरत केबल बॉडीसाठी रबर इन्सुलेशन तयार करण्यास सक्षम करतात. हाय-व्होल्टेज इग्निशन वायर्स उच्च विद्युत क्षेत्राच्या ताकदीवर आणि -50 ते + 150 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत विस्तृत तापमान श्रेणीमध्ये कार्य करतात.
रबर इन्सुलेशनच्या रचनेत खालील मूलभूत सामग्रीचा समावेश आहे:
- रबर - नैसर्गिक (NK) किंवा सिंथेटिक (SK);
- फिलर - खडू, काओलिन, तालक इ.
- इमॉलिएंट्स - स्टियरिक ऍसिड, पॅराफिन, पेट्रोलियम जेली, बिटुमेन इ.
- मजबुतीकरण रबर संयुगे (कार्बन ब्लॅक) चे यांत्रिक गुणधर्म सुधारतात.
वायर्स आणि केबल्सच्या उत्पादनात वापरल्या जाणार्या रबर कंपाऊंड्समधील रबरचे प्रमाण 25 ते 60% च्या श्रेणीत (वजनानुसार) बदलते आणि सर्व फिलर्सची एकूण रक्कम - 70 ते 35% / सुमारे 2% सॉफ्टनर्सवर पडते आणि व्हल्कनायझर्स (सल्फर) साठी सुमारे 1.5%.
सध्या, तारा आणि केबल्सचे पृथक्करण करण्यासाठी रबरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, ज्याचे व्हल्कनायझेशन विशिष्ट सल्फर यौगिकांच्या विघटनादरम्यान व्हल्कनाइझेशन दरम्यान सोडलेल्या सल्फरमुळे केले जाते, उदाहरणार्थ, टेट्रामेथिलथियुराम डायसल्फाइड (थ्युराम). अशा "सल्फर-फ्री" टायर्सने उष्णता प्रतिरोध वाढविला आहे आणि म्हणून दीर्घ सेवा जीवन आहे. या रबराचे यांत्रिक गुणधर्म सल्फर व्हल्कनाइज्ड रबरपेक्षा थोडे कमी आहेत.
हे विशेषतः लक्षात घेतले पाहिजे की सल्फर-मुक्त किंवा त्यांना म्हणतात, उष्णता-प्रतिरोधक रबर्सचा वायर किंवा केबलच्या तांब्याच्या कंडक्टरवर विध्वंसक प्रभाव पडत नाही आणि म्हणून वायर आणि कंडक्टरला टिनिंग करण्याची आवश्यकता नाही. रबर-इन्सुलेटेड वायर आणि केबल्सच्या उत्पादनात जा.
आधी सांगितल्याप्रमाणे रबराबरोबरच, सिंथेटिक थर्माप्लास्टिक मटेरियल, ज्यांना इलास्टोमर्स देखील म्हणतात, मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
त्यापैकी, सर्वप्रथम, त्यात पीव्हीसी राळापासून बनविलेले एक अतिशय सामान्य प्लास्टिक मिश्रण समाविष्ट केले पाहिजे, जे केबल उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते, मुख्यतः कमी-व्होल्टेज वायर आणि केबल संरक्षक कोटिंग्ज (होसेस) च्या उत्पादनासाठी.
पीव्हीसी राळ विनाइल क्लोराईडच्या पॉलिमरायझेशनद्वारे प्राप्त होते. प्लॅस्टिकलायझर, स्टॅबिलायझर आणि फिलरसह बारीक विभाजित राळ मिसळून लवचिक प्राप्त केले जाते.
पांढरा कार्बन ब्लॅक, काओलिन बहुतेकदा फिलर म्हणून वापरला जातो आणि ट्रायक्रिसिल फॉस्फेट, डिब्युटाइड फॅथलेट इत्यादींचा वापर प्लास्टिसायझर म्हणून केला जातो.पीव्हीसी व्यतिरिक्त, विनाइल क्लोराईडचे कॉपॉलिमर, उदाहरणार्थ विनाइल एसीटेटसह, देखील वापरले जातात.
पीव्हीसी इन्सुलेशनचे मुख्य तोटे:
- अपर्याप्त विद्युत गुणधर्म (अपर्याप्त इन्सुलेशन प्रतिरोध आणि डायलेक्ट्रिक लॉस अँगलच्या स्पर्शिकेचे मोठे मूल्य), जे प्लास्टिसायझर्सच्या उपस्थितीद्वारे तसेच पीव्हीसी राळमधील सीएल आयन काढून टाकण्याच्या सुलभतेद्वारे स्पष्ट केले जाते;
- अपुरा दंव प्रतिकार.
प्लास्टिसायझर्सच्या योग्य निवडीसह, समाधानकारक विद्युत वैशिष्ट्ये प्राप्त केली जाऊ शकतात.
पीव्हीसीच्या सकारात्मक गुणधर्मांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
- उष्णता वृद्धत्वासाठी उच्च प्रतिकार;
- तेल आणि कोणत्याही स्नेहकांच्या प्रभावांविरूद्ध प्रतिकार;
- उच्च पोशाख प्रतिकार;
- पाणी प्रतिकार;
- 93% सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि ग्लेशियल ऍसिटिक ऍसिड वगळता अनेक सॉल्व्हेंट्स, ऍसिडस् आणि बेसचा प्रतिकार; बेंझिनवर सॉल्व्हेंट्सचा विपरित परिणाम होतो, ज्यामुळे 12 दिवस बेंझिनच्या क्रियेच्या संपर्कात आलेल्या प्लास्टिकच्या कंपाऊंडची तन्य शक्ती 7 पटीने कमी होते आणि विशिष्ट आवाजाचा प्रतिकार 2-2.5 पटीने कमी होतो;
- ज्वलनशीलता नसणे.
वायर्स आणि केबल्सच्या उच्च-गुणवत्तेच्या इन्सुलेशनच्या उत्पादनासाठी पॉलिथिलीनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो... ही एक तुलनेने मऊ सामग्री आहे (70 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केल्यावर त्याची घनता एकसमान कमी होते), ज्यामध्ये दंव प्रतिरोध आणि ओझोन प्रतिरोध चांगला असतो आणि ऊर्जा म्हणून इन्सुलेशनसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते (XLPE इन्सुलेटेड केबल्स) आणि उच्च वारंवारता वायर आणि केबल्स.
प्लॅस्टिक कंपाऊंडची गुणवत्ता केवळ मूलभूत पॉलिमरच्या गुणधर्मांद्वारेच नव्हे तर मोठ्या प्रमाणात फिलर आणि प्लास्टिसायझर्सच्या योग्य निवडीद्वारे आणि गुणवत्तेद्वारे निर्धारित केली जाते.ज्या उत्पादकांना आवश्यक गुणधर्म मिळवायचे आहेत त्यांच्यासाठी फिलर आणि प्लास्टिसायझर्सची निवड हे एक मोठे आव्हान आहे.
तांत्रिक आणि आर्थिक दृष्टीने सर्व कठीण कार्ये, उदाहरणार्थ, ओझोन-प्रतिरोधक रबर मिळवणे इत्यादी, आवश्यक गुणधर्मांसह मूलभूत प्लास्टिक किंवा सिंथेटिक सामग्री निवडून सोडविली जाते.
रसायनशास्त्राच्या सद्यस्थितीसह, नजीकच्या भविष्यात असंख्य सिंथेटिक सामग्रीच्या देखाव्याची अपेक्षा केली जाऊ शकते, ज्याचा वापर केल्याने तारा आणि केबल्सच्या इन्सुलेशनसह अद्याप निराकरण न झालेल्या समस्या पूर्णपणे सोडवणे शक्य होईल.