তার এবং ক্যাবল পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত শিল্ডিং-এর দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন ধারণা রয়েছে: ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং এবং ইলেকট্রিক ফিল্ড শিল্ডিং। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং-এর উদ্দেশ্য হলো উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির সংকেত প্রেরণকারী ক্যাবল (যেমন আরএফ ক্যাবল এবং ইলেকট্রনিক ক্যাবল) যাতে বাহ্যিক হস্তক্ষেপ ঘটাতে না পারে, অথবা দুর্বল কারেন্ট প্রেরণকারী ক্যাবলে (যেমন সিগন্যাল বা মেজারমেন্ট ক্যাবল) বাহ্যিক ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গের হস্তক্ষেপ রোধ করা এবং তারগুলোর মধ্যে ক্রসটক কমানো। ইলেকট্রিক ফিল্ড শিল্ডিং-এর উদ্দেশ্য হলো মাঝারি ও উচ্চ-ভোল্টেজের পাওয়ার ক্যাবলের কন্ডাক্টর পৃষ্ঠ বা ইনসুলেশন পৃষ্ঠের শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে ভারসাম্যপূর্ণ করা।
১. বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র প্রতিরোধী স্তরের গঠন ও প্রয়োজনীয়তা
পাওয়ার ক্যাবলের শিল্ডিং-এর মধ্যে কন্ডাক্টর শিল্ডিং, ইনসুলেশন শিল্ডিং এবং মেটালিক শিল্ডিং অন্তর্ভুক্ত। প্রাসঙ্গিক মান অনুযায়ী, ০.৬/১কেভি-এর বেশি রেটেড ভোল্টেজের ক্যাবলগুলিতে একটি মেটালিক শিল্ডিং স্তর থাকা উচিত, যা প্রতিটি ইনসুলেটেড কোরে বা মাল্টি-কোর স্ট্র্যান্ডেড ক্যাবল কোরে প্রয়োগ করা যেতে পারে। কমপক্ষে ৩.৬/৬কেভি রেটেড ভোল্টেজের XLPE-ইনসুলেটেড ক্যাবল এবং কমপক্ষে ৩.৬/৬কেভি রেটেড ভোল্টেজের EPR থিন-ইনসুলেটেড ক্যাবল (অথবা কমপক্ষে ৬/১০কেভি রেটেড ভোল্টেজের থিক-ইনসুলেটেড ক্যাবল)-এর জন্য অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক সেমিকন্ডাক্টিভ শিল্ডিং কাঠামোও প্রয়োজন।
(1) পরিবাহী শিল্ডিং এবং ইনসুলেশন শিল্ডিং
পরিবাহীর আবরণ (অভ্যন্তরীণ অর্ধপরিবাহী আবরণ) অধাতব হওয়া উচিত, যা এক্সট্রুডেড অর্ধপরিবাহী উপাদান অথবা পরিবাহীর চারপাশে মোড়ানো একটি অর্ধপরিবাহী টেপ এবং তার উপরে একটি এক্সট্রুডেড অর্ধপরিবাহী স্তর দ্বারা গঠিত।
ইনসুলেশন শিল্ডিং (বাইরের অর্ধপরিবাহী শিল্ডিং) হলো একটি অধাতব অর্ধপরিবাহী স্তর যা প্রতিটি ইনসুলেটেড কোরের বাইরের পৃষ্ঠে সরাসরি এক্সট্রুড করা হয়, এবং এটি ইনসুলেশনের সাথে দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত থাকতে পারে অথবা ইনসুলেশন থেকে আলাদা করা যায়। এক্সট্রুড করা ভেতরের এবং বাইরের অর্ধপরিবাহী স্তরগুলো ইনসুলেশনের সাথে দৃঢ়ভাবে সংযুক্ত থাকা উচিত, যার ইন্টারফেস মসৃণ হবে, কোনো স্পষ্ট স্ট্র্যান্ডের চিহ্ন থাকবে না এবং কোনো ধারালো প্রান্ত, কণা, পোড়া দাগ বা আঁচড় থাকবে না। এজিং-এর আগে ও পরে কন্ডাক্টর শিল্ডিং স্তরের রোধাঙ্ক ১০০০ Ω·m এবং ইনসুলেশন শিল্ডিং স্তরের রোধাঙ্ক ৫০০ Ω·m অতিক্রম করা উচিত নয়।
অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক অর্ধপরিবাহী শিল্ডিং উপাদানগুলো সংশ্লিষ্ট ইনসুলেশন উপাদানের (যেমন ক্রস-লিঙ্কড পলিইথিলিন, ইথিলিন-প্রোপিলিন রাবার, ইত্যাদি) সাথে কার্বন ব্ল্যাক, অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট, ইথিলিন-ভিনাইল অ্যাসিটেট কোপলিমার এবং অন্যান্য অ্যাডিটিভ মিশিয়ে তৈরি করা হয়। কার্বন ব্ল্যাক কণাগুলো পলিমারের মধ্যে সুষমভাবে ছড়িয়ে থাকা উচিত, কোনো জমাট বাঁধা বা দুর্বল বিস্তার থাকা চলবে না।
ভোল্টেজ লেভেল বাড়ার সাথে সাথে ভেতরের ও বাইরের সেমিকন্ডাক্টিভ শিল্ডিং লেয়ারের পুরুত্ব বৃদ্ধি পায়। যেহেতু ইনসুলেশন লেয়ারের উপর বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি ভিতরে বেশি এবং বাইরে কম থাকে, তাই সেমিকন্ডাক্টিভ শিল্ডিং লেয়ারের পুরুত্বও বাইরে থেকে ভিতরে বেশি হওয়া উচিত। অতীতে, দুর্বল স্যাগ নিয়ন্ত্রণের কারণে সৃষ্ট আঁচড় বা অতিরিক্ত শক্ত কপার টেপের কারণে সৃষ্ট ছিদ্র প্রতিরোধ করার জন্য বাইরের সেমিকন্ডাক্টিভ শিল্ডিং ভিতরেরটির চেয়ে সামান্য পুরু করে তৈরি করা হতো। এখন, অনলাইন অটোমেটিক স্যাগ মনিটরিং এবং অ্যানিলড নরম কপার টেপের কারণে, ভিতরের সেমিকন্ডাক্টিভ শিল্ডিং লেয়ারটি বাইরের লেয়ারের চেয়ে সামান্য পুরু বা তার সমান হওয়া উচিত। ৬–১০–৩৫ kV ক্যাবলের জন্য, ভিতরের লেয়ারের পুরুত্ব সাধারণত ০.৫–০.৬–০.৮ মিমি হয়।
(2) ধাতব শিল্ডিং
০.৬/১ কেভি-এর বেশি রেটেড ভোল্টেজের ক্যাবলগুলিতে একটি ধাতব শিল্ডিং স্তর থাকা উচিত। এই ধাতব শিল্ডিং স্তরটি প্রতিটি ইনসুলেটেড কোর বা ক্যাবল কোরের উপর প্রয়োগ করা উচিত। ধাতব শিল্ডিং এক বা একাধিক ধাতব টেপ, ধাতব ব্রেড, ধাতব তারের সমকেন্দ্রিক স্তর, অথবা ধাতব তার এবং ধাতব টেপের সংমিশ্রণে গঠিত হওয়া উচিত।
ইউরোপ এবং অন্যান্য উন্নত দেশগুলিতে, উচ্চ শর্ট-সার্কিট কারেন্টযুক্ত রেজিস্ট্যান্স-গ্রাউন্ডেড ডাবল-সার্কিট সিস্টেম ব্যবহারের কারণে, সাধারণত তামার তারের শিল্ডিং ব্যবহার করা হয়। কিছু নির্মাতা কেবলের ব্যাস কমানোর জন্য সেপারেশন শিথ বা বাইরের শিথের মধ্যে তামার তার বসিয়ে দেয়। চীনে, রেজিস্ট্যান্স-গ্রাউন্ডেড ডাবল-সার্কিট সিস্টেম ব্যবহারকারী কিছু গুরুত্বপূর্ণ প্রকল্প ছাড়া, বেশিরভাগ সিস্টেমে আর্ক-সাপ্রেশন কয়েল-গ্রাউন্ডেড সিঙ্গেল-সার্কিট পাওয়ার সাপ্লাই ব্যবহার করা হয়, যা শর্ট-সার্কিট কারেন্টকে সর্বনিম্ন পর্যায়ে সীমাবদ্ধ রাখে, তাই তামার টেপ শিল্ডিং ব্যবহার করা যেতে পারে। কেবল কারখানাগুলো ব্যবহারের আগে কেনা শক্ত তামার টেপগুলোকে স্লিটিং এবং অ্যানিলিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট প্রসারণ এবং টেনসাইল শক্তিতে (বেশি শক্ত হলে ইনসুলেশন শিল্ডিং স্তরে আঁচড় পড়বে, বেশি নরম হলে কুঁচকে যাবে) রূপান্তরিত করে। নরম তামার টেপ অবশ্যই GB/T11091-2005 কপার টেপ ফর কেবলস (Copper Tape for Cables) মান মেনে চলতে হবে।
কপার টেপ শিল্ডিং একটি স্তরের উপর আরেকটি বসানো নরম কপার টেপ অথবা ফাঁকসহ সর্পিলভাবে মোড়ানো দুটি স্তরের নরম কপার টেপ দিয়ে গঠিত হওয়া উচিত। কপার টেপের গড় উপরিপাতনের হার এর প্রস্থের ১৫% (নামমাত্র মান) হওয়া উচিত এবং সর্বনিম্ন উপরিপাতনের হার ৫%-এর কম হওয়া উচিত নয়। সিঙ্গেল-কোর কেবলের জন্য কপার টেপের নামমাত্র পুরুত্ব কমপক্ষে ০.১২ মিমি এবং মাল্টি-কোর কেবলের জন্য কমপক্ষে ০.১০ মিমি হওয়া উচিত। কপার টেপের সর্বনিম্ন পুরুত্ব নামমাত্র মানের ৯০%-এর কম হওয়া উচিত নয়। ইনসুলেশন শিল্ডিংয়ের বাইরের ব্যাসের (≤২৫ মিমি বা >২৫ মিমি) উপর নির্ভর করে, কপার টেপের প্রস্থ সাধারণত ৩০-৩৫ মিমি হয়ে থাকে।
তামার তারের শিল্ডিং পেঁচানো নরম তামার তার দিয়ে তৈরি করা হয়, যা বিপরীত পেঁচানো তামার তার বা তামার টেপের মোড়ক দিয়ে সুরক্ষিত থাকে। এর রোধ GB/T3956-2008 কন্ডাক্টরস অফ কেবলস-এর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করবে এবং এর নামমাত্র প্রস্থচ্ছেদ ক্ষেত্রফল ফল্ট কারেন্ট ক্যাপাসিটি অনুযায়ী নির্ধারণ করা উচিত। তামার তারের শিল্ডিং তিন-কোর কেবলের ভেতরের আবরণের উপর অথবা সরাসরি ইনসুলেশন, বাইরের অর্ধপরিবাহী শিল্ডিং স্তর বা এক-কোর কেবলের উপযুক্ত ভেতরের আবরণের উপর প্রয়োগ করা যেতে পারে। পাশাপাশি থাকা তামার তারগুলোর মধ্যে গড় ব্যবধান ৪ মিমি-এর বেশি হওয়া উচিত নয়। গড় ব্যবধান G নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়:
যেখানে:
D – তামার তারের আবরণের নিচে থাকা ক্যাবল কোরের ব্যাস, মিলিমিটারে;
d – তামার তারের ব্যাস, মিলিমিটারে;
n – তামার তারের সংখ্যা।
২. শিল্ডিং লেয়ারের ভূমিকা এবং ভোল্টেজ স্তরের সাথে এর সম্পর্ক
(1) অভ্যন্তরীণ এবং বাহ্যিক অর্ধ-পরিবাহী আবরণের ভূমিকা
কেবল কন্ডাক্টর সাধারণত একাধিক স্ট্র্যান্ডেড তার দিয়ে সংকুচিত করে তৈরি করা হয়। ইনসুলেশন এক্সট্রুশনের সময়, কন্ডাক্টরের পৃষ্ঠ এবং ইনসুলেশন স্তরের মধ্যে ফাঁক, অমসৃণতা এবং অন্যান্য পৃষ্ঠীয় অনিয়ম থাকতে পারে, যা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘনত্ব সৃষ্টি করে, ফলে স্থানীয় এয়ার গ্যাপ ডিসচার্জ এবং ট্রিয়িং ডিসচার্জ ঘটে এবং ডাইইলেকট্রিক কর্মক্ষমতা হ্রাস পায়। কন্ডাক্টরের পৃষ্ঠের উপর একটি অর্ধপরিবাহী পদার্থের স্তর (কন্ডাক্টর শিল্ডিং) এক্সট্রুশন করার মাধ্যমে, এটি ইনসুলেশনের সাথে দৃঢ় সংযোগ নিশ্চিত করে। যেহেতু অর্ধপরিবাহী স্তর এবং কন্ডাক্টর একই বিভবে থাকে, তাই তাদের মধ্যে ফাঁক থাকলেও কোনো বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ক্রিয়া হয় না, ফলে আংশিক ডিসচার্জ প্রতিরোধ করা যায়।
একইভাবে, বাইরের ইনসুলেশন পৃষ্ঠ এবং ধাতব আবরণ (বা ধাতব শিল্ডিং)-এর মধ্যে ফাঁক থাকে, এবং ভোল্টেজের মাত্রা যত বেশি হয়, এয়ার গ্যাপ ডিসচার্জ ঘটার সম্ভাবনাও তত বাড়ে। বাইরের ইনসুলেশন পৃষ্ঠের উপর একটি অর্ধপরিবাহী স্তর (ইনসুলেশন শিল্ডিং) এক্সট্রুড করার মাধ্যমে, ধাতব আবরণের সাথে একটি বাইরের সমবিভব পৃষ্ঠ তৈরি হয়, যা ফাঁকগুলোর মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দূর করে এবং আংশিক ডিসচার্জ প্রতিরোধ করে।
(2) ধাতব শিল্ডিংয়ের ভূমিকা
ধাতব শিল্ডিংয়ের কাজগুলোর মধ্যে রয়েছে: স্বাভাবিক অবস্থায় ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট বহন করা, ত্রুটির সময় শর্ট-সার্কিট কারেন্টের জন্য একটি পথ হিসেবে কাজ করা; ইনসুলেশনের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে সীমাবদ্ধ রাখা (বাহ্যিক তড়িৎচুম্বকীয় হস্তক্ষেপ হ্রাস করা) এবং একটি সুষম রেডিয়াল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র নিশ্চিত করা; ভারসাম্যহীন কারেন্ট বহন করার জন্য থ্রি-ফেজ ফোর-ওয়্যার সিস্টেমে নিউট্রাল লাইন হিসেবে কাজ করা; এবং রেডিয়াল ওয়াটার-ব্লকিং সুরক্ষা প্রদান করা।
পোস্ট করার সময়: ২৮-জুলাই-২০২৫