UHV Transmission Lines اور Composite Insulators کا مکمل خلاصہ: چیلنجز، ڈیزائن، اور اطلاقیات
1 ہائی وولٹ ترانس میشن لائن کی خصوصیات اور مکمل جز
1.1 ہائی وولٹ ترانس میشن لائن کی خصوصیات
ہائی وولٹ ترانس میشن لائنیں نسبتاً کم قیمت کی ہوتی ہیں کیونکہ ان کے لیے درکار معلومات کم ہوتی ہیں۔ ان میں عام طور پر دو کنڈکٹر استعمال ہوتے ہیں، ایک پوزیٹو پول سے جڑا ہوتا ہے اور دوسرا منفی پول سے۔ ڈائریکٹ کرنٹ ترانس میشن لائنیں مضبوط ہوتی ہیں اور لمبی دوریوں پر کرنٹ کو منتقل کر سکتی ہیں۔ چین میں کچھ ہائی وولٹ ترانس میشن فیشنس میں ایسی کرنٹ کا بھی وسیع طور پر استعمال ہوتا ہے، جو روزمرہ کی زندگی میں خاص طور پر ظاہر ہوتا ہے۔
1.2 الیکٹرکل ڈیزائن کا ایک اہم جز ہائی وولٹ ترانس میشن لائن
بنیادی ڈیزائن کام میں، تعمیر کے لیے درکار انجینئرنگ کے نقشے کو دقت سے تیار کیا جانا چاہئے اور کام کے عمل کے مطابق پیروی کی جانی چاہئے۔ تعمیر کے منصوبوں کے لیے خام مواد کا انتخاب، تعمیر کے راستے، طریقوں اور تعمیر کے ٹیم کے ذریعہ متعلقہ ذخیرہ کی چیلنج کا معقول ڈیزائن، بجلی کی لائن کے معمولی کام کی یقینی بناتا ہے، کام کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے اور تعمیر کام کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔
2 سپر ہائی وولٹ ترانس میشن لائن کی ترقی کی حالت
عام لائن کے مقابلے میں، سپر ہائی وولٹ (UHV) لائنیں اعلیٰ درجے کی مانگ رکھتی ہیں، جیسے بیرونی لائن کی عایقیت کے درجات، بجلی کی مہندسی کی ٹیکنالوجیاں، اور لائن کی حفاظتی تدابیر۔ اگر UHV ترانس میشن لائن کی بیرونی عایقیت کا درجہ معیار کے مطابق نہ ہو یا حفاظتی تدابیر کافی نہ ہوں تو، آلودگی کا فلاشر، اوور وولٹیج، اور بریک ڈاؤن جیسی خرابیاں بڑھ جائیں گی۔ اس لیے، UHV ترانس میشن لائن پر کمپوزٹ عایق کا استعمال ضروری ہے اور مدرن گرڈ کی تعمیر کا غیر قابل بحث حصہ ہے۔
3 UHV ترانس میشن لائن میں کمپوزٹ عایق کے مسائل
3.1 انٹرفیس کا بریک ڈاؤن
کمپوزٹ عایق کے برقی نقص کے مسائل بنیادی طور پر بجلی کی چوٹ کی وجہ سے ہوتے ہیں، جو تمام نقص کا آدھا سے زیادہ حصہ رکھتے ہیں۔ حالانکہ مواد میں مستقل سودھار ہوتا رہا ہے، لیکن انٹرفیس کے دہراتہ نقص کا مسئلہ آباد ہے۔ پیداوار کے دوران، کور راڈز اور شیلڈ دونوں میں واضح طور پر جلد گرنے کا پہنomenon ظاہر ہوتا ہے، اور شیلڈ کے انٹرفیس اور راڈ کے قطر کو کھانے کا خطرہ ہوتا ہے، جس سے انٹرفیس کا نقص ہو سکتا ہے اور عایق کی خدمات کی مدت کو متاثر کر سکتا ہے۔ محصولات کی مسلسل بہتری اور سودھار کی ضرورت ہے تاکہ انٹرفیس کے نقص کی امکان کو کم کیا جا سکے۔
3.2 کور راڈ کا بریٹل فریکچر
کور راڈ کا بریٹل فریکچر UHV ترانس میشن لائن میں کمپوزٹ عایق کی ایک عام قسم کی خرابی ہے۔ کور راڈ کے بریٹل فریکچر کے دوران، اسید کے کیلنے کے تحت کور راڈ کے فائبرز کھننے شروع ہوتے ہیں، یہاں تک کہ چھوٹی بوجھ کے تحت پورا کور راڈ تکڑے ہو سکتا ہے۔ اصلی وجوہات یہ ہیں:
پہلے، یہ عام طور پر ہائی وولٹ کے انتہائی میدان کے درجے کے بلند مقامات پر ہوتا ہے۔ گریڈنگ رنگ کو الٹنا کمپوزٹ میٹریل کے عایق کا بریٹل فریکچر کا باعث بن سکتا ہے۔ اس مسئلے کا حل کرنے کے لیے، گریڈنگ رنگ کا ڈیزائن اور پروسیسنگ کرتے وقت یقینی بنانے کی ضرورت ہے کہ میگنیٹک فیلڈ کا درجہ مشخصہ سطح تک پہنچ جائے، میٹریل کے بریٹل فریکچر کو موثر طور پر روکا جا سکے۔
دوسرا، جب شیلڈ یا انتہائی سطح کسی طرح سے نقصان پذیر ہو تو، کریکس ہو سکتی ہیں۔ لیکن، نئے بورن فری کے فائبر کے اسید کے مقامت کے کور راڈ کا استعمال کل کی اسید کے مقامت کو بہت بڑھا دیتا ہے، اس سے یہ مسئلہ بہت کم ہو جاتا ہے۔ نوٹ کریں کہ نہیں ہر فائبر کور راڈ کے پاس بہترین اسید کی مقامت کی خصوصیات ہوتی ہیں؛ اس لیے، کارکردگی کی تجزیہ اور انتخاب کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگرچہ بریٹل فریکچرز کام کو بہت زیادہ متاثر کرتے ہیں، لیکن ان کی وقوع کی امکان کم ہوتی ہے اور مختلف مداخلات کے ذریعے کم کی جا سکتی ہے۔
3.3 بوڑھاپ کے مسائل
ایک مدت کے بعد استعمال کرنے کے بعد، عایق کو بوڑھاپ کے مسائل کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے جو عموماً درجہ حرارت اور سطح کے ڈسچارج کے عوامل کی وجہ سے ہوتے ہیں۔ اگرچہ سلیکون ربار کے مواد کی بوڑھاپ کا سائکل لمبا ہوتا ہے، لیکن ابتدائی مرحلے کے کارکردگی کی بوڑھاپ کا سبب ماحولی آلودگی اور مواد کی فارمولیشن ٹیکنالوجی ہو سکتی ہے۔ جبکہ زیادہ تر علاقوں میں سلیکون جیل کے ذریعہ اچھی حالت اور خصوصیات کو برقرار رکھا جا سکتا ہے، لیکن بوڑھاپ کو روکنا غیر ممکن ہے۔ عایق کی سیف آپریشن کی یقینی بنانے کے لیے، ابتدائی ٹیسٹنگ ضروری ہے۔ اس لیے، کمپوزٹ میٹریل کے عایق کی منظم نظر ثانی کی ضرورت ہے تاکہ مزید ڈیٹریوریشن کو روکا جا سکے۔
3.4 مکینکل مسائل
کمپوزٹ میٹریل کے عایق استعمال کے دوران مکینکل کارکردگی کی واضح کمزوری ظاہر کرتے ہیں۔ موجودہ طور پر، انٹرنل پلگ ٹائپ کے عایق استعمال کیے جا رہے ہیں، لیکن ان کے جوائنٹنگ کے طریق کے لیے بہت زیادہ مانگ ہوتی ہے، اور ایج رولڈ عایق کے ڈیزائن کے مقابلے میں کریپ سلوپ کے درمیان واضح فرق ہوتا ہے۔
4 UHV لائن کے لیے عایق کے سلسلے کی لمبائی اور کم سے کم ہوا کا فاصلہ کا تعین
4.1 UHV لائن ڈیزائن میں سمجھا جانے والا برقی عایق کا فاصلہ
1000kV AC UHV لائن کے لیے عایق کے مطابقت کی ضرورتیں مختلف صورتحالوں میں جیسے پاور فریکوئنسی، سوئچنگ اوور وولٹیج، اور بجلی کے اوور وولٹیج کے تحت سیف اور موثق آپریشن کی یقینی بنانی چاہئے۔ عایق کے سلسلے کے لیے ایک اہم کنٹرول فیکٹر پاور فریکوئنسی کا فلاشر ہوتا ہے۔ بیرونی عایق کی ساخت کو عام طور پر آلودگی کی تحمل کے مطابق کلک کیا جاتا ہے، موجودہ انجینئرنگ کے تجربے کے ساتھ، اونچائی اور برف کی کور کے عوامل کو مد نظر رکھتے ہوئے۔ سوئچنگ اوور وولٹیج کے لیے، 1.6p.u. اور 1.7p.u. کے اوور وولٹیج کے بیکس لیے جاتے ہیں؛ جب سسٹم کی سب سے اوپر کی آپریشنل وولٹیج 1100kV ہو تو، اگر سوئچنگ اوور وولٹیج کے ذریعہ عایق کے ٹکڑوں کی تعداد کو کنٹرول نہ کیا جا سکے اور کلک کی گئی قدر عایق کے سلسلے کے ایمپلٹ کے ڈسچارج وولٹیج کے 50% سے کم ہو تو، ایمپلٹ کے ڈسچارج کا خطرہ ہوتا ہے۔ UHV سسٹم میں، بجلی کا اوور وولٹیج آپریشنل وولٹیج کے ساتھ مستقیم تعلق نہیں ہوتا ہے، اور اعلیٰ بیرونی عایق کا درجہ بجلی کے اوور وولٹیج کو غیر متعین کن فیکٹر بناتا ہے۔
4.2 عایق کے سلسلے کی لمبائی
آلودگی کی صورتحال میں، عایق کے سلسلے کی لمبائی کو آلودگی کے خلاف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے تعین کیا جاتا ہے۔ یہ شامل ہوتا ہے: (1) مختلف عایق کے ذریعہ ہوا کی شرائط میں آلودگی کا فلاشر وولٹیج کا کلک کرنا تاکہ مختلف عایق کے 50٪ آلودگی کے فلاشر وولٹیج اور نمک کی گنجائش کے درمیان تعلق حاصل کیا جا سکے؛ (2) عایق کے تحمل کا کلک کرنا؛ (3) حلیل نمک کی گنجائش کا تصحيح اور کلک کرنا؛ (4) دھول کے نسبت نمک کے اثر کا کیلیبریشن عایق کی سطح کی آلودگی پر؛ (5) اوپر اور نیچے کی سطحوں کے نامساوی کا تصحيح؛ (6) اونچائیوں پر اونچائی کا تصحيح؛ اور (7) زیادہ سے زیادہ آپریشنل وولٹیج کی صورتحالوں کے تحت عایق کے حصوں کی تعداد کا کلک کرنا۔
4.3 UHV لائن کے لیے کم سے کم ہوا کا فاصلہ کا تعین
4.3.1 نرمال آپریشن کے لیے کم سے کم عایق کے ٹکڑوں کی تعداد کا کلک کرنا
یہ مقالہ UHV ترانس میشن لائن کے لیے کم سے کم کلیئرنس کا انتخاب کا کلیدی سائنسی مسئلہ پر مرکوز ہے، ایک-سروس ترانسفر لائن کو تحقیق کے موضوع کے طور پر استعمال کرتے ہوئے۔ یہ پاور فریکوئنسی وولٹیج اور بجلی کے اثرات کے تحت ٹرانسفر ٹاور کی ابعاد پر ہوا کے فاصلے کے اثرات کا مطالعہ کرتا ہے، میسر ہوا کے فاصلے کے ذریعہ ٹرانسفر ٹاور کی کم سے کم کلیئرنس کا تعین کرتا ہے، اور عایق کے تنزل کے اثرات کو ٹرانسفر ٹاور کی ساخت پر مد نظر رکھتے ہوئے، عایق کے تنزل کو مد نظر رکھتے ہوئے ٹرانسفر ٹاور کی کم سے کم کلیئرنس کا پیش کرتا ہے۔
4.3.2 سوئچنگ اوور وولٹیج کے فاصلے کا تعین
یہ انفرادی ہوا کے فاصلے کے لیے کام کے پالس ڈسچارج وولٹیج U50% کے کلک کے مطابق سوئچنگ اوور وولٹیج آپریشن کے لیے احصائی مطابقت کا فیکٹر کا تعین کرنے پر مشتمل ہے۔
ان میں Us سوئچنگ اوور وولٹیج کو ظاہر کرتا ہے، جس کی پیمائش کی جاتی ہے kV میں؛ Z ایک دائم ہے، اس لیے یہ 2.45 پر ٹیکن ہے؛ ایک ہوا کے فاصلے کے لیے σ1 کو 0.06 پر ٹیکن ہے؛ ان میں σm متعدد ہوا کے فاصلوں کا ویئرانس ہے، جس کو 0.024 پر ٹیکن ہے۔ اس لیے:
اس لیے، لائن ہوا کے فاصلے کے اوور وولٹیج کے آپریشن کے لیے احصائی مطابقت کا فیکٹر kc یہ ہے:
5 سپر ہائی وولٹ ترانس میشن لائن میں کمپوزٹ عایق کا استعمال
ہمارے ملک کی موجودہ لائن کے عمل کے ذریعے، یہ پایا گیا ہے کہ کمپوزٹ عایق کا استعمال لائن کی صيانت کی لاگت کو کم کر سکتا ہے اور بجلی کے گرڈ کی آلودگی کو کم کر سکتا ہے۔ آلودگی والے علاقوں میں، کمپوزٹ عایق کا استعمال کی تجویز کی جاتی ہے۔ 1000kV ترانس میشن لائن کے لیے، تقریباً 9 میٹر اونچائی کے عایق کا استعمال کی تجویز کی جاتی ہے، اور بہت زیادہ آلودگی والے علاقوں میں، 17 میٹر سے زائد اونچائی کے عایق کا استعمال کی تجویز کی جاتی ہے۔ اگر متعدد سیریز کنکشن کا استعمال کیا جائے تو، عایق کی اونچائی کو مزید تیار کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ عایق کی وزن اور لمبائی کو بھی بڑھا دے گا، جس سے لائن کی لاگت بڑھ جائے گی۔
اوپری اونچائی اور بہت زیادہ آلودگی والے علاقوں میں، کمپوزٹ عایق کے پاس زیادہ معاشی اور ٹیکنالوجیکل فائدے ہوتے ہیں۔ جب کمپوزٹ سٹرنگ کی لمبائی 10 میٹر سے زائد نہ ہو تو، یہ ٹاور کے ونڈو کے علاقے کو کم کر سکتا ہے، ٹاور کی لاڈ کو کنٹرول کر سکتا ہے اور فلاشر کے حادثات کو کم کر سکتا ہے۔ اس لیے، کمپوزٹ میٹریل کے عایق کے پاس ان مخصوص علاقوں میں بہت زیادہ فائدے ہوتے ہیں۔ سپر ہائی وولٹ ترانس میشن لائن کے لمبے عرصے تک مستقیم اور موثق آپریشن کی یقینی بنانے کے لیے، گہرائی سے تحقیق کی ضرورت ہے۔
ایک طرف، سپر لارج ٹنیج کمپوزٹ میٹریل کے عایق کی مکینکل خصوصیات پر تحقیق کی جانی چاہئے تاکہ موثر معیارات اور ٹیسٹنگ کے طریقے تشکیل دیے جا سکیں۔ اس کے علاوہ، کمپوزٹ عایق پر یکساں دباؤ کی یقینی بنانے کے ساتھ ساتھ، الیکٹرومیگنیٹک انٹرفیئرنس اور کورونا ڈسچارج کے مسائل کو حل کرنے کے لیے مناسب تدابیر کی اپنائی کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ناگہانی حادثات کو کم کیا جا سکے۔ ایک معقول آرکنگ کا طریقہ موثر آرکنگ کو روکنے کی یقینی بناتا ہے۔
موثر مکینکل ساخت کی یقینی بنائی گئی ہے تاکہ توڑا ہوا عایق زمین پر گرنے کو روکا جا سکے۔ گنجان معیار کے کنٹرول کے معیار تشکیل دیے جانے چاہئے تاکہ غیر معیاری محصولات کو روکا جا سکے، کور راڈز اور سکرٹس کے لیے گنجان مواد کا کنٹرول، اور تیاری کی ٹیکنالوجی کو اصل سے بہتر بنایا جا سکے تاکہ آپریشن کی سلامتی کے خطرات کو کم کیا جا سکے۔ تعمیر کے دوران، علمی ذخیرہ کا طریقہ عمل کیا جانے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ممکنہ نقصان کو کنٹرول کیا جا سکے۔ موثر صيانت اور جانچ کے منصوبے کو عمل کیا جانے کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ سلامتی کے خطرات کو جلدی شناخت کیا جا سکے اور متعلقہ اقدامات کیے جا سکیں تا
