बिजली का केबल

एक पॉवर केबल विद्युत केबल है, एक या अधिक विद्युत सुचालक (सामग्री) की समूह, सामान्यतः समग्र म्यान के साथ आयोजित की जाती है। समूह का उपयोग विद्युत ऊर्जा के संचरण के लिए किया जाता है। विद्युत् केबल्स को भवन के अंदर स्थायी विद्युत तारों के रूप में स्थापित किया जा सकता है, जमीन में दबा दिया जा सकता है, ओवरहेड चलाया जा सकता है या उजागर किया जा सकता है। विद्युत् केबल्स जो थर्माप्लास्टिक शीथिंग के अंदर बंडल किए जाते हैं और जिन्हें किसी भवन के अंदर चलाने का प्रयोजन होता है, उन्हें एनएम-बी (नॉनमैटेलिक शीथेड बिल्डिंग केबल) के रूप में जाना जाता है संवहन उपकरण, मोबाइल टूल्स और मशीनरी के लिए लचीले विद्युत् केबल्स का उपयोग किया जाता है।

इतिहास
न्यूयॉर्क शहर में 1882 में थॉमस एडीसन द्वारा विकसित पहली विद्युत् वितरण प्रणाली में तांबे की छड़ों का उपयोग किया गया था, जूट में लपेटा गया था और बिटुमिनस यौगिक से भरे कठोर पाइपों में रखा गया था। चूँकि 1844 में चार्ल्स गुडइयर द्वारा वल्केनाइज्ड रबर का पेटेंट कराया गया था, किन्तु इसे 1880 के दशक तक केबल तापावरोधन पर लागू नहीं किया गया था, जब इसका उपयोग प्रकाशन परिपथ के लिए किया जाता था। 1897 में नायग्रा फॉल्स विद्युत् परियोजना के लिए स्थापित 11,000-वोल्ट परिपथ के लिए रबर-रोधक केबल का उपयोग किया गया था।

बड़े पैमाने पर संसेचित कागज-अछूता मध्यम वोल्टेज केबल 1895 तक व्यावसायिक रूप से व्यावहारिक थे। द्वितीय विश्व युद्ध के समय सिंथेटिक रबर और पॉलीइथाइलीन तापावरोधन की कई किस्मों को केबलों पर लागू किया गया था।

उत्तरी अमेरिका में विशिष्ट आवासीय और कार्यालय निर्माण कई विधियों से गुजरा है:


 * प्रारंभिक ख़ाली और कपड़े से ढके तारों को स्टेपल के साथ स्थापित किया गया
 * डामर-संतृप्त कपड़े या बाद में रबर तापावरोधन का उपयोग करके नॉब और ट्यूब वायरिंग, 1880-1930 के दशक
 * बख़्तरबंद केबल, जिसे जेनेरिक ट्रेडमार्क "बीएक्स" के नाम से जाना जाता है - दो कपड़े से ढके, रबर-रोधक सुचालक के साथ लचीला स्टील शीथ - 1906 में प्रस्तुत किया गया था किंतु खुले सिंगल सुचालक की तुलना में अधिक बहुमूल्य था
 * बुने हुए सूती कपड़े (सामान्यतः टार के साथ संसेचित) के जैकेट के साथ रबर-अछूता तार, लच्छेदार कागज भराव - 1922 में प्रस्तुत किया गया
 * आधुनिक दो या तीन-तार + ग्राउंड थर्माप्लास्टिक-शीटेड केबल (जैसे, एनएम-बी), रोमेक्स® जैसे ब्रांडों द्वारा उत्पादित
 * 1960 और 1970 के दशक में तांबे के अल्पमूल्य प्रतिस्थापन के रूप में एल्यूमीनियम तार का उपयोग किया गया था और आज भी इसका उपयोग किया जाता है, किन्तु अब यह जंग, कोमलता और रेंगने वाले कनेक्शन के कारण उचित स्थापना के बिना असुरक्षित माना जाता है।
 * 1920 से 1970 के दशक में अदह का उपयोग कुछ कपड़े के तारों में इन्सुलेटर (विद्युत्) के रूप में किया गया था, किन्तु इसके स्वास्थ्य खतरे के कारण इसे बंद कर दिया गया था।
 * टेक केबल, पीवीसी-शीटेड बख़्तरबंद केबल

निर्माण
आधुनिक विद्युत् केबल्स विभिन्न आकारों, सामग्रियों और प्रकारों में आते हैं, प्रत्येक विशेष रूप से इसके उपयोग के लिए अनुकूलित होते हैं। बड़े सिंगल इंसुलेटेड सुचालक को कभी-कभी उद्योग में विद्युत् केबल भी कहा जाता है।

केबल्स में तीन प्रमुख घटक होते हैं: सुचालक, तापावरोधन, सुरक्षात्मक जैकेट। अलग-अलग केबलों की बनावट एप्लिकेशन के अनुसार बदलता रहता है। निर्माण और सामग्री तीन मुख्य कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है:
 * वर्किंग वोल्टेज, तापावरोधन की मोटाई का निर्धारण;
 * वर्तमान-वहन क्षमता, सुचालक (ओं) के क्रॉस-अनुभागीय आकार का निर्धारण;
 * बाहरी केबल जैकेट के रूप और संरचना का निर्धारण करने वाले तापमान, पानी, रासायनिक या सूर्य के प्रकाश के संपर्क और यांत्रिक प्रभाव जैसी पर्यावरणीय स्थितियां।

सीधे जमीन में दबाने के लिए या उजागर प्रतिष्ठानों के लिए केबल्स में केबल के चारों ओर घुमावदार तारों के रूप में धातु कवच, या इसके चारों ओर लिपटे नालीदार टेप भी सम्मिलित हो सकते हैं। कवच स्टील या एल्यूमीनियम से बना हो सकता है, और चूँकि जमीन से जुड़ा हुआ है, सामान्य संचालन के समय करंट ले जाने का प्रयोजन नहीं है। इलेक्ट्रिकल विद्युत् केबल कभी-कभी रेसवे में स्थापित होते हैं, जिसमें विद्युत नाली और केबल ट्रे सम्मिलित होते हैं, जिनमें एक या अधिक सुचालक हो सकते हैं। जब इसे किसी भवन के अंदर उपयोग करने का प्रयोजन होता है, तो गैर-धात्विक शीथेड बिल्डिंग केबल (NM-B) में दो या दो से अधिक वायर सुचालक (प्लस ग्राउंडिंग सुचालक) होते हैं जो थर्मोप्लास्टिक तापावरोधन शीथ के अंदर होते हैं जो गर्मी प्रतिरोधी होते हैं। बख़्तरबंद बिल्डिंग केबल पर इसके लाभ हैं क्योंकि यह हल्का है, संभालना आसान है, और इसके शीथिंग के साथ काम करना आसान है।

विद्युत् केबल फंसे हुए तांबे के तार और केबल या अल्युमीनियम सुचालक का उपयोग करते हैं, चूँकि छोटे विद्युत् केबल 1/0 तक के आकार में ठोस सुचालक का उपयोग कर सकते हैं। (कॉपर केबल्स पर विस्तृत चर्चा के लिए, देखें: कॉपर वायर एंड केबल।) केबल में तटस्थ परिपथ या जमीन (पृथ्वी) कनेक्शन के लिए उपयोग किए जाने वाले गैर-अछूता सुचालक सम्मिलित हो सकते हैं। ग्राउंडिंग सुचालक विद्युत् के झटके से सुरक्षा के लिए उपकरण के बाड़े/चेसिस को जमीन से जोड़ता है। इन अछूते संस्करणों को ख़ाली सुचालक या टिन वाले ख़ाली सुचालक के रूप में जाना जाता है। समग्र समूह गोल या सपाट हो सकती है। अपने आकार को बनाए रखने के लिए समूह में नॉन-कंडक्टिंग फिलर स्ट्रैंड्स को जोड़ा जा सकता है। आवेदन के लिए आवश्यक होने पर गैर-हाइड्रोस्कोपिक संस्करणों में भराव सामग्री बनाई जा सकती है।

ओवरहेड अनुप्रयोगों के लिए विशेष प्रयोजन के विद्युत् के केबल अधिकांशतः उच्च शक्ति मिश्र धातु, एसीएसआर, या अल्युमोवेल्ड मैसेंजर से बंधे होते हैं। इस केबल को एरियल केबल या प्री-असेंबल एरियल केबल (पीएसी) कहा जाता है। पीएसी को बिना जैकेट का आदेश दिया जा सकता है, चूँकि, वर्तमान में पॉलिमरिक जैकेट की आपूर्ति की कम अतिरिक्त लागत के कारण यह कम सामान्य है। ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों के लिए केबल में जैकेट, स्टील या केवलर के ऊपर कवच तार सम्मिलित हो सकते हैं। कवच तार केबल के वजन का समर्थन करने में सहायता करने के लिए समय-समय पर सहायक प्लेटों से जुड़े होते हैं। भवन, टावर या संरचना के प्रत्येक तल पर सहायक प्लेट सम्मिलित की जा सकती है। इस केबल को बख़्तरबंद रिसर केबल कहा जाएगा। छोटे ऊर्ध्वाधर संक्रमणों (संभवत: 30-150 फीट) के लिए अनारक्षित केबल का उपयोग टोकरी (केलम) ग्रिप्स या यहां तक ​​​​कि विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए डक्ट प्लग के साथ किया जा सकता है।

केबल के जैकेट के लिए सामग्री विनिर्देश अधिकांशतः पानी, तेल, सूरज की रोशनी, भूमिगत स्थितियों, रासायनिक वाष्प, प्रभाव, आग या उच्च तापमान के प्रतिरोध पर विचार करेगा। परमाणु उद्योग अनुप्रयोगों में केबल को आयनकारी विकिरण प्रतिरोध के लिए विशेष आवश्यकताएं हो सकती हैं। ट्रांज़िट एप्लिकेशन के लिए केबल सामग्री को निर्दिष्ट किया जा सकता है कि जलने पर बड़ी मात्रा में धुआं उत्पन्न न हो (कम धुआं शून्य हलोजन)। सीधे जमीन पर दबाने के लिए अभिप्रेत केबल्स को बैकफ़िल या डिग-इन्स से क्षति पर विचार करना चाहिए। इस उपयोग के लिए एचडीपीई या पॉलीप्रोपाइलीन जैकेट सामान्य हैं। मेट्रो (भूमिगत वाल्टों) के लिए अभिप्रेत केबल तेल, आग प्रतिरोध, या कम धुएं को प्राथमिकता के रूप में मान सकते हैं। कुछ केबल इन दिनों अभी भी समग्र लीड शीथ का उपयोग करते हैं। चूँकि, कुछ उपयोगिताएँ अभी भी वितरण परिपथ में पेपर इंसुलेटेड लेड कवर केबल स्थापित कर सकती हैं। ट्रांसमिशन या सबमरीन केबल में लेड शीथ का उपयोग करने की अधिक संभावना होती है। चूँकि, सीसा घट रहा है और ऐसी वस्तुओं का उत्पादन करने के लिए कुछ निर्माता उपस्थित हैं। जब यांत्रिक क्षति (औद्योगिक साइटों) के संपर्क में आने पर केबलों को चलना चाहिए, तो उन्हें लचीले स्टील टेप या तार कवच से संरक्षित किया जा सकता है, जिसे जल प्रतिरोधी जैकेट द्वारा भी कवर किया जा सकता है।

एक हाइब्रिड केबल में नियंत्रण संकेतों के लिए सुचालक सम्मिलित हो सकते हैं या डेटा के लिए फाइबर ऑप्टिक्स भी सम्मिलित हो सकते हैं।

उच्च वोल्टेज
सुचालकों के बीच 2,000 वोल्ट या उससे अधिक पर चलने वाले परिपथ के लिए, सुचालक के तापावरोधन के चारों ओर प्रवाहकीय ढाल होनी चाहिए। यह केबल तापावरोधन पर विद्युत तनाव को बराबर करता है। इस विधि को 1916 में मार्टिन होचस्टाटर द्वारा पेटेंट कराया गया था; शील्ड को कभी-कभी होचस्टाटर शील्ड भी कहा जाता है। सेमी कंडक्टिव (सेमीकॉन) तापावरोधन शील्ड के अतिरिक्त सुचालक शील्ड भी होगा। सुचालक शील्ड सेमी कंडक्टिंग या नॉन कंडक्टिंग हो सकता है। चूँकि केवल केबल कंपनी गैर प्रवाहकीय सुचालक ढाल बनाती है। सुचालक शील्ड का उद्देश्य तापावरोधन शील्ड के समान है: यह शून्य भराव और वोल्टेज तनाव तुल्यकारक है।

आवारा वोल्टेज को निकालने के लिए, सेमीकॉन के ऊपर धातु की ढाल रखी जाएगी। इस ढाल का उद्देश्य तापावरोधन के बाहर वोल्टेज को शून्य (या कम से कम 50 वोल्ट की ओएसएचए सीमा के अनुसार) खींचकर केबल को सुरक्षित बनाना है। इस धात्विक ढाल में पतली तांबे की टेप, संकेंद्रित नाली के तार, सपाट पट्टियाँ, सीसा म्यान या अन्य डिज़ाइन सम्मिलित हो सकते हैं। केबल के धात्विक ढाल केबल के सिरों पर पृथ्वी की जमीन से जुड़े होते हैं, और संभवतः लंबाई के साथ स्थान अगर वोल्टेज में वृद्धि होती है तो फॉल्ट (विद्युत् इंजीनियरिंग) हानिकारक होगा। मल्टी-पॉइंट ग्राउंडिंग केबल के शील्ड को ग्राउंड करने की सबसे सामान्य विधिं है। परिपथ के सामान्य संचालन के समय परिसंचारी धाराओं को सीमित करने के लिए कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए शील्ड ब्रेक की आवश्यकता होती है। शील्ड ब्रेक वाले परिपथ सिंगल या मल्टी पॉइंट ग्राउंडेड हो सकते हैं। विशेष इंजीनियरिंग स्थितियों में क्रॉस बॉन्डिंग की आवश्यकता हो सकती है।

तरल या गैस से भरे केबल आज भी वितरण और पारेषण प्रणालियों में कार्यरत हैं। 10 केवी या उससे अधिक के केबल्स को तेल और कागज के साथ रोधक किया जा सकता है, और कठोर स्टील पाइप, अर्ध-कठोर एल्यूमीनियम या लीड शीथ में चलाया जाता है। उच्च वोल्टेज के लिए तेल को दबाव में रखा जा सकता है जिससे वेड्स के गठन को रोका जा सके जो केबल तापावरोधन के अंदर आंशिक निर्वहन की अनुमति देगा। तरल से भरे केबल बहुत लंबे समय तक सेवा जीवन के लिए जाने जाते हैं जिनमें बहुत कम या कोई आउटेज नहीं होता है। दुर्भाग्य से, मिट्टी और पानी के निकायों में तेल का रिसाव गंभीर चिंता का विषय है और आवश्यक पम्पिंग स्टेशनों के बेड़े को बनाए रखना अधिकांश विद्युत् उपयोगिताओं के ओ+एम बजट पर वरदान है। कम अपेक्षित सेवा जीवन के अतिरिक्त पाइप प्रकार के केबल अधिकांशतः उनके सेवा जीवन के अंत में ठोस तापावरोधन परिपथ में परिवर्तित हो जाते हैं।

आधुनिक उच्च-वोल्टेज केबल तापावरोधन के लिए एक्स एल पी ई सहित पॉलीथीन या अन्य पॉलिमर का उपयोग करते हैं। उन्हें जोड़ने और समाप्त करने के लिए विशेष विधियों की आवश्यकता होती है, हाई-वोल्टेज केबल देखें।

केबलों का लचीलापन (स्ट्रैंडिंग क्लास)
सभी विद्युत् के केबल कुछ हद तक लचीले होते हैं, जिससे उन्हें रीलों, ड्रम या हैंड कॉइल्स पर घाव वाली स्थापना साइटों पर भेज दिया जा सकता है। केबल के उचित स्ट्रैंडिंग वर्ग को निर्धारित करने में लचीलापन महत्वपूर्ण कारक है क्योंकि यह न्यूनतम झुकने वाले त्रिज्या को सीधे प्रभावित करता है। विद्युत् केबल सामान्यतः कक्षा ए, बी, या सी में फंसी होती हैं। ये कक्षाएं केबल को अंतिम स्थापित स्थिति में प्रशिक्षित करने की अनुमति देती हैं जहां केबल को सामान्यतः परेशान नहीं किया जाएगा। कक्षा ए, बी और सी अधिक स्थायित्व प्रदान करते हैं, विशेषतः केबल खींचते समय, और सामान्यतः अल्पमूल्य होते हैं। विद्युत् उपयोगिताओं सामान्यतः प्राथमिक और माध्यमिक वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए क्लास बी फंसे तार का आदेश देती हैं। कभी-कभी, ठोस सुचालक मध्यम वोल्टेज केबल का उपयोग तब किया जा सकता है जब लचीलापन चिंता का विषय नहीं है किन्तु कम लागत और जल अवरोधन को प्राथमिकता दी जाती है।

केबल को बार-बार स्थानांतरित करने की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों, जैसे कि पोर्टेबल उपकरण के लिए, डोरियों या फ्लेक्स नामक अधिक लचीले केबलों का उपयोग किया जाता है (स्ट्रैंडिंग क्लास जी-एम)। लचीले डोरियों में महीन फंसे हुए सुचालक, रस्सी बिछाना या फंसे हुए गुच्छा होते हैं। वे अपने लचीलेपन, प्रशिक्षण क्षमता और स्थायित्व को उचित बनाने के लिए उपयुक्त मात्रा में भराव सामग्री के साथ समग्र जैकेट प्रस्तुत करते हैं। हेवी ड्यूटी फ्लेक्सिबल विद्युत् कॉर्ड जैसे कि माइन फेस कटिंग मशीन को फीड करने वाले को सावधानीपूर्वक अभियान्ता किया जाता है - उनका जीवन सप्ताहों में मापा जाता है। स्वचालित मशीनरी, रोबोटिक और मशीन टूल्स में बहुत लचीले विद्युत् केबल्स का उपयोग किया जाता है। लचीले विद्युत् केबल्स के और विवरण के लिए विद्युत् कॉर्ड और एक्सटेंशन केबल देखें। अन्य प्रकार की लचीली केबल में ट्विस्टेड जोड़ी, एक्स्टेंसिबल, समाक्षीय केबल, परिरक्षित केबल और संचार केबल सम्मिलित हैं।

एक्स-रे केबल विशेष प्रकार की लचीली हाई-वोल्टेज केबल होती है।

यह भी देखें

 * एसी पावर प्लग और सॉकेट
 * अमेरिकी वायर गेज़ - क्रॉस सेक्शन आकार की तालिका के लिए
 * Ampacity - तारों और केबलों की वर्तमान वहन क्षमता के विवरण के लिए
 * क्रॉस-लिंक्ड पॉलीथीन
 * बिजली की तार
 * एथिलीन प्रोपलीन रबर (EPR)
 * औद्योगिक और मल्टीफ़ेज़ पावर प्लग और सॉकेट
 * ओवरहेड बिजली लाइन
 * पोर्टेबल कॉर्ड
 * रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली
 * खतरनाक पदार्थों के निर्देश का प्रतिबंध
 * वोल्टेज घटाव - उचित केबल आकार का चयन करते समय एक और विचार