ওভারহেড বৈদ্যুতিক কেবল: প্রকার, নির্বাচন এবং ইনস্টলেশন

সঠিক নির্বাচন করা ওভারহেড বৈদ্যুতিক তার একটি ট্রান্সমিশন বা বিতরণ লাইনের জন্য তিনটি পরস্পর নির্ভরশীল ভেরিয়েবলের ভারসাম্য প্রয়োজন: ক্রমাগত বর্তমান-বহন ক্ষমতা, যান্ত্রিক প্রসার্য শক্তি, এবং সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রার অধীনে দীর্ঘমেয়াদী ঝুলে থাকা আচরণ . বেশিরভাগ মাঝারি এবং উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ইস্পাত-রিইনফোর্সড অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাকটর (ACSR) ডিফল্ট পছন্দ হিসাবে রয়ে গেছে কারণ গ্যালভানাইজড স্টিলের কোর মোট উত্তেজনার প্রায় 55% থেকে 65% বহন করে যখন অ্যালুমিনিয়াম স্ট্র্যান্ডগুলি কারেন্ট বহন করে, ফাংশনগুলির একটি বিচ্ছেদ যা কোনও সমজাতীয় সঞ্চালন করতে পারে না।

কন্ডাকটর প্রকার এবং উপাদান রচনা

ওভারহেড বৈদ্যুতিক তারগুলি কন্ডাক্টরের সামগ্রী এবং স্ট্র্যান্ডিং কনফিগারেশন দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। তিনটি প্রাথমিক বেয়ার কন্ডাক্টর পরিবার বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে, প্রতিটি পৃথক স্প্যান দৈর্ঘ্য এবং পরিবেশগত অবস্থার জন্য উপযুক্ত।

ACSR, বা অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাক্টর স্টিল-রিইনফোর্সড, একটি ঘনকেন্দ্রিক স্ট্রেন্ডেড ইস্পাত কোর নিয়ে গঠিত যা শক্তভাবে টানা 1350-H19 অ্যালুমিনিয়াম স্ট্র্যান্ডের এক বা একাধিক স্তর দ্বারা বেষ্টিত। ইস্পাত কোর, বিভিন্ন শক্তির গ্রেডে উপলব্ধ, প্রসার্য মেরুদণ্ড প্রদান করে, যখন অ্যালুমিনিয়াম স্তরগুলি পরিবাহিতা সহ কারেন্ট বহন করে। 61.2% IACS (আন্তর্জাতিক অ্যানিলেড কপার স্ট্যান্ডার্ড)। একটি সাধারণ ACSR "ড্রেক" কন্ডাক্টর, যার একটি 26/7 স্ট্র্যান্ডিং এবং 28.14 মিমি এর সামগ্রিক ব্যাস, একটি রেটযুক্ত প্রসার্য শক্তি অর্জন করে 140 kN এবং 75°C তাপমাত্রায় প্রায় 907 amps এর একটানা প্রশস্ততা মাঝারি বায়ু অবস্থার অধীনে।

Aএএসি, অল-অ্যালুমিনিয়াম খাদ কন্ডাক্টর, 6201-T81 অ্যালুমিনিয়াম খাদ তারের একটি সমজাতীয় স্ট্র্যান্ডিং ব্যবহার করে। এই খাদটি 1350-H19 বৈদ্যুতিক পরিবাহী অ্যালুমিনিয়ামের তুলনায় প্রায় দ্বিগুণ প্রসার্য শক্তি অর্জনের জন্য ম্যাগনেসিয়াম এবং সিলিকনকে অন্তর্ভুক্ত করে, একটি ইস্পাত কোরের প্রয়োজনীয়তা দূর করে। AAAC কন্ডাক্টরগুলি নির্দিষ্ট করা হয় যেখানে ইস্পাত কোরের ক্ষয় একটি উদ্বেগের বিষয়, বিশেষ করে বায়ুবাহিত ক্লোরাইড বা সালফার যৌগ সহ উপকূলীয় বা শিল্প পরিবেশে। একটি চৌম্বক ইস্পাত কোরের অনুপস্থিতি হিস্টেরেসিস এবং এডি-কারেন্ট ক্ষয়ক্ষতিও দূর করে, এসি প্রতিরোধকে প্রায় কমিয়ে দেয় 3% থেকে 5% সমান-ব্যাসের ACSR এর তুলনায় একই লোড কারেন্টের অধীনে।

AAC, সম্পূর্ণরূপে 1350-H19 স্ট্র্যান্ড থেকে তৈরি অল-অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাক্টর, প্রতি ইউনিট ওজনের সর্বোচ্চ পরিবাহিতা কিন্তু সর্বনিম্ন প্রসার্য শক্তি প্রদান করে। এটির ব্যবহার শহুরে বন্টন নেটওয়ার্ক এবং সাবস্টেশনের মধ্যে বাস-বার ড্রপারগুলিতে ছোট স্প্যানগুলিতে সীমাবদ্ধ, যেখানে স্প্যানের দৈর্ঘ্য খুব কমই 50 মিটারের বেশি হয় এবং কন্ডাক্টরকে উচ্চ বরফ বা বাতাসের ভার সহ্য করার প্রয়োজন হয় না।

স্ট্যান্ডার্ড কন্ডাকটর প্রকারের তুলনামূলক কর্মক্ষমতা

প্রশস্ততা এবং তাপ রেটিং মৌলিক বিষয়

একটি ওভারহেড বৈদ্যুতিক তারের প্রশস্ততা একটি নির্দিষ্ট সংখ্যা নয় তবে প্রতিরোধক ক্ষতি (I²R গরম করা), পরিবাহী পৃষ্ঠ দ্বারা শোষিত সৌর বিকিরণ, বায়ু থেকে সংবহনশীল শীতল এবং আকাশে বিকিরণকারী তাপ হ্রাসের মধ্যে তাপের ভারসাম্যের একটি ফাংশন। IEEE 738 মান এই ভারসাম্যকে নিয়ন্ত্রণ করে এমন স্থির-স্থিতি তাপীয় সমীকরণকে সংজ্ঞায়িত করে। পূর্ণ সূর্য, কম বাতাসের গতি 0.6 মিটার/সেকেন্ড এবং একটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 40 ডিগ্রি সেলসিয়াস, একটি প্রদত্ত কন্ডাকটরের প্রশস্ততা সবচেয়ে খারাপ অনুমানের অধীনে 25% থেকে 35% কম মাঝারি বসন্ত অবস্থার জন্য প্রকাশিত মান তুলনায়.

কন্ডাক্টর অপারেটিং তাপমাত্রা হল স্বাধীন পরিবর্তনশীল যা স্তব্ধতা নিয়ন্ত্রণ করে। স্ট্যান্ডার্ড ACSR কন্ডাক্টরকে ক্রমাগত অপারেশনের জন্য রেট দেওয়া হয় 75°C, 90°C, অথবা 100°C , জরুরী বা স্বল্প-মেয়াদী পিক লোড অবস্থার জন্য উচ্চ তাপমাত্রা অনুমোদিত। 93 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে, অ্যালুমিনিয়াম স্ট্র্যান্ডগুলি অ্যানিল হতে শুরু করে, স্থায়ীভাবে তাদের প্রসার্য শক্তি হ্রাস করে। উচ্চ-তাপমাত্রা কম-স্যাগ (HTLS) কন্ডাক্টর যেমন ACSS, G(Z)TACSR, এবং ACCR সম্পূর্ণভাবে অ্যানিলড অ্যালুমিনিয়াম বা যৌগিক কোর ব্যবহার করে একটানা কাজ করতে 150°C থেকে 210°C , লম্বা টাওয়ারের প্রয়োজন ছাড়াই একই রাইট-অফ-ওয়ের মধ্যে একটি প্রচলিত ACSR লাইনের প্রশস্ততা প্রায় দ্বিগুণ করে।

সাগ-টেনশন গণনা এবং স্ট্রিং অনুশীলন

কন্ডাকটর টেনশন এবং স্যাগের মধ্যে সম্পর্ক ক্যাটেনারি সমীকরণ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, যা 300 মিটারের কম স্প্যানের জন্য গ্রহণযোগ্য ত্রুটি সহ একটি প্যারাবোলিক অনুমানে সরল করে। নকশা প্রক্রিয়াটি রুলিং স্প্যান ধারণা দিয়ে শুরু হয়, একটি ওজনযুক্ত গড় স্প্যান দৈর্ঘ্য যা ডেড-এন্ড স্ট্রাকচারের মধ্যে একটি সম্পূর্ণ টেনশন বিভাগের সমতুল্য যান্ত্রিক আচরণের প্রতিনিধিত্ব করে। সর্বনিম্ন স্ট্রিং তাপমাত্রায় প্রাথমিক আনলোড করা টান, সাধারণত -20°C বা 0°F , অবশ্যই সেট করতে হবে যাতে ভৌগলিক লোডিং জেলার জন্য ন্যাশনাল ইলেকট্রিক্যাল সেফটি কোড (NESC) দ্বারা নির্দিষ্ট করা সবচেয়ে গুরুতর বরফ এবং বায়ু লোড সংমিশ্রণের অধীনে কন্ডাক্টর তার রেট করা ব্রেকিং শক্তির 60% অতিক্রম না করে।

স্ট্রিংিং কেবল কন্ডাকটরকে টার্গেট টেনশনে টানানো এবং এটিকে আটকানো নয়। পরিচিত অভিন্ন তাপমাত্রায় কন্ডাকটরকে ট্রানজিট বা ডিজিটাল সাগোমিটারের সাহায্যে স্প্যান জুড়ে দেখার দ্বারা পরিমাপ করা একটি স্যাগ মানতে টান দিতে হবে। ACSR ড্রেকের 300-মিটার স্প্যানের জন্য 15°C তাপমাত্রায় বাতাস বা বরফ ছাড়াই, টার্গেট স্যাগ প্রায় 6.5 মিটার , প্রায় 17 kN একটি অনুভূমিক টান অনুরূপ. ক্লিপ করার পরে, কন্ডাক্টর স্ট্র্যান্ড সেটলিং এবং ধাতব ক্রীপের মাধ্যমে শিথিল হয়, প্রায় হারায় পরিষেবার প্রথম 1,000 ঘন্টা ধরে প্রাথমিক উত্তেজনার 10% থেকে 15% . স্ট্রিংিং স্যাগ অবশ্যই 10% থেকে 12% এর ওভার-টেনশন টার্গেট করে এই হামাগুড়ির পূর্বাভাস দিতে হবে, যা তারপর ডিজাইনের চূড়ান্ত স্তব্ধতায় শিথিল হয়ে যায়।

বায়বীয় কম্পন এবং পরিবাহী স্যাঁতসেঁতে

যখন একটি স্থির লেমিনার বায়ু 1 এবং 7 m/s গতিতে একটি ওভারহেড তারের উপর দিয়ে যায়, তখন এটি পর্যায়ক্রমে কার্মন ঘূর্ণি বয়ে দেয় যা বাতাসের দিকে লম্বভাবে একটি চক্রীয় উত্তোলন বল প্ররোচিত করে। এই বায়বীয় কম্পন, ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত এর পরিসরে 3 থেকে 150 Hz , কন্ডাক্টরকে তার উচ্চতর কম্পন মোডগুলির একটির একটি প্রাকৃতিক অনুরণন কম্পাঙ্কে বা কাছাকাছি দোলাতে বাধ্য করে। কন্ডাক্টর সাসপেনশন ক্ল্যাম্পের ফলে বাঁকানো স্ট্রেন, যেখানে গতি সম্পূর্ণরূপে সংযত হয়, প্রায় অ্যালুমিনিয়ামের ক্লান্তি সহ্য করার সীমা ছাড়িয়ে যায় 57 MPa (8.3 ksi) কয়েক মিলিয়ন চক্রের মধ্যে, যা স্থির বাতাসের পরিস্থিতিতে কয়েক দিনের মধ্যে জমা হয়।

প্রশমনে স্টকব্রিজ ড্যাম্পার, স্পাইরাল ভাইব্রেশন ড্যাম্পার (আনুষ্ঠানিকভাবে ডগ-বোন ড্যাম্পার বা সর্পিল-ফর্ম ড্যাম্পার উপাদান বলা হয়), বা বান্ডিল কন্ডাক্টরগুলিতে স্পেসার ড্যাম্পার ব্যবহার করা হয়। একটি সঠিকভাবে টিউন করা স্টকব্রিজ ড্যাম্পারের দুটি অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে যা প্রভাবশালী কন্ডাকটর ফ্রিকোয়েন্সি বন্ধনী করে, এর মেসেঞ্জার ক্যাবল স্ট্র্যান্ডের অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ দ্বারা কম্পন শক্তি শোষণ করে। বাতা থেকে দাম্পার বসানো দূরত্ব নির্বিচারে নয়; এটি অবশ্যই এমন একটি স্থানে স্থাপন করা উচিত যেখানে কন্ডাকটরের কম্পন অ্যান্টিনোড প্রশস্ততা ড্যাম্পারকে উত্তেজিত করার জন্য যথেষ্ট। ACSR Lynx কন্ডাক্টরের সাথে একটি সাধারণ 132 kV লাইনের জন্য, প্রথম ড্যাম্পার স্থাপন করা হয় সাসপেনশন বাতা মুখ থেকে 0.8 থেকে 1.2 মিটার , 400 মিটারের বেশি স্প্যানে 1.8 মিটারে দ্বিতীয় ড্যাম্পার সহ।

করোনা ডিসচার্জ এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড ম্যানেজমেন্ট

230 কেভি এবং তার বেশি ট্রান্সমিশন ভোল্টেজগুলিতে, কন্ডাকটর পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের গ্রেডিয়েন্ট বায়ুর অস্তরক ভাঙ্গন শক্তির কাছে আসে, প্রায় সমুদ্রপৃষ্ঠে 30 kV/সেমি . যখন পৃষ্ঠের গ্রেডিয়েন্ট শুষ্ক অবস্থায় মোটামুটি 17 কেভি/সেমি অতিক্রম করে, তখন করোনা স্রাব শুরু হয়, শ্রবণযোগ্য আওয়াজ তৈরি করে, 0.5 থেকে 1.6 মেগাহার্টজ ব্যান্ডে রেডিও হস্তক্ষেপ (আরআই), এবং শক্তি হ্রাস পায়। পৃষ্ঠের গ্রেডিয়েন্টটি পরিবাহী ব্যাসার্ধের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক; ফেজ প্রতি একটি একক কন্ডাক্টর অন্তত একটি ব্যাস থাকতে হবে 230 কেভির জন্য 24 মিমি এবং 345 কেভির জন্য 32 মিমি গ্রেডিয়েন্টকে করোনা থ্রেশহোল্ডের নিচে রাখতে।

30 থেকে 45 সেন্টিমিটার ব্যবধানে অনমনীয় স্পেসার দ্বারা পৃথক করা দুই, তিন বা চারটি উপ-পরিবাহীর মধ্যে ফেজ কারেন্টকে বিভক্ত করে বান্ডেলড কন্ডাক্টররা এটিকে সমাধান করে। 400 kV তে 28 মিমি ব্যাস কন্ডাক্টরের একটি টুইন-বান্ডেল প্রায় সমান ব্যাস অর্জন করে 180 মিমি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বন্টনের পরিপ্রেক্ষিতে, সমতুল্য মোট ক্রস-বিভাগীয় এলাকার একটি একক পরিবাহীর তুলনায় মোটামুটি তিনের একটি গুণক দ্বারা পৃষ্ঠের গ্রেডিয়েন্টকে হ্রাস করে। সাব-স্প্যান দোলনের বিরুদ্ধে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের অভিন্নতা এবং যান্ত্রিক স্থিতিশীলতার মধ্যে ভারসাম্যকে অপ্টিমাইজ করার জন্য স্পেসারের ব্যবধান বেছে নেওয়া হয়, এটি এমন একটি ঘটনা যেখানে উইন্ডওয়ার্ড কন্ডাক্টর লিওয়ার্ডকে রক্ষা করে, একটি বায়ুগত অস্থিরতা তৈরি করে যা উপবৃত্তাকার চাবুকের গতিকে চালিত করে।

অন্তরক নির্বাচন এবং ক্রিপেজ দূরত্ব সমন্বয়

ওভারহেড কন্ডাক্টর যান্ত্রিকভাবে সমর্থিত এবং সাসপেনশন বা টেনশন ইনসুলেটর স্ট্রিং দ্বারা বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন। দূষিত ভেজা অবস্থায় ফ্ল্যাশওভার প্রতিরোধ করার জন্য ইনসুলেটরের ক্রীপেজ দূরত্ব, শক্তিযুক্ত প্রান্ত ফিটিং থেকে গ্রাউন্ডেড প্রান্ত পর্যন্ত ইনসুলেটর পৃষ্ঠ বরাবর পথের দৈর্ঘ্য অবশ্যই যথেষ্ট। সিস্টেম ফেজ-টু-ফেজ ভোল্টেজের প্রতি kV ক্রিপেজের মিমি-তে নির্দিষ্ট ক্রিপেজ দূরত্ব সংজ্ঞায়িত করা হয়। হালকা দূষণ এলাকার জন্য, একটি নির্দিষ্ট ক্রিপেজ 16 মিমি/কেভি পর্যাপ্ত; ভারী শিল্প বা উপকূলীয় লবণ স্প্রে, 31 মিমি/কেভি বা তার বেশি সুনির্দিষ্ট, গভীর স্কার্ট সহ দীর্ঘ স্ট্রিং বা কুয়াশা-টাইপ ইনসুলেটর ব্যবহার করে অর্জন করা হয়।

সিলিকন রাবার শেড সহ যৌগিক পলিমারিক ইনসুলেটরগুলি 138 কেভি এবং তার নীচে নতুন নির্মাণের জন্য চীনামাটির বাসন এবং কাচের ক্যাপ-এবং-পিন স্ট্রিংগুলিকে ব্যাপকভাবে স্থানচ্যুত করেছে এবং EHV স্তরে গ্রহণযোগ্যতা অর্জন করছে৷ সিলিকন রাবারের হাইড্রোফোবিক পৃষ্ঠ একটি অবিচ্ছিন্ন পরিবাহী ফিল্ম তৈরি করার পরিবর্তে জলকে পুঁতিতে পরিণত করে, যা ফুটো কারেন্টকে দমন করে একটি হাইড্রোফিলিক চীনামাটির বাসন পৃষ্ঠের তুলনায় 10 থেকে 100 এর একটি ফ্যাক্টর অভিন্ন দূষণ অবস্থার অধীনে। কম্পোজিট ইনসুলেটরগুলির প্রাথমিক ব্যর্থতার মোড হল অ্যাসিড আক্রমণ থেকে ফাইবারগ্লাস কোর রডের ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার বা ত্রুটিপূর্ণ এন্ড-ফিটিং সিলে জল প্রবেশ করা, এমন একটি প্রক্রিয়া যার জন্য যান্ত্রিক লোডের ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ এবং হাউজিং অখণ্ডতার ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন প্রয়োজন।

জয়েন্টিং, ডেড-এন্ডিং এবং হার্ডওয়্যার সামঞ্জস্য

পুরো ওভারহেড লাইনটি কেবল তার জয়েন্ট এবং সমাপ্তির মতোই নির্ভরযোগ্য। মিড-স্প্যান জয়েন্টগুলি, কন্ডাক্টরের দৈর্ঘ্যের জন্য প্রয়োজনীয় স্ট্যান্ডার্ড রীলের ক্ষমতার বেশি, অবশ্যই কমপক্ষে একটি প্রসার্য শক্তি অর্জন করতে হবে কন্ডাক্টরের রেটেড ব্রেকিং শক্তির 95% এবং একটি বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের 75% এর বেশি নয় যা সংযোগহীন পরিবাহীর সমতুল্য দৈর্ঘ্যের। কম্প্রেশন-টাইপ ফুল-টেনশন জয়েন্টগুলি, একটি ষড়ভুজ ডাই এবং 700 বার (10,000 psi) সক্ষম হাইড্রোলিক প্রেস দিয়ে প্রয়োগ করা হয়, শিল্পের মান। জয়েন্ট বডি একটি অ্যালুমিনিয়াম হাতা যা অ্যালুমিনিয়াম স্ট্র্যান্ডের উপর স্লাইড করে এবং একটি পৃথক স্টিলের হাতা যা ইস্পাত কোরকে আঁকড়ে ধরে। দুটি হাতা স্বাধীনভাবে swaged হয়; স্টিলের হাতা প্রথমে, পুরো রেটযুক্ত টানটি কোর জুড়ে স্থানান্তর করে, তারপরে অ্যালুমিনিয়াম হাতা, যা ইস্পাত জয়েন্টের চারপাশে কারেন্ট বহন করে।

ইলেক্ট্রোলাইটের উপস্থিতিতে অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাক্টর স্ট্র্যান্ড কপার অ্যালয় হার্ডওয়্যারের সাথে যোগাযোগ করে যেখানেই বাইমেটালিক গ্যালভানিক জারা ঘটে। অ্যালুমিনিয়াম, তামা থেকে অ্যানোডিক হওয়ায়, বলিদানে ক্ষয় হয়। অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাকটরের জন্য সমস্ত কম্প্রেশন সংযোগকারী এবং ক্ল্যাম্প বডিগুলিকে অবশ্যই অ্যালুমিনিয়াম খাদ থেকে তৈরি করতে হবে বা তামা থেকে অ্যালুমিনিয়ামের সরাসরি যোগাযোগ রোধ করতে সম্পূর্ণরূপে টিন-প্লেটেড হতে হবে। সাবস্টেশন ডেড-এন্ড স্ট্রাকচারে যেখানে অ্যালুমিনিয়াম ওভারহেড লাইন তামার বাস-কাজে রূপান্তরিত হয়, একটি বাইমেটালিক ঘর্ষণ-ওয়েল্ডেড ট্রানজিশন লগ দুটি ধাতুকে বিচ্ছিন্ন করে যখন লাইনের সম্পূর্ণ শর্ট-সার্কিট কারেন্টের জন্য রেট করা একটি কম-প্রতিরোধী বর্তমান পথ প্রদান করে।