تیل اور گیس سے بھرے ہائی وولٹیج کیبلز کا ڈیزائن اور اطلاق
زیر زمین ہائی وولٹیج کیبلز کو کئی سالوں سے بجلی کی ترسیل کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے اور کئی سالوں کے دوران متعدد مختلف ٹیکنالوجیز تیار کی گئی ہیں۔
موصل گیس اور تیل کی پائپ لائنوں میں تکنیکی، ماحولیاتی اور آپریشنل خصوصیات ہیں جو انہیں ایک بہت اچھا متبادل بناتے ہیں جب محدود جگہ میں ہائی وولٹیج کی ترسیل کی ضرورت ہوتی ہے، مثال کے طور پر جب اسے استعمال کرنا ناممکن ہو اوور ہیڈ پاور لائنز.
وولٹیج 400 kV کے لیے سپین میں ہائی وولٹیج کیبلز
گیس اور تیل کی موصل ٹرانسمیشن کیبلز (ہائی پریشر گیس اور آئل کیبلز) اوور ہیڈ لائنوں کا ایک محفوظ اور لچکدار متبادل ہیں اور ایک ہی پاور ٹرانسمیشن فراہم کرتے ہوئے بہت کم جگہ لیتے ہیں۔
چونکہ ان کا زمین کی تزئین پر بہت کم یا کوئی اثر نہیں ہوتا ہے اور ان کے کم سے کم برقی مقناطیسی اخراج کا مطلب ہے کہ وہ عمارتوں کے قریب یا یہاں تک کہ استعمال کیے جاسکتے ہیں، تیل اور گیس سے بھرے ہائی وولٹیج کیبلز کو وسیع رینج کے لیے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
مقناطیسی اشارے B جو اس طرح کے ڈھانچے کے قریب ناپا جا سکتا ہے بہت کم ہے، مساوی اوور ہیڈ لائن کے مقابلے میں بہت کم ہے۔ پائپوں سے 5 میٹر کے فاصلے پر یہ 1 μT سے کم ہے۔
یہ زیر زمین اوور ہیڈ لائنوں کا تسلسل فراہم کرنے، پاور سٹیشنوں کو پاور گرڈ سے منسلک کرنے یا بڑے صنعتی پلانٹس کو عام گرڈ سے جوڑنے کے لیے موزوں ہیں۔
جب بڑھتے ہوئے دباؤ کے ساتھ کیبلز میں استعمال کیا جاتا ہے تو، کیبل کی موصلیت کی ڈائی الیکٹرک طاقت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے، اور اس کی موٹائی اور اس کے مطابق، اخراجات کم ہوتے ہیں۔ تیل یا گیس سے بھری کیبلز میں بڑھتا ہوا دباؤ موصلیت کے اندر کھوکھلی کور یا کیبل کے ساتھ موجود دیگر نالیوں کے ذریعے پیدا ہوتا ہے اور اگر کیبل کو اسٹیل کی نالی میں رکھا جاتا ہے تو اسے موصلیت کے باہر لگایا جاتا ہے۔
ہائی وولٹیج گیس سے بھری کیبلز کے ساتھ کیبل لائن کی تعمیر
گیس سے بھری کیبلز پانی سے لگائی گئی موصلیت کا استعمال کرتی ہیں جس کی تہہ ختم ہوتی ہے، جس کی تہہ میں دباؤ کے تحت ایک غیر فعال گیس ہوتی ہے، جس میں اچھی برقی خصوصیات اور اعلی تھرمل چالکتا (نائٹروجن، SF6 گیس، وغیرہ) ہوتی ہے۔ ہوا کو نائٹروجن یا SF6 گیس سے بدلنا موصلیت کے آکسیکرن سے بچتا ہے۔
دباؤ کی شدت کے مطابق، کیبلز کو کم (0.7 - 1.5 atm)، درمیانے (3 atm تک) اور زیادہ (12 - 15 atm) دباؤ کے ساتھ ممتاز کیا جاتا ہے۔ پہلی دو قسم کی کیبلز بنیادی طور پر 10 - 35 kV کے لیے تھری فیز اور ہائی پریشر کیبلز - 110 - 330 kV کے لیے سنگل فیز سے بنی ہیں۔
110 کے وی کے لیے سنگل کور آئل سے بھری کیبلز ہولو کور کے بیچ میں ایک آئل کنڈکٹنگ چینل کے ساتھ بنائی جاتی ہیں، اور وولٹیج 500 کے وی کے لیے - کور میں ایک مرکزی چینل اور حفاظتی شیتھ کے نیچے چینلز کے ساتھ۔
تین فیز تیل سے بھرا ڈیزائن
دباؤ میں اضافے کے لیے حفاظتی خول کو مضبوط بنانے کی ضرورت ہوتی ہے اس پر مضبوط دھاتی پٹیاں لگا کر، جو مناسب کوٹنگز کے ساتھ ساتھ جستی سٹیل کی تاروں کی زرہ سے سنکنرن سے محفوظ رہتی ہیں۔
تیل سے بھری کیبل سے بنی جدید ہائی وولٹیج لائن کا ایک بڑا نقصان بہت مہنگے اور پیچیدہ معاون آلات کی ضرورت ہے، جیسے: سپلائی ٹینک، پریشر ٹینک، سٹاپ، کپلر اور اینڈ کنیکٹر۔
امپریگنٹنگ کمپوزیشن کے حجم میں تبدیلیوں کا معاوضہ سپلائی ٹینک اور پریشر ٹینک پر مشتمل سپلائی ڈیوائسز کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ فیڈ ٹینک اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ دباؤ میں تھوڑی تبدیلی کے ساتھ تیل کی ایک بڑی مقدار کیبل کے اندر یا باہر ڈالی جائے، اور پریشر ٹینک تیل کے حجم میں کسی بھی تبدیلی کے ساتھ کیبل میں دباؤ کو برقرار رکھتا ہے۔
تیل موجودہ لے جانے والے تار کے مرکزی چینل کے ساتھ کیبل کے ساتھ ساتھ چلتا ہے۔ کیبل لائن کو الگ الگ میک اپ حصوں میں جھاڑیوں کو محدود کرکے تقسیم کیا جاتا ہے۔
تیل سے بھری کیبل کا سب سے مضبوط حریف پریشرائزڈ گیس کیبل ہے۔ تیل سے بھری ہائی وولٹیج گیس سے بھری کیبل کے مقابلے میں، اس کے لیے کم لائن تعمیراتی لاگت کی ضرورت ہوتی ہے، پیچیدہ معاون آلات کی ضرورت نہیں ہوتی، اور یہ تنصیب اور آپریشن دونوں میں بہت آسان ہے۔
گیس سے بھری کیبلز کے ساتھ تھری فیز لائن کی تنصیب
تیل سے بھری ہوئی کیبلز کے مقابلے میں گیس سے بھری کیبلز کا بنیادی فائدہ گیس کے ساتھ کیبل لائن کی فراہمی کی سادگی، تیز مائل اور عمودی راستوں پر کیبل بچھانے کا امکان ہے۔
گیس سے بھری کیبلز وولٹیج 10 - 35 kV کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہوتی ہیں۔110 kV اور اس سے زیادہ کے وولٹیجز پر، تیل سے بھرے ہوئے کیبلز کے مقابلے گیس سے بھرے کیبلز میں تحریک کی طاقت کم اور تھرمل مزاحمت زیادہ ہوتی ہے۔ اس لیے یہ کیبلز ہمارے ملک میں 110 kV اور اس سے اوپر کے وولٹیج پر شاذ و نادر ہی استعمال ہوتی ہیں۔
یورپی ممالک میں، اس کے برعکس، تیل سے بھری کیبلز (Oil Filled Cable) گیس سے بھری ہوئی کیبلز (گیس سے بھری ہوئی ٹرانسمیشن لائنز، GIL) سے کم استعمال ہوتی ہیں۔
یہ ٹیکنالوجی تقریباً 70 کی دہائی میں یورپ میں لاگو ہونا شروع ہوئی۔ یہ خاص طور پر شہری ماحول میں ہائی وولٹیج نیٹ ورکس کو دفن کرنے کا امکان فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ فی الحال، 500 kV تک کے وولٹیجز کے لیے گیس سے بھری ہوئی کیبلز کا استعمال کرتے ہوئے بہت سے مکمل منصوبے ہیں۔
گیس سے بھری کیبلز کا فائدہ دباؤ میں ہنگامی کمی کی صورت میں حفاظت کا نسبتاً بڑا مارجن ہے، جس کی وجہ سے دباؤ کم ہونے پر انہیں فوری طور پر منقطع نہیں کیا جا سکتا۔
گیس سے بھری کیبل ڈیزائن
پریشر آئل کے نیچے اسٹیل پائپ لائن میں کیبلز تین سنگل کور کیبلز ہیں جن میں کاغذی موصلیت معدنی یا مصنوعی تیل (سیسے کے بغیر) سے رنگی ہوئی ہے، جو 15 atm تک پریشر آئل کے ساتھ اسٹیل پائپ لائن میں واقع ہیں۔
عام طور پر، زیادہ چپکنے والے تیلوں کا استعمال موصلیت کو متاثر کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور پائپ لائن کو بھرنے کے لیے کم چپکنے والے تیل استعمال کیے جاتے ہیں۔ اسٹیل پائپ لائنوں میں دباؤ والے تیل کے ساتھ اس طرح کی کیبل لائنیں 110 - 220 kV کے وولٹیج کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
موصلیت دھاتی کاغذ یا سوراخ شدہ تانبے کی پٹیوں سے بنی اسکرین سے ڈھکی ہوئی ہے، جس پر سیلنگ کوٹنگ لگائی گئی ہے - ایک پولی تھیلین میان جو نقل و حمل کے دوران نمی کو کیبل میں داخل ہونے سے روکتی ہے۔
دو یا تین نیم سرکلر کانسی یا تانبے کے تاروں کو سیلنگ کوٹنگ پر سرپلی طور پر لگایا جاتا ہے، جو کیبل کو نالی میں کھینچنے میں سہولت فراہم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اس کے علاوہ، وہ مراحل کو ایک دوسرے سے ایک خاص فاصلے پر رکھتے ہیں، جس سے نظام کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ تیل کی گردش اور پائپ لائن کے ساتھ کیبل اسکرینوں کے برقی رابطے کو یقینی بناتا ہے۔
اسٹیل ٹیوب، جو کیبل میں دباؤ کو برقرار رکھتی ہے، مکینیکل نقصان کے خلاف ایک قابل اعتماد تحفظ ہے۔ موصلیت پر تیل کا دباؤ پولی تھیلین میان کے ذریعے منتقل ہوتا ہے۔
اوور ہیڈ سے کیبل کی منتقلی
ہائی وولٹیج کیبل کا کمزور نقطہ عام طور پر کنیکٹر ہوتا ہے۔ ہائی وولٹیج کیبل لائنوں کی ترقی میں ایک اہم کام ایک ایسے کنیکٹر کی تخلیق ہے جو تنصیب کے لیے آسان ہو اور اس میں بجلی کی طاقت ہو جو کیبل سے کم نہ ہو۔
اینڈ کنیکٹرز کیبل لائن کے سروں پر نصب کیے جاتے ہیں، اور لائن کے ہر 1 - 1.5 کلومیٹر پر نیم اسٹاپ کنیکٹر نصب کیے جاتے ہیں (وہ پائپ لائن کے ملحقہ حصوں کے درمیان تیل کے آزادانہ تبادلے کو روکتے ہیں)۔
پائپ لائن میں پہلے سے طے شدہ تیل کے دباؤ کو ایک خودکار آپریٹنگ یونٹ کے ذریعہ برقرار رکھا جاتا ہے جو دباؤ کم ہونے پر پائپ لائن کو تیل فراہم کرتا ہے اور دباؤ بڑھنے پر اضافی تیل کو ہٹا دیتا ہے۔
تیل سے بھری ہوئی کیبلز کے کنیکٹرز میں، کرنٹ لے جانے والی تاروں کا برقی کنکشن اور کیبل کے آئل چینلز کا کنکشن ہوتا ہے۔
کور کو ایک ساتھ دبایا جاتا ہے اور آئل چینل کے تسلسل کو کھوکھلی اسٹیل ٹیوب کے ذریعے یقینی بنایا جاتا ہے (تیل کی موجودگی کی وجہ سے ویلڈنگ یا بریزنگ کی اجازت نہیں ہے)۔
ایک گراؤنڈ شیلڈ (ٹن کی ہوئی تانبے کی چوٹی) بشنگ کی پوری لمبائی کے ساتھ لگائی جاتی ہے، اور جھاڑی کے باہر دھاتی رہائش میں بند ہوتا ہے۔
تیل سے بھرے ہائی وولٹیج کیبل کی بشنگ
پریشرائزڈ گیس اسٹیل پائپ لائن میں کیبلز پچھلے ڈیزائن سے صرف اس میں مختلف ہوتی ہیں کہ معدنی یا مصنوعی تیل کی بجائے، پائپ لائن ایک کمپریسڈ انرٹ گیس سے بھری ہوتی ہے، عام طور پر تقریباً 12-15 atm کے دباؤ پر نائٹروجن۔ اس طرح کی کیبلز کا فائدہ لائن سپلائی سسٹم کی ایک اہم سادگی اور لاگت میں کمی ہے۔
کیبل کی موصلیت نہ صرف صنعتی فریکوئنسی وولٹیج کی مسلسل نمائش سے متاثر ہوتی ہے، بلکہ وولٹیج کو بھی متاثر کرتی ہے، کیونکہ کیبلز براہ راست اوور ہیڈ لائنوں یا کھلے سب اسٹیشنوں اور سوئچ گیئرز کے برقی آلات سے جڑی ہوتی ہیں جو اثرات کو محسوس کرتے ہیں۔ ماحولیاتی لہریں.
تیل سے بھری ہوئی کیبل کی تحریک کی طاقت گیس سے بھری کیبل سے زیادہ ہوتی ہے، چاہے ان میں تیل یا گیس کے دباؤ کی قدریں کچھ بھی ہوں۔ کسی بھی قسم کی کیبل کے لیے، امپلس بریک ڈاؤن وولٹیج کو کاغذی پٹیوں کی موٹائی کو کم کرکے بڑھایا جا سکتا ہے، یعنی ان کے درمیان فاصلوں کو کم کرکے۔ تیل سے بھری کیبلز یا بیرونی گیس کے دباؤ کے تحت کیبلز، جہاں موصلیت میں خلاء ایک امپریگنیٹنگ کمپاؤنڈ سے بھرا ہوا ہوتا ہے، سب سے زیادہ خرابی والی وولٹیج ہوتی ہے۔
زیرزمین کئی گنا (سرنگ) میں گیس سے بھرے ہائی وولٹیج کیبلز کو آسانی سے کیبلز کے درمیان منتقل کیا جا سکتا ہے، لیکن اس قسم کی تنصیب کو تقریباً کسی دیکھ بھال کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
ہائی پریشر گیس اور تیل سے موصل کیبل پائپ لائنوں نے کئی دہائیوں سے پہلے ہی اپنی تکنیکی اعتبار کو ثابت کر دیا ہے، کیونکہ یہ اپنی بہت اچھی ٹرانسمیشن خصوصیات کے علاوہ آپریشن میں اور خرابی کی صورت میں بھی غیر معمولی حفاظت فراہم کرتی ہیں۔
آپریشن کے دوران کیبل لائنوں کی موصلیت کی حالت کو احتیاطی ٹیسٹوں کے ذریعے جانچا جاتا ہے، جس سے موصلیت کی سالمیت کی سنگین خلاف ورزیوں اور اس میں موجود نقائص (فیز گراؤنڈنگ، تار ٹوٹنا وغیرہ) کی نشاندہی کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔ موصلیت کی مزاحمت، رساو کے کرنٹ، ڈائی الیکٹرک نقصان کے زاویہ وغیرہ کی پیمائش کریں۔
واضح رہے کہ کیبل لائنوں کی موصلیت کے لیے، موصلیت میں عیب دار جگہوں کا پتہ لگانے کا واحد طریقہ احتیاطی ٹیسٹ ہیں، کیونکہ کیبل لائن معائنہ اور حفاظتی مرمت کے لیے ناقابل رسائی ہے۔ لہذا، کیبل لائنوں کی موصلیت کی حفاظتی جانچ کو کیبلز کی موصلیت میں نقائص کی فوری شناخت کرنی چاہیے اور اس لیے نیٹ ورک کی ہنگامی صورتحال کو کم کرنا چاہیے۔
مضمون کے علاوہ - سیمنز ایک گیس ٹرانسمیشن لائن تیار کر رہا ہے۔
نئی لائن کو فی سسٹم پانچ گیگا واٹ (جی ڈبلیو) تک بجلی کی ترسیل کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ جرمنی کی وفاقی وزارت برائے اقتصادی امور اور توانائی اس ترقیاتی منصوبے کے لیے 3.78 ملین یورو دے رہی ہے۔
براہ راست کرنٹ برقی تاریں۔ موجودہ گیس انسولیٹڈ ٹرانسمیشن لائن (TL) کی ٹیکنالوجی پر مبنی ہوگی، جو کہ دو مرتکز ایلومینیم پائپوں پر مشتمل ہے۔ گیسوں کا مرکب ایک موصل ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ اب تک، گیس سے موصل کیبل لائنیں صرف متبادل کرنٹ کے لیے دستیاب تھیں۔
ٹرانسمیشن نیٹ ورک کی توسیع ضروری ہے اگر 2050 تک جرمنی کی 80% بجلی کی طلب قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے پوری کی جائے۔
بجلی پیدا کی۔ ونڈ ٹربائنز ملک کے شمالی حصے میں اور جرمنی کے ساحل کے ساتھ، جرمنی کے جنوبی حصے میں مال برداری کے مراکز تک زیادہ سے زیادہ مؤثر طریقے سے لے جانا پڑے گا۔DC ٹرانسمیشن AC ٹرانسمیشن کے مقابلے میں کم برقی نقصانات کی وجہ سے اس کے لیے بہترین ہے۔
ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ (HVDC) کا استعمال کرتے ہوئے اوور ہیڈ ٹرانسمیشن لائنوں اور بعض علاقوں میں زیر زمین بچھائی گئی گیس سے موصل براہ راست کرنٹ ٹرانسمیشن لائنوں کا استعمال کرتے ہوئے نیٹ ورک کی ترقی کو تین فیز ٹیکنالوجی کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم وسائل کے استعمال سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔
"زیر زمین براہ راست کرنٹ ٹرانسمیشن جرمنی کی بجلی کے نئے ڈھانچے میں منتقلی کے لیے ضروری ہے، کیونکہ اس کی ترقی ابتدائی طور پر جرمنی میں ہوگی۔ بعد میں یورپی یونین کے دیگر ممالک یا دنیا بھر کے دیگر ممالک سے پوچھ گچھ کافی حد تک ممکن ہو گی۔ کسی بھی صورت میں، براہ راست موجودہ گیس ٹرانسمیشن لائن کی ترقی کے ساتھ، جرمنی مستقبل کے ٹرانسمیشن سسٹم کے ڈیزائن میں ایک اہم کردار ادا کرے گا،" سیمنز انرجی مینجمنٹ میں گیس ٹرانسمیشن سسٹم کے ذمہ دار ڈینس امامووچ نے کہا۔