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समाक्षीय केबल में मौसम प्रतिरोधकता सुनिश्चित करने वाले मुख्य निर्माण तत्व

नमी बहिष्करण के लिए धात्विक शील्डिंग और दबावयुक्त परावैद्युत प्रणाली

कोएक्सियल केबल जो कठोर मौसमी परिस्थितियों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, उनमें कई परतें होती हैं जो तत्वों से होने वाले नुकसान से सुरक्षा प्रदान करती हैं। धातु कवच, जो आमतौर पर एल्युमीनियम या तांबे के टेप से बना होता है और केबल के आंतरिक भाग पर चिपकाया जाता है, वह विद्युत चुम्बकीय कवच बनाता है और अंदर घुसने की कोशिश कर रही नमी को रोकता है। ये कवच केबल के अंदर दबाव वाली प्रणालियों के साथ जुड़ने पर बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं। मूल रूप से, वे फोम इन्सुलेशन को नाइट्रोजन या शुष्क वायु से भर देते हैं ताकि सकारात्मक दबाव बना रहे जो पानी को बाहर रखे। पिछले साल की प्रसारण बुनियादी ढांचा रिपोर्ट में उल्लिखित कुछ क्षेत्र परीक्षणों के अनुसार, तटीय क्षेत्रों में जहां नमकीन हवा एक बड़ी समस्या है, ऐसे दबाव वाले केबल नमी के कारण होने वाली सिग्नल समस्याओं में लगभग 92% की कमी करते हैं। और सामग्री की बात करें, तो अधिकांश केबल डाइइलेक्ट्रिक घटक के रूप में पॉलीएथिलीन फोम का उपयोग करते हैं। निर्माता इस सामग्री के साथ विशेष उपचार करते हैं ताकि यह सूक्ष्म स्तर पर वास्तव में जल अणुओं को विकर्षित करे, जिससे आर्द्रता के स्तर के लगातार ऊंचे रहने पर भी स्थिर प्रदर्शन बनाए रखने में मदद मिले।

तापीय चक्रण के तहत तांबे से आवृत्त इस्पात बनाम ठोस तांबे के केंद्रीय चालक

जब हम चरम तापमान के तहत उन केंद्रीय चालकों के प्रदर्शन की बात करते हैं, तो यह बहुत मायने रखता है कि उन्हें बनाने में किस तरह की सामग्री का उपयोग किया जाता है। कॉपर क्लैड स्टील, या CCS जैसा कि इसे आमतौर पर कहा जाता है, इसके अंदर एक दिलचस्प संयोजन होता है। वास्तव में इसके कोर में स्टील होती है जो इसे अच्छी तन्य शक्ति प्रदान करती है, जबकि तांबे की बाहरी परत अधिकांश चालकता का काम संभालती है। CCS को विशेष बनाने वाली बात यह है कि विभिन्न तापीय परिवर्तनों के अधीन होने पर यह बहुत कम प्रसारित होता है। यह गुण तब सिग्नल को स्थिर रखने में मदद करता है जब ये चालक ऊंचाई पर हवा में स्थापित होते हैं जहां परिस्थितियां काफी कठोर हो सकती हैं। कुछ परीक्षणों में दिखाया गया है कि शून्य से 40 डिग्री सेल्सियस से लेकर धनात्मक 85 डिग्री सेल्सियस की सीमा में, CCS का प्रसार लगभग 0.8 प्रतिशत होता है, जबकि नियमित ठोस तांबे का प्रसार लगभग 1.2 प्रतिशत होता है। निश्चित रूप से, शुद्ध तांबे में बेहतर चालकता रेटिंग होती है (लगभग 100% IACS बनाम CCS के लगभग 40%) लेकिन यहां एक समझौता है। ठोस तांबे की समस्या यह है कि गर्म होने पर यह अधिक फैलता है, जिससे विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां तापमान दिन और रात के बीच नाटकीय रूप से उतार-चढ़ाव करता है, सिग्नल की स्थिरता में समस्याएं उत्पन्न होती हैं। इसीलिए अधिकांश इंजीनियर अब उन बड़े टावरों के लिए CCS का चयन कर रहे हैं जो विशाल दूरी तक फैले होते हैं। इन स्थापनाओं को अक्सर प्रतिदिन 60 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान में अंतर का सामना करना पड़ता है, इसलिए ऐसी चीज होना बिल्कुल आवश्यक है जो बहुत अधिक प्रसारित या संकुचित न हो, ताकि विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित हो सके।

कठोर-वातावरण में उपयोग के लिए समाक्षीय केबल प्रकारों की प्रदर्शन तुलना

तटीय नमक-धूल परीक्षण में हेलिएक्स® बनाम फ्लडेड फोम-डाइइलेक्ट्रिक समाक्षीय केबल

ठोस एल्युमीनियम के बाहरी चालकों के साथ बने कोएक्सियल केबल, हम सभी को पता वाले उन तटीय नमकीन छिड़काव परीक्षणों के दौरान संक्षारण के प्रति काफी बेहतर प्रतिरोध दर्शाते हैं। इन केबलों में संकेत शक्ति काफी हद तक बनी रहती है, जहाँ 1,000 घंटे तक लगातार नमकीन पानी की धुंध में रखने के बाद भी प्रति 100 फीट में 0.1 डीबी से भी कम की हानि होती है। इन्हें विशेष बनाने वाली बात यह है कि इनका निर्माण बिना किसी जोड़ के किया जाता है, जिससे पानी उन कनेक्टरों में प्रवेश नहीं कर पाता जहाँ आमतौर पर समस्याएँ शुरू होती हैं। यह उन टावरों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है जो समुद्र के किनारे होते हैं और जहाँ प्रसारण उपकरणों पर लगातार समुद्री हवा का प्रभाव पड़ता है। इसके विपरीत, फोम से भरे संस्करण समान परिस्थितियों में लगभग 15% अधिक संकेत शक्ति खो देते हैं, क्योंकि केशिका बलों द्वारा तरल छोटे-छोटे अंतरालों के माध्यम से खींच लिया जाता है। हमने ऐसे मामले देखे हैं जहाँ पॉलीएथिलीन जैकेट की परतों के बीच की छोटी जगहों में नमक जमा हो जाता है, जिससे केबल के माध्यम से संकेतों के संचरण के तरीके में बदलाव आता है और वह प्रतिरोध अमिलान बन जाता है जिसे सभी लोग नापसंद करते हैं। ASTM B117 मानकों के अनुसार किए गए क्षेत्र परीक्षण भी इसकी पुष्टि करते हैं। एल्युमीनियम ढाल वाले केबल, सामान्य फोम कोर केबल की तुलना में, जिन्हें उसी कठोर परीक्षण परिस्थितियों में रखा जाता है, लगभग पाँच गुना अधिक समय तक चलते हैं, जब तक कि 3% VSWR की सीमा तक नहीं पहुँच जाते जो यह दर्शाती है कि चीजें गलत दिशा में जा रही हैं।

हिमायन-प्रतिद्रवण चक्रों में एरियल मैसेंजर-समर्थित बनाम प्रत्यक्ष-गहराई वाली बख्तरबंद समाक्षीय केबल

संदेशवाहक द्वारा समर्थित एरियल समाक्षीय केबल्स -40°C से लेकर +85°C तक के चरम तापमान को सहन कर सकती हैं, जो उनके निलंबित तनाव डिज़ाइन के कारण होता है। ये केबल्स भूमि के हिलने से होने वाली समस्याओं से बचती हैं, लेकिन ठंडे मौसम में लचीली बनी रहने के लिए विशेष यूवी स्थायी जैकेट्स की आवश्यकता होती है। परीक्षणों से पता चला है कि उच्च घनत्व पॉलिएथिलीन आवरण में लपेटी गई इन सुविशेषताओं वाली स्थापनाएँ 200 से अधिक फ्रीज-थॉ चक्रों के बाद भी अपनी धारिता को लगभग ±2 pF/मीटर के भीतर स्थिर रखती हैं। भूमिगत अनुप्रयोगों के लिए, कवचित केबल्स क्रशिंग बलों के खिलाफ अच्छी सुरक्षा प्रदान करती हैं, लेकिन थॉ अवधि के दौरान लगभग 8% अधिक सिग्नल नुकसान की चोटियों का अनुभव करती हैं क्योंकि पिघली हुई बर्फ का पानी केबल आवरण के कमजोर स्थानों में प्रवेश कर जाता है। नियमित गैस इंजेक्टेड फोम के बजाय संपीड़न प्रतिरोधी परावैद्युत फोम का उपयोग करने से भी बहुत अंतर आता है। आईईसी 61196-1 मानकों के अनुसार, इस उन्नत फोम वाली गहराई में दबी केबल्स पुनरावृत्ति फ्रॉस्ट ह्यूव दबाव के तहत लगभग 22% कम कला अस्थिरता दर्शाती हैं। स्थापना के प्रकार के आधार पर नमी को रोकने के लिए अलग-अलग तरीकों की आवश्यकता होती है। भूमिगत लाइनों को आमतौर पर जेल भरी टेप्स की आवश्यकता होती है, जबकि एरियल स्थापनाओं को संयोजन बिंदुओं पर वाष्प अवरोधक स्प्लाइस से लाभ मिलता है।

प्रसारण समाक्षीय केबल के लिए महत्वपूर्ण पर्यावरण रेटिंग और अनुपालन मानक

MIL-DTL-17H अनुपालन और वास्तविक दुनिया के प्रसारण टावर तैनाती मानक

MIL-DTL-17H मानक केबलों के लिए कठोर मौसमी स्थितियों का सामना करने की क्षमता के संबंध में काफी कठिन आवश्यकताएँ निर्धारित करता है। इससे तात्पर्य नमी को बाहर रखना, तापमान में परिवर्तन के तहत स्थिर रहना और समय के साथ यांत्रिक रूप से मजबूत बने रहना है। ऐसे कठोर वातावरण में उपयोग किए जाने वाले प्रसारण समाक्षीय केबल के लिए यह एक प्रमुख विशिष्टता बनाता है। प्रसारण टावरों पर वास्तविक स्थापनाओं को देखते हुए, विशेष रूप से तटीय क्षेत्रों के पास या पर्वतीय क्षेत्रों में जहाँ परिस्थितियाँ कठोर होती हैं, इन मानकों को पूरा करने वाले केबलों के लंबे समय तक चलने की संभावना होती है। 2023 के उद्योग आंकड़ों ने एक दिलचस्प बात भी दिखाई: जब बार-बार हिमांक और विहिमांक चक्रों के अधीन किया गया, तो MIL-DTL-17H के तहत प्रमाणित केबलों में सामान्य केबलों की तुलना में लगभग 35 प्रतिशत कम विफलताएँ आईं। अंतिम निष्कर्ष यह है कि ये वास्तविक दुनिया के परीक्षण महत्वपूर्ण प्रसारण आवश्यकताओं के लिए संकेतों को मजबूत और स्थिर रखने तथा अप्रत्याशित डाउनटाइम को कम करने में मदद करते हैं।

जैकेट सामग्री विज्ञान: कोएक्सियल केबल में पराबैंगनी, ओजोन और रासायनिक प्रतिरोध

उच्च-पराबैंगनी पर्वतीय ट्रांसमीटर स्थलों के लिए LSZH, PE और PVDF जैकेट का मूल्यांकन किया गया

पर्वतीय प्रसारण स्थल अत्यधिक सौर तीव्रता के लिए अभियांत्रित कोएक्सियल केबल जैकेट की मांग करते हैं। तीन सामग्री उच्च-पराबैंगनी अनुप्रयोगों में प्रमुख हैं:

• एलएसजेडएच (कम धुआं शून्य हैलोजन) 2,000 मीटर से अधिक की ऊंचाई पर पराबैंगनी क्षरण का प्रतिरोध करते हुए न्यूनतम विषैले उत्सर्जन के साथ महत्वपूर्ण अग्नि सुरक्षा प्रदान करता है।
• PE (पॉलीएथिलीन) लागत प्रभावी नमी रोकथाम और मध्यम पराबैंगनी प्रतिरोधकता प्रदान करता है, हालांकि लंबे समय तक तनाव में आने से पतली दीवार वाले प्रकारों में भंगुरता आ सकती है।
• PVDF (Polyvinylidene Fluoride) कठोर वातावरण में उत्कृष्ट प्रदर्शन करता है, -40°C से +150°C तापमान परिवर्तन के दौरान लचीलापन बनाए रखते हुए 99% पराबैंगनी विकिरण को रोकता है।

क्षेत्र में किए गए परीक्षणों से पता चलता है कि उन पर्वत शिखरों पर स्थापित ट्रांसमीटर स्थलों पर एक दशक से अधिक समय तक रहने के बाद भी PVDF जैकेट अपनी तन्य शक्ति का लगभग 95% बरकरार रखते हैं। ऐसी स्थितियों में त्वरित मौसमीकरण परीक्षणों में केवल लगभग 60% धारण क्षमता दिखाने वाले पॉलीएथिलीन की तुलना में यह काफी उल्लेखनीय है। ओजोन प्रतिरोध के मामले में, उच्च वोल्टेज वाली मशीनों के पास यह बात विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाती है। PVDF और LSZH दोनों सामग्रियाँ उन सूक्ष्म दरारों के बनने से रोकती हैं, जिनसे आर्द्रता सुरक्षात्मक परतों में प्रवेश कर सकती है। इन सामग्रियों के बीच रासायनिक प्रतिरोध की कहानी भी काफी भिन्न है। PVDF विमान ईंधन और डीआइसिंग रसायनों जैसी चीजों के खिलाफ अच्छा प्रतिरोध दिखाता है, लेकिन हाइड्रोकार्बन विलायकों से संपर्क में आने पर सामान्य PE तेजी से विघटित होने लगता है। लंबे समय तक चलने वाले कोएक्स केबल पर निर्भर प्रसारण कंपनियों के लिए, संकेत अखंडता को वर्षों तक बनाए रखने में सही जैकेट सामग्री का चयन करना सब कुछ तय करता है।

सामान्य प्रश्न

समलाक्ष केबल्स की मौसम प्रतिरोधकता में कौन से कारक योगदान देते हैं?

समलाक्ष केबल्स धातु के ढाल और दबावयुक्त परावैद्युत प्रणालियों के माध्यम से मौसम प्रतिरोधकता प्राप्त करते हैं, जो नमी को बाहर रखते हैं और स्थिर संकेत बनाए रखते हैं।

चरम तापमान में ठोस तांबे की तुलना में तांबे से आवृत स्टील को क्यों प्राथमिकता दी जाती है?

तांबे से आवृत स्टील तन्य शक्ति और चालकता को कम प्रसार दरों के साथ जोड़ता है, जो तापमान में उतार-चढ़ाव के तहत स्थिर संकेत सुनिश्चित करता है।

तटीय वातावरण में विभिन्न प्रकार के समलाक्ष केबल्स का प्रदर्शन कैसे होता है?

ठोस एल्यूमीनियम बाहरी चालक तटीय परिस्थितियों में संक्षारण और संकेत हानि का प्रतिरोध करते हैं, जो केशिका बलों से प्रभावित होने वाली फोम-परावैद्युत केबल्स की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

एरियल मैसेंजर-समर्थित समलाक्ष केबल्स के क्या लाभ हैं?

वे चरम तापमान को संभालते हैं, स्थिरता बनाए रखते हैं, और ठंडे मौसम में लचीले रहने के लिए पराबैंगनी-स्थिर जैकेट की आवश्यकता होती है।

प्रसारण समलाक्ष केबल्स के लिए कौन से अनुपालन मानक महत्वपूर्ण हैं?

MIL-DTL-17H नमी प्रतिरोध और स्थिरता के लिए कठोर आवश्यकताएं निर्धारित करता है, जो कठोर वातावरण में टिकाऊपन सुनिश्चित करता है।

समाक्षीय केबल में जैकेट सामग्री का कितना महत्व है?

जैकेट सामग्री पराबैंगनी, ओजोन और रासायनिक प्रतिरोध को प्रभावित करती है, जिससे कठोर वातावरण में केबल की टिकाऊपन और सिग्नल अखंडता प्रभावित होती है।