केबल : निरोधक (ज्यातून विद्युत् प्रवाह जाऊ शकत नाही अशा) पदार्थाचे वेष्टन बसविलेला विद्युत् संवाहक. उघड्या संवाहकाप्रमाणेच केबलीचा उपयोग विद्युत् ऊर्जेचे प्रेषण, संदेशवहन वगैरे कामांसाठी करता येतो. केबलीचा विशेष फायदा म्हणजे ती जमिनीखालून, पाण्यातून, अडचणीच्या जागेतून बाहेरच्या वस्तूशी संपर्क होऊ न देता आपल्या संवाहक भागातून विद्युत् प्रवाह नेऊ शकते. विद्युत् उत्पादन केंद्रापासून शक्तीचा वापर करणाऱ्या ग्राहकाच्या घरापर्यंत जमिनीतून विद्युत् प्रवाह नेण्याकरिता आता ज्या केबली वापरतात, त्यांमध्ये बाहेरच्या एका समाईक आवरणाच्या आत निरोधक पदार्थाचे वेष्टन असलेले तीन किंवा चार स्वतंत्र संवाहकांचे दोर नेलेले असतात.
इतिहास : उ. जर्मनीतील कील बंदराजवळील समुद्रात पेरलेल्या सुरुंगांना पेटविणारा विद्युत् प्रवाह पुरविण्यासाठी एर्न्स्ट व्हेर्नर सीमेन्स यांनी १९४८ साली गटापर्चाचे (एका विशिष्ट प्रकारच्या झाडाच्या चिकाचे) निरोधक वेष्टन बसविलेला संवाहक वापरला आणि तेव्हापासून विद्युत् प्रवाह नेण्यासाठी केबली बनविण्यात येऊ लागल्या. सुरुवातीला फ्रान्सच्या उ. किनाऱ्यावरील कॅले आणि इंग्लंडच्या द. किनाऱ्यावरील डोव्हर यांच्या मधील समुद्रातून तारायंत्रातील विद्युत् प्रवाह पाठविण्यासाठी १८५० साली गटापर्चाचे वेष्टन असलेली पहिली केबल टाकण्यात आली. १८६६ साली आयर्लंड आणि न्यू फाउंडलंड यांच्यामधील तारायंत्राचा संदेशप्रवाह नेण्यासाठी याप्रकारची ३,४३२ किमी. लांबीची केबल टाकण्यात आली. विजेचा प्रवाह समुद्रातून लांब अंतरावर पाठविता येतो हे समजल्यावर १९०२ साली डेन्मार्कमध्ये थोड्या अंतरावर दूरध्वनीचा विद्युत् प्रवाह पाठविण्यासाठी केबलीचा उपयोग करण्यात आला. यानंतर तापायनिक (तापलेल्या तंतूंचा उपयोग करणाऱ्या) नलिकांचे पुनरावृत्ती करणारे विवर्धक (विद्युत् प्रवाह वाढविणारे साधन) आणि समाक्ष (एका तारेभोवती नळीसारखा दुसरा स्वतंत्र संवाहक बसविलेल्या) जातीची केबल वापरून दूरध्वनीचा विद्युत् प्रवाह पाहिजे तितक्या लांब अंतरावर पाठविता येतो, असे समजल्यावर १९४३ साली आइल ऑफ मॅनपासून वेल्सपर्यंत या नवीन पद्धतीची केबल टाकण्यात आली व तिच्यामधून दूरध्वनि संदेश चांगल्या प्रकारे पाठविणे शक्य होऊ लागले. या जातीच्या केबली एकमार्गी होत्या त्यामुळे संदेश पाठविण्यासाठी एक व परतीचा संदेश घेण्यासाठी एक अशा दोन स्वतंत्र केबली वापराव्या लागत. १९५० साली याच प्रकारच्या केबली फ्लॉरिडातील की वेस्टपासून हॅव्हानापर्यंत टाकण्यात आल्या. त्यामध्ये २४ स्वतंत्र मार्ग आहेत. १९५६ साली याच प्रकारच्या दोन केबली परस्परांत ४० किमी. अंतर ठेवून स्कॉटलंडमधील ओबनपासून न्यू फाउंडलंडमधील क्लेरेनव्हिलपर्यंत अटलांटिक महासागरात टाकण्यात आल्या. त्यामध्ये प्रत्येक ४० किमी. अंतरावर एक एक विवर्धक बसविला आहे. त्यांचे काम समाधानकारक होत आहे असे पाहिल्यावर १९५७ साली सॅन फ्रॅन्सिस्को आणि होनोलुलू यांच्यामध्ये एक व १९५९ साली अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने व फ्रान्स यांच्यामध्ये एक अशा दोन लांब अंतराच्या दूरध्वनीच्या केबली टाकण्यात आल्या. १९५० ते १९६३ या दरम्यान अटलांटिक, पॅसिफिक व यूरोपीय समुद्रांत मिळून १,६०० पुनरावृत्ती करणारे एकमार्गी विवर्धक वापरून ८३,४०० किमी. लांबीच्या समाक्ष केबली टाकण्यात आल्या. या सुमारास समाक्ष केबलीवर दोन्ही दिशांनी काम करू शकणारे विवर्धक बसविता येऊ लागल्यामुळे १९६३ साली फ्लॉरिडा आणि जमेका यांच्यामध्ये तसेच न्यूयॉर्क राज्यातील टुकरटन आणि इंग्लंड यांच्यामध्ये या नवीन प्रकारच्या केबली प्रथमच टाकण्यात आल्या. या केबलींमध्ये दोन्हीकडून बोलता येईल असे १२८ स्वतंत्र मार्ग आहेत. १९६४ मध्ये हवाई बेटे आणि जपान यांच्यामध्येही अशाच प्रकारची केबल टाकण्यात आली आहे.
जमिनीमधून विद्युत् शक्ती पाठविण्यासाठी टॉमस एडिसन यांनी १८८० साली एक केबल वापरली व तिच्या अनुभवाने १८८२ साली एक किमी. अंतरावर शक्तीचे प्रेषण करण्यासाठी पहिली केबल बसविली. या केबलीमध्ये अर्धवर्तुळाकार छेदाचे दोन संवाहक वापरण्यात आले व ते एका नळात घालून लांब केबल तयार करण्यात आली. यातील संवाहक नळामध्ये बसविताना त्यांना एकमेकांपासून आणि नळापासून अलग ठेवण्यासाठी कागदाचा पुठ्ठा बसविण्यात आला. नंतर या नळात गरम करून पातळ केलेले निरोधक मिश्रण पंपाने भरण्यात आले. यावेळी एकदिश प्रकारची वीज वापरीत असत व तिचा दाब १०० व्होल्ट होता. १८८२ साली रोहित्रे (विद्युत् दाब बदलणारी साधने) तयार होऊ लागल्यापासून प्रत्यावर्ती (उलट सुलट दिशेने वाहणाऱ्या) प्रवाहासाठीही केबली वापरण्यात येऊ लागल्या. या प्रकारच्या केबली समाक्ष जातीच्या होत्या. त्यांतील बाहेरच्या नळीचा व्यास ४·९२ सेंमी. व आतल्या नळीचा व्यास २·०६ सेंमी. ठेवीत असत. या केबलींमध्ये निरोधक माध्यमाकरिता मेण भरलेल्या कागदाचा १·२७ सेंमी. जाडीचा पुठ्ठा वापरीत असत. १८९० साली फेरांटी यांनी डेटफर्ड व मध्य लंडन यांच्यामध्ये १०·५ किमी. लांबीची १०,००० व्होल्ट प्रत्यावर्ती दाबाची पहिली केबल बसविली. ही केबल एका नळात ठेवलेली होती व त्या नळामध्ये गरम केलेले बिट्युमेन भरण्यात आले होते.
सर्वसाधारण रचना : विद्युत् ऊर्जेचे प्रेषण करणाऱ्या केबलीचे तीन मुख्य भाग असतात. (१) मध्यभागी असणारे विद्युत् प्रवाह वाहक धातूच्या तारांचे दोर (२) प्रत्येक दोराभोवती गुंडाळलेले निरोधक पदार्थाचे वेष्टन या वेष्टनामुळे संवाहक दोर एकमेकांजवळ ठेवता येतात आणि त्यांना बाहेरच्या इतर वस्तूंपासून अलिप्त ठेवता येते व (३) बाहेरचे संरक्षण करणारे समाईक आवरण. या आवरणामुळे बाहेरच्या ओलीपासून आणि रासायनिक विक्रियांपासून आतल्या संवाहकांचे रक्षण होते व केबलीला एकजिनसीपणा आणि मजबुती येते. तसेच आगीपासून व आघातापासून बचाव करण्यासाठीही या आवरणाचा चांगला उपयोग होतो.
वर्गीकरण : केबलींचे वर्गीकरण खालीलप्रमाणे करता येते : (१) विद्युत् दाबाच्या मर्यादेवरून : (अ) कमी दाबाच्या, (आ) उच्च दाबाच्या आणि (इ) अती उच्च दाबाच्या. (२) दोरांच्या निरोधक वेष्टनाच्या पदार्थावरून :कागदवेष्टित, रबरवेष्टित, पॉलिव्हिनिल क्लोराइड (पी. व्ही. सी.) या रासायनिक संयुगाने वेष्टित इत्यादी. (३) केबलींच्या समाईक आवरणावरून : (अ) पी. व्ही. सी. आवरणाची, (आ) रबर आवरणाची, (इ) शिशाच्या आवरणाची, (ई) ॲल्युमिनियमाच्या आवरणाची इत्यादी. (४) केबलीमध्ये किती स्वतंत्र संवाहक दोर आहेत त्यांच्या संख्येवरून : एक-दोरी, दोन-दोरी, तीन-दोरी, चार-दोरी इत्यादी. (५) समाक्ष पद्धतीने बनविलेली.
संवाहक : सामान्य केबलीमधील संवाहक तारा ॲल्युमिनियमाच्या असतात. तांब्याच्या तारा संवाहक या दृष्टीने उत्तम असतात व जरूर तितक्या मजबूत असतात. परंतु त्या महाग असतात आणि जरूर तितक्या उपलब्ध होत नाहीत. त्यामुळे आता ॲल्युमिनियमाच्या तारा सर्वत्र वापरण्यात येत आहेत. भारतात सरकारी नियमाप्रमाणे तांब्याच्या तारा ३/०·९१४ मिमी. व्यासापर्यंतच्या करता येतात.
एकच संवाहक तार वापरावयाची असल्यास ३·५ मिमी. पर्यंत ठेवतात. त्यापेक्षा मोठ्या व्यासाकरिता अनेक बारीक तारांचा वळलेला दोरच वापरावा लागतो. असा दोर लाकडी रिळाभोवती सहज गुंडाळता येतो आणि कोठेही नेण्यास सोईचा होतो. काही वेळा मोठ्या आकारमानाच्या तीन तारदोर असलेल्या केबलीमध्ये संवाहक तारांची रचना वर्तुळखंडी (त्रिकोणाकृती) आकाराची करण्यात येते. यामुळे संवाहकाच्या दिलेल्या क्षेत्रफळासाठी केबलीचा व्यास किमान ठेवता येतो. याचाच एक विकसित प्रकार म्हणून सुट्या तारांच्या ऐवजी ॲल्युमिनियमाचे वर्तुळखंडी छेदाचे संवाहक वापरणारी केबल तयार करण्यात आली आहे.
केबलीच्या दोराचा आकार दर्शविताना दोन संख्या मांडतात. पहिली संख्या दोरामध्ये किती तारा आहेत ते दर्शविते व दुसरी संख्या दोरातील वैयक्तिक तारेचा मिमी.मधील व्यास किंवा तो व्यास दर्शविणारा मापक विशेष अंक दर्शविते. उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये कधीकधी एकच दोर ठेवतात, परंतु साधारणतः त्रिकला (तीन धारांच्या) प्रत्यावर्ती प्रवाहाकरिता एका केबलीमध्ये तीन किंवा चार स्वतंत्र दोर असतात. काही केबलींमध्ये दोर ठेवताना ते पोकळ करून समाक्ष पद्धतीने एकाभोवती दुसरा असे बसवितात. अशा प्रत्येक पोकळदोराला त्याचे स्वतःचे निरोधक वेष्टन असते.
निरोधक पदार्थ: केबलीमध्ये वापरण्यात येणारे निरोधक पदार्थ, केबलीवर येणारा विद्युत् दाब व केबल वापरावयाच्या जागेची परिस्थिती पाहून निवडले जातात. घरातील विद्युत् तारकामाकरिता (वायरिंगकरिता) विद्युत् दाब २३० ते ४४० व्होल्टपर्यंत असेल तेथे वापरण्यात येणाऱ्या केबलीमध्ये मुख्य संवाहकाभोवती व्हल्कनीकरण केलेल्या (गंधकाची प्रक्रिया केलेल्या) रबराचे एक किंवा दोन थर बसवितात आणि त्यावरून संरक्षक आवरण म्हणून रोगणात भिजवलेले तागाचे किंवा कापसाचे कापड गुंडाळतात. या प्रकाराला व्ही. आय्. आर्. (व्हल्कनाइझ्ड इंडिया रबर) केबल म्हणतात. अशा केबलीची रचना आ. १ मध्ये दाखविली आहे.
कधीकधी संवाहकाभोवती मजबूत रबर-मिश्रणाचे एकच जाड वेष्टन बसवितात. अशा केबलीला टी. आर्. एस्. (टफ रबर शीथ) केबल म्हणतात. अशा केबलीची रचना आ. २ मध्ये दाखविली आहे.
कमी दाबाच्या केबलीमध्ये पी. व्ही. सी. चा निरोधक वेष्टन म्हणून उपयोग करतात. हा पदार्थ तापवला म्हणजे रबरासारखा मऊ होतो व संवाहक तारांच्याभोवती यंत्राच्या साहाय्याने चांगला घट्ट बसवता येतो. हा पदार्थ चांगला विद्युत् निरोधक असून मजबूत असतो. त्यावर पाणी, तेल अगर साध्या अम्लाचा काहीही परिणाम होत नाही. अशा केबलींचे दोन प्रकार आ. ३ व आ. ४ मध्ये दाखविले आहेत.
पी. व्ही. सी. च्या वेष्टनामध्ये विद्युत् अपारक (विद्युत् प्रवाह आरपार जाऊ न देणारा पदार्थ) या नात्याने होणारा शक्तिक्षय विद्युत् दाबाच्या वर्गाच्या प्रमाणात वाढत जातो. त्यामुळे उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये या पदार्थाचा उपयोग करीत नाहीत. उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये पॉलिएथिलीन हा पदार्थ निरोधक वेष्टनाकरिता वापरतात. या पदार्थातील अपारकी शक्तिक्षय पी. व्ही. सी. च्या १/५०० इतका कमी असतो. पॉलिएथिलिन वेष्टनाच्या केबली उच्च कंप्रतेचे (दर सेकंदास होणाऱ्या कंपन संख्येचे) प्रवाह अथवा इतर संदेशवहन प्रवाह नेण्याकरिता वापरतात.
जमिनीखालून न्यावयाच्या उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये निरोधक वेष्टनाकरिता द्रवीय निरोधक मिश्रणात भिजवलेले कागद वापरतात. हे कागद मॅनिला तंतूंपासून बनविलेले असतात व ते अपारक या नात्याने आणि उष्णतानिरोधक म्हणून रबरापेक्षा श्रेष्ठ असतात. या जातीची केबल आ. ५ मध्ये दाखविली आहे.
२२ ते ३३ किलोव्होल्ट अशा उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये संवाहकाच्या दोरावरून कागदाचे वेष्टन बसविल्यानंतर प्रत्येक दोरावरून पातळ धातूच्या पत्र्याचे आवरण बसवितात. या धातूच्या आवरणामुळे कागदी अपारकावर पडणारा विद्युत् दाबाचा भार अरीय (संवाहक दोराच्या त्रिज्येच्या रेषेत) राहतो व त्याची तीव्रता कमी होते. या जातीच्या केबलीची रचना आ. ६ मध्ये दाखविली आहे.
कागद जलशोषक असल्याने कागदाचे वेष्टन असलेल्या केबलीवर धातूचे अगर इतर जलरोधक पदार्थाचे जादा सामाईक आवरण बसवावे लागते. या कामाकरिता साधारणतः शिशाचा उपयोग करीत असत. परंतु शिसे फार महाग व दुर्मिळ झाल्यामुळे आता ॲल्युमिनियमाच्या पत्र्याचा उपयोग करतात. ज्यावेळी उच्च दाबाची केबल सरळ जमिनीतच पुरावयाची असेल तेव्हा केबलीवरील पातळ पत्र्याच्या समाईक आवरणावरून पोलादी पट्टीचे किंवा तारांचे आणखी एक संरक्षक वेष्टन बसवितात. असे जादा वेष्टन बसविण्यापूर्वी पहिल्या आवरणावर कागदाची किंवा तागाची पट्टी गुंडाळतात. बाहेरच्या पोलादी वेष्टनाला मातीतील रसायनांमुळे नुकसान पोहोचू नये म्हणून त्यावरून निरोधक मिश्रणात भिजवलेली तागाची पट्टी गुंडाळतात (आ. ५ व ६).
कमी दाबाच्या व मध्यम दाबाच्या म्हणजे १,१०० व्होल्टपर्यंतच्या केबलीमध्ये संवाहक तारांभोवती निरोधक वेष्टनाकरिता पी. व्ही. सी. वापरतात. पी. व्ही. सी. वेष्टन दिलेल्या दोराभोवती पहिले समाईक आवरण म्हणून रबराचा थर बसवतात व त्यावर दुसरे समाईक संरक्षक आवरण म्हणून जस्त चढविलेली पोलादी तार किंवा पट्टी गुंडाळतात. हे पोलादी संरक्षक वेष्टन गंजू नये म्हणून त्यावरून पुन्हा पी. व्ही. सी. चे वेष्टन बसवितात. अशा केबली एकंदरीने वजनात हलक्या होतात व दिसण्यातही सुबक वाटतात. या केबली सहज वळविता येतात त्यामुळे विद्युत् चलित्रांच्या (मोटारींच्या) तारकामाकरिता त्यांचा चांगला उपयोग होतो. या केबलीची रचना आ. ७ मध्ये दाखविली आहे.
निरोधक वेष्टनाकरिता रोगणात भिजविलेले कागद वापरलेल्या साध्या केबली ३३ किलोव्होल्ट दाबाच्या पुढे वापरता येत नाहीत. विद्युत् प्रवाहातील बदलामुळे कागदांच्या थरांच्या तापमानामध्ये बदल होतो व त्यांच्यामध्ये पोकळी उत्पन्न होते. उच्च दाबाचा उतार फार थोड्या जाडीमध्ये संपवावयाचा असल्याने दाब-उताराचे प्रमाण फार वाढते व त्यामुळे कागदाच्या निरनिराळ्या थरांमधील पोकळीत आयनीभवन (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट तयार होणे) होऊ लागते.
३३ किलोव्होल्टपेक्षा जास्त दाबाकरिता केबलीमधील संवाहक तारांचे दोर पोकळ नळीसारखे बनवितात व त्यामधून उच्च दाबाचे व कमी श्यानता (दाटपणा) असलेले तेल भरतात. अशा तारांच्या दोराभोवती बसविलेल्या कागदांच्या थरांमध्ये दोराच्या आतील तेल शिरून सर्व पोकळ जागा भरून टाकते. त्यामुळे आयनीभवनाचा उपद्रव होत नाही. अशा केबलीमुळे दाबाखालचे तेल भरणे अवघड असते व केबलीचा जोड करणेही अवघड होते. तरीही १३२ ते २०० किलोव्होल्ट दाबाकरिता अशा केबली वापरण्यात येतात व त्या उत्तम काम देतात.
काही केबलींमध्ये वेष्टनाच्या कागदांच्या थरांमधील रिकामी जागा भरण्याकरिता एखाद्या अक्रिय (रासायनिक विक्रिया सहजासहजी न होणाऱ्या) वायूचाही उपयोग करतात. अशा केबलीला संपीडित (दाबाखालील) वायूची केबल किंवा दाबयुक्त केबल म्हणतात. या प्रकारात केबलीतील मूळ संवाहक दोराभोवती नेहमीप्रमाणेच कागदांच्या थरांचे वेष्टन बसवितात व त्याभोवती लवचिक पातळ आवरण बसवितात. नंतर ती केबल पोलादी नळामधून नेतात आणि त्या नळामध्ये नायट्रोजनासारखा एखादा अक्रिय वायू १६ ते १८ किग्रॅ./सेंमी.२ दाबखाली भरतात. त्यामुळे कागदाच्या थरांमध्ये उत्पन्न होणाऱ्या रिकाम्या जागेत असा वायू भरतो व आयनीभवनाचा उपद्रव होत नाही.
दाबयुक्त केबलींच्या दुसऱ्या प्रकारात कागदाचे वेष्टन असलेल्या केबली नळामध्ये बसविल्यानंतर त्या नळामध्ये दाब दिलेले तेल भरतात. अशा केबलीला तैल-स्थिर (ऑइल-स्टॅटिक) केबल म्हणतात.
केबलीमधून जाणाऱ्या प्रवाहाची मर्यादा : केबलीमधील संवाहकाचे तापमान केबलीच्या घटकांना (विशेषतः निरोधक आवरणाला) धोका न पोहोचता किती वाढविता येईल यावर ही मर्यादा अवलंबून ठेवावी लागते. कागदाचे वेष्टन असलेल्या ०·६५ ते १·१ किलोव्होल्ट आणि ३·८ ते ६·६ किलोव्होल्ट दाबाच्या केबलीकरिता हे तापमान ८०० से. ठरविण्यात आले आहे. ६·३५ ते ११ किलोव्होल्ट दाबाच्या केबलीकरिता हे तापमान ६५० से. आहे व पी. व्ही. सी. वेष्टनाच्या ०·६५ ते १·१ किलोव्होल्ट दाबाच्या केबलीकरिता ७०० से. ही मर्यादा आहे. याशिवाय प्रवाहाची मर्यादा सभोवतालचे तापमान (भारतात हे तापमान ३०० से. प्रमाणभूत मानतात), केबलीच्या निरोधक पदार्थांचे उष्णता निरोधक गुणधर्म आणि सभोवतालच्या माध्यमाची उष्णता निरोधकता यांवरही अवलंबून असते. वरील सर्व घटक विचारात घेऊन प्रवाहाची मर्यादा ठरविण्यास बरीच आकडेमोड करावी लागते. अशा मर्यादा चटकन काढण्यासाठी, विशिष्ट प्रमाण परिस्थितीत मर्यादा निश्चित करून इतर परिस्थितीतील मर्यादा काढण्यासाठी रूपांतर करण्यास मदत करणारी कोष्टके विविध संशोधन संस्थांनी व भारतीय मानक संस्थेसारखा मान संस्थांनी तयार केलेली आहेत.
विद्युत् ऊर्जेचे प्रेषण व वितरण करण्याकरिता वापरण्यात येणाऱ्या केबलीवर जालातील मंडल संक्षेपामुळे (मंडलात एखाद्या ठिकाणी धन व ऋण तारा जोडल्या जाण्यामुळे, शॉर्ट सर्किटमुळे) येणाऱ्या प्रवाह भाराचा आणि त्यामुळे उत्पन्न होणाऱ्या यांत्रिक प्रेरणांचा स्वतंत्र विचार करावा लागतो. कोठेही मंडलसंक्षेप झाला म्हणजे सुरुवातीच्या क्षणात एकदम फार मोठा विद्युत् प्रवाह वाहतो व नंतर लगेच तो कमी होतो. अशा स्थितीत उत्पादन केंद्रातील बहुतेक ऊर्जा खर्च होते व तिचे उष्णतेमध्ये रूपांतर होऊन सर्व संवाहक तापतात. हल्ली सर्व ठिकाणी तात्काळ काम करणारी संरक्षक साधने वापरीत असल्याने मंडलसंक्षेप फारच अल्प काळापुरता मर्यादित असतो आणि त्यावेळी उत्पन्न झालेली सर्व उष्णता संवाहकातच शोषिली जाते. यावेळी संवाहकामधील प्रवाहामुळे उत्पन्न झालेल्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे केबलीमधील दोर एकमेकांपासून दूर ढकलले जातात त्यामुळे केबल फाटण्याची भीती असते, परंतु केबल बनविताना या धोक्याचा विचार करून केबली मधील दोरांना एकत्र ठेवण्यासाठी त्यांच्याभोवती एक पोलादी तार गुंडाळलेली असते व प्रत्येक दोरामध्ये अनेक बारीक तारा वापरलेल्या असतात, त्यामुळे चुंबकीय क्षेत्रापासून केबलींना फारसा धोका नसतो. परंतु दोरामध्ये उत्पन्न झालेली उष्णता व दोरांची उष्णता शोषून घेण्याची शक्ती यांची सांगड घालावी लागते. ही गोष्ट बरीच अवघड असते.
केबलीमधील जोड : केबलीमधील दोराभोवतालचे निरोधक वेष्टन यंत्राच्या साहाय्याने बसविलेले असते. हे वेष्टन संवाहक दोराला अगदी चिकटून बसेल आणि त्या दोघांमध्ये रिकामी जागा, हवा अगर ओलावा राहणार नाही याची काळजी घेतलेली असते. परंतु केबलीचा जोड करताना संवाहक दोरावरील काही वेष्टन काढून टाकावे लागते आणि सर्व काम बहुतेक उघड्या जागेत व हातानेच करावे लागते. त्यामुळे संवाहक दोराची जोडणी केल्यानंतर जोडावरून निरोधक वेष्टन बसविताना फार काळजी घ्यावी लागते. संवाहक दोराचा जोड कोणत्या पद्धतीचा असावा हे केबलीचा आकार, प्रकार व संवाहकावर येणारा विद्युत् दाब या गोष्टींवरून ठरविण्यात येते. केबलीमधील जोड चांगला होण्याकरिता खालील अटी पूर्ण होणे आवश्यक असते.
(१) संवाहकांच्या धातूचा जोड चांगला राहिला पाहिजे, (२) संवाहकांच्या जोडावर पुन्हा बसविलेले निरोधक वेष्टन उत्तम रीतीने अगदी चिकटून बसले पाहिजे, (३) विद्युत् दाबामुळे निरोधक वेष्टनात उत्पन्न होणारा ताण सर्व बाजूंस सारखा झाला पाहिजे, (४) जोडाभोवती ओलीपासून व बाह्य आघातांपासून संरक्षण होण्याची व्यवस्था असली पाहिजे.
तांब्याच्या दोराची टोके जोडताना कथिलाचे आवरण दिलेल्या तांब्याचा नळीचा उपयोग करतात व ॲल्युमिनियमाचे दोर जोडताना ॲल्युमिनियमाच्या नळीचा उपयोग करतात. अशा नळीमध्ये दोन्हीकडील संवाहक सहज आत घालता येतात व ते नळीच्या मध्यभागी एकमेकांना मिळवितात. या नळीच्या वरच्या बाजूस एक फट ठेवलेली असते, तिच्यामधून वितळलेला डाख आत ओततात व नळीतील सर्व रिकामी जागा भरून टाकतात. डाख थंड झाल्यावर नळीबाहेर आलेला डाखाचा भाग काढून टाकतात व नळी कानसीने घासून साफ करतात. उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये वापरलेली तांब्याची नळी पूर्ण वर्तुळाकार ठेवतात आणि तिचा व्यास व वक्रता शक्य तितकी कमी ठेवतात. त्यामुळे तिच्यावर पडणाऱ्या विद्युत् दाबाच्या उतारामध्ये सम प्रमाणात बदल होतो.
तांब्याचे संवाहक जोडण्याकरिता जो डाख वापरतात त्यामध्ये कथिल व शिसे यांचे सम प्रमाण असते. हे मिश्रण साधारण २००० से. तापमानाला वितळते. या डाखाला सामान्यतः मृदू डाख म्हणतात. डाखकाम चांगले होण्याकरिता मूळ धातूचा पृष्ठभाग अगदी स्वच्छ करावा लागतो व उत्तम जातीचा अभिवाह (जोड करणारी धातू लवकर वितळविणारे द्रव्य) सढळपणे वापरावा लागतो. अभिवाहाचा उपयोग केल्याने मूळ धातूचा पृष्ठभाग स्वच्छ राहतो. डाख लावताना जोडाकरिता जो अभिवाह वापरतात त्यामध्ये आधारद्रव्य म्हणून नैसर्गिक राळ वापरतात. राळ गरम झाली म्हणजे वितळते व तीमध्ये तांब्याचे ऑक्साइड विरघळून जाते व तांब्याचा पृष्ठभाग अगदी साफ होतो. राळ लवकर वितळावी म्हणून तिच्यावर काही रासायनिक विक्रिया करतात, त्यामुळे तिच्या अभिवाहक गुणामध्येही पुष्कळ वाढ होते.
ॲल्युमिनियमाच्या तारा डाखाने जोडणे बरेच अवघड असते. ॲल्युमिनियमाचा पृष्ठभाग घासून स्वच्छ केल्यावर हवेतील ऑक्सिजनाचा त्यावर लवकर परिणाम होऊन ऑक्साइडाचा थर उत्पन्न होतो व त्या थरावर कथिल चिकटत नाही. ऑक्साइडाचा थर काढून म्हणजे बहुतेक सर्व प्रकारचे डाख ॲल्युमिनियाच्या पृष्ठभागामध्ये मिसळतात. ॲल्युमिनियमाकरिता खास कार्बनी अभिवाह वापरतात. त्यामध्ये ट्रायएथॅनॉल अमाइन हे आधारद्रव्य असते. त्यामध्ये जी फ्ल्युओरीन संयुगे मिसळलेली असतात त्यांचे २५०० से. ला विघटन होते. या अभिवाहामुळे ॲल्युमिनियमावरील ऑक्साइडाचा थर सैल होतो व सहज दूर सारला जातो आणि स्वच्छ झालेल्या ॲल्युमिनियमाच्या पृष्ठभागावर वितळलेला डाख सहज पसरविता येतो. डाख ॲल्युमिनियमाच्या बारीक तारांच्या मधील जागेत किती प्रमाणात शिरू शकेल हे डाखामध्ये वापरलेल्या आधार द्रव्यांवर अवलंबून असते. या कामाकरिता वापरावयाच्या डाखामध्ये साधारणतः ५१% शिसे, ३१% कथिल, ९% जस्त आणि ९% कॅडमियम असे प्रमाण असते.
संवाहकाच्या जोडाभोवती निरोधक वेष्टन बसविणे : कमी व मध्यम दाबाच्या केबलीमधील जोड करताना संवाहकांच्या जोडावर निरोधक चिकटपट्टी गुंडाळीत नाहीत. संवाहकांचा जोड योग्य आकाराच्या पेटीत अधांतरी ठेवतात आणि ती पेटी वितळलेल्या सुक्या जातीच्या डांबर-मिश्रणाने पूर्णपणे भरतात. हे डांबर मिश्रण निरोधकाचे काम करते. अशा कामात वापरीत असलेली एक पेटी आ. ८ मध्ये दाखविली आहे.
उच्च दाबाच्या केबलीमध्ये जेव्हा प्रत्येक दोराभोवती निरोधक वेष्टन बसविल्यानंतर त्यावरून धातूच्या पट्टीचे आवरण बसविलेले असते तेव्हा दोरांचा जोड केल्यावर या धातूच्या आवरणाचाही जोड करावा लागतो. यावेळी त्याच्या आतील निरोधक वेष्टन चांगले जाड व मजबूत करतात. त्यामुळे तेथील विद्युत् दाबाच्या उताराचे प्रमाण कमी करता येते. उच्च दाबाच्या केबली भोवती जेव्हा शिशाचे आवरण बसविलेले असते तेव्हा या आवरणाचा जोड करण्यासाठी शिशाचीच नळी वापरतात व त्यावरून डांबराचे मिश्रण भरतात. त्यामुळे या जोडामध्ये बाहेरचे पाणी शिरण्याची भीती राहत नाही आणि जोड चांगला घट्ट व मजबूत होतो.
केबली बसविण्याच्या पद्धती : विद्युत् ऊर्जेचे प्रेषण करणाऱ्या केबली बसविताना स्थानिक परिस्थितीचा विचार करावा लागतो. केबल बसविण्याच्या अनेक पद्धती आहेत. त्यांपैकी महत्त्वाच्या पुढीलप्रमाणे आहेत. (१) जमीन उकरून तीमध्ये केबल जशीच्या तशीच ठेवणे, (२) केबल नळमार्गातून नेणे, (३) लाकडी किंवा चिनी मातीच्या पन्हळीतून नेणे व नंतर त्यावरून डांबर-मिश्रण भरणे, (४) भिंतीवरून किंवा खांब रोवून त्यांच्या आधाराने उघड्या जागेतून नेणे. वरील (१) ही पद्धत सर्वांत कमी खर्चाची असते व बहुतेक सर्व ठिकाणी वापरता येते. याकरिता जमिनीमध्ये चर खोदतात व त्याच्या तळावर सुट्या मातीचा थर देऊन त्यावरून केबल बसवीत जातात. केबल बसविल्यानंतर पुन्हा एक मातीचा थर भरतात व त्यावरून विटा ठेवीत जातात व नंतर उरलेला चराचा भाग मातीने पूर्ण भरतात. विटा ठेवल्याने, चर पुन्हा उकरण्याचा प्रसंग आल्यास विटांचा थर आल्याबरोबर पुढे खणताना खालच्या केबलीला धक्का बसणार नाही याबद्दल सावधगिरी ठेवता येते. (२) या पद्धतीत जमिनीमध्ये एक चर खणून त्यात प्रथम चिनी मातीचे किंवा सिमेंट काँक्रीटाचे नळ जोडून सलग मार्ग तयार करतात व त्यामधून केबल ओढून बसवितात. या पद्धतीमध्ये जरूर लागल्यास आणखी दुसरी केबल ठेवणे सोपे असते आणि जमीन सबंध चरभर न उरकता केबलींची दुरुस्ती किंवा बदली करता येते. पण या पद्धतीमध्ये झालेली उष्णता बाहेरील जमिनीमध्ये शोषिली जात नाही. त्यामुळे त्यांची प्रवाह नेण्याची शक्ती कमी होते. (३) या पद्धतीमध्ये जमिनिमध्ये चर खणतात व त्यात लाकडी किंवा चिनी मातीचे पन्हळीसारखे तुकडे जोडून गटार तयार करतात आणि त्यामध्ये केबल बसवितात. केबल बसविल्यानंतर सर्व गटार डांबर मिश्रणाने भरतात व त्यावरून फरशी किंवा विटा ठेवतात व नंतर चर मातीने भरतात. या पद्धतीने जमिनीतून वाहणाऱ्या बाहेरच्या विद्युत् प्रवाहापासून केबलीचे चांगले संरक्षण होते. ही पद्धत विद्युत् शक्तीचे संभरण करणाऱ्या (विद्युत् निर्मिती केंद्रापासून मुख्य फाट्यांद्वारे विद्युत् शक्तीचे प्रेषण करणाऱ्या) केबलींकरिता वापरतात. परंतु ती वितरण करणाऱ्या केबलीकरिता सोईची होत नाही कारण ग्राहकांसाठी तिला ठिकठिकाणी जोडण्या कराव्या लागतात. (४) भिंतीवर अंतराअंतराने खुंट्या बसवून त्यांवरून केबल नेता येते. तसेच उघड्या जागेत खांब पुरून त्यांच्या आधाराने केबल उघड्या जागेतून नेता येते. या पद्धतीत सुरुवातीचा खर्च कमी असतो व दुरुस्तीचा खर्चही थोडा असतो. ही पद्धत विद्युत् उत्पादन केंद्राच्या आवारात, कारखान्यात व रूळमार्गाच्या (रेल्वेच्या) बाजूने वापरतात.
समुद्री केबल : केबल समुद्रातून नेण्याकरिता मुद्दाम तेवढ्याच कामाकरिता बनवलेले जहाज वापरतात. या जहाजाच्या खालच्या भागात केबली गुंडाळून ठेवण्याचे शंकूच्या आकाराचे सांगाडे बसवलेले असतात. प्रथम जहाज किनाऱ्याच्या शक्य तितक्या जवळ आणतात व उथळ पाण्यात पिपे टाकून किंवा नावा ठेवून त्यावरून केबलीचे टोक किनाऱ्याकडे ओढत आणतात, मग किनाऱ्यावरील खांबाला ते टोक पक्के बांधून ठेवतात व नंतर केबलीचे जहाज चालू करतात. जहाजावरील केबल समुद्रात सोडताना ती साधारणतः जहाजाच्या पुढील बाजूकडून सोडण्यात येते. केबल आपल्या वजनानेच समुद्राच्या तळावर जाऊन बसते. जुनी केबल काढून घ्यावयाची असल्यास ती जहाजाच्या मागील बाजूकडून वर उचलतात व चाकावर गुंडाळीत जातात. अशा जहाजावर हरवलेली केबल हुडकण्याचे, केबल वर उचलून घेण्याचे व केबल दुरुस्त करण्याचे सर्व साहित्य ठेवलेले असते. समुद्रकाठावर जेथे साधारण जहाजे नांगरण्यासारखी जागा नसते तेथे केबल समुद्रात टाकण्याची जागा पसंत करतात.
केबल समुद्रातून नेण्याकरिता समुद्रातील अंतर शक्य तितके कमी ठेवण्याचा प्रयत्न करतात. परंतु त्याच वेळी समुद्रातील तळाचा पृष्ठभाग केबल ठेवण्याकरिता योग्य आहे किंवा नाही तेही तपासावे लागते. वाटेत बरेच उंचवटे किंवा दऱ्या असल्यास अथवा पाण्याला मोठा वेग असल्यास थोडा जास्त लांबीचा मार्ग निवडणे श्रेयस्कर ठरते. याकरिता केबलीचा मार्ग ठरविण्यापूर्वी समुद्रतळाचे, तसेच जी दोन ठिकाणे केबलीने जोडावयाची आहेत तेथील किनाऱ्याचे काळजीपूर्वक सर्वेक्षण (पाहणी) करावे लागते. समुद्रामधून न्यावयाच्या केबलीची रचना आ. ९ मध्ये दाखविली आहे.
या केबलीमध्ये वापरलेल्या बाहेरील संरक्षक पोलादी जाड तारा निकेल-क्रोम पोलादाच्या असतात. त्या समुद्रातील पाण्याने गंजत नाहीत व केबल आपल्याच वजनाने तुटत नाही व समुद्रातील प्राणी केबल तोडूही शकत नाहीत.
अतिसंवाहक केबल : केबलीमध्ये वापरलेल्या संवाहक तारेचे तापमान कमी केले, तर तिचा रोध कमी होतो व तिची प्रवाह नेण्याची क्षमता वाढते. तांबे किंवा ॲल्युमिनियमाच्या तारेचे तापमान ७७० के. (- १९६० से.) पर्यंत उतरविले, तर तिचा रोध एक दशांश होतो म्हणजे तिच्यामधून १० पट प्रवाह नेता येतो. या तारेचे तापमान २०० के. पर्यंत कमी केले, तर तिच्यामधून ५०० पट जास्त प्रवाह नेता येईल. केबलीचे तापमान उतरविण्यासाठी ती एका नळामध्ये बसवतात व त्या नळामधून शीतक यंत्राने थंड केलेला द्रव नायट्रोजन किंवा हायड्रोजन फिरवितात. विद्युत् शक्तीच्या प्रेषणासाठी वापरावयाच्या केबलीचे तापमान पाहिजे तितके राखण्यासाठी शीतक यंत्रणा सतत चालू ठेवावी लागते व त्यासाठी खर्च करावा लागतो. या प्रकारची केबल अद्याप प्रयोगावस्थेत आहे.
घरामध्ये विद्युत् प्रवाह नेणाऱ्या केबली बसविण्यासाठी वापरात असलेली पातळ पोलादी पत्र्याची नळी. या नळीच्या टोकावर पाण्याच्या नळाप्रमाणेच बाहेरचे आटे पडलेले असतात. त्यामुळे त्यांचा जोड करणे सुलभ होते. या नळ्यांना आग लागण्याची भीती नसते, परंतु केबलीमधील दोषामुळे काही वेळा चालू संवाहकाचा आणि नळीचा संबंध येतो. अशा वेळी त्या नळीला माणसाचा हात लागला, तर त्याला धक्का बसण्याचा संभव असतो म्हणून केबल नळ्या व जमीन यांचा कायमचा चांगला संबंध जोडून ठेवतात. या नळ्या भिंतीच्या पृष्ठावर बसविता येतात. परंतु घराची शोभा कायम ठेवावयाची असल्यास या नळ्या भिंतीच्या आत पुरून बसविता येतात. या नळ्यांतून केबली नेताना त्या दुसऱ्या पोलादी तारेला बांधून ओढून न्याव्या लागतात. हे काम सुलभ व्हावे म्हणून केबल नळीमध्ये अंतरा अंतरावर व प्रत्येक वळणावर झाकण बसविण्याचे सांधे घालतात. या नळ्या ओलसर हवेने गंजू नयेत म्हणून त्यांवर गंजरोधी रोगण लावतात किंवा जस्ताचा मुलामा देतात. या नळ्या २ ते ५ मी. लांबीच्या मिळतात. त्यांच्या व्यास १५ मिमी. पासून ६४ मिमी. पर्यंत असतो. त्यांची जाडी आणि वजन यांसंबंधीची मापे भारतीय मापक १६५३–१९६४ मध्ये दिलेली असतात.
केबल निर्मिती : केबलीमधील संवाहक गाभा अनेक बारीक तारांचा पीळ दिलेला दोर असतो. यासाठी तांब्याची किंवा ॲल्युमिनियमाची तार वापरतात. संवाहक गाभ्याचा दोर तयार करण्याच्या यंत्रामध्ये एक मोठे चाक हळूहळू फिरत असते. या चाकाच्या मध्यभागी असलेल्या छिद्रातून संवाहक गाभ्याची मुख्य तार एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे ताणून ओढली जाते. ही तार चाकाच्या छिद्रामधून जात असताना तिच्याभोवती आणखी सहा तारा ताणून गुंडाळल्या जातात व त्यांवर मोठ्या अंतरालाच (पिळाच्या एका फेऱ्याची लांबी मोठी असलेला) मळसूत्री पीळ पडतो. त्यामुळे पुढे जाणारा दोर अगदी घट्ट होतो आणि त्यातील तारा सैल पडत नाहीत.
केबल तयार करण्याच्या यंत्रामध्येही वर दिल्याप्रमाणेच एक मुख्य चाक फिरत असते व त्यांच्या मध्यभागातील छिद्रामधून संवाहक तारदोर एका बाजूकडून दुसऱ्या बाजूकडे ताणून ओढला जातो. हा दोर चाकाच्या छिद्रामधून जात असताना त्याच्या वरच्या बाजूने एक व खालच्या बाजूने एक गरम केलेल्या रबरी पट्ट्या एकमेकींना चिकटून त्यांची एक सलग नळीच तयार होते व ती तारदोराला अगदी चिकटूनही बसते. अशा रीतीने संवाहक दोरावर पहिले निरोधक आवरण बसविले जाते. याच प्रकारे ती केबल पुढील अनेक यंत्रांमधून नेऊन तिच्यावर रबराचे दुसरे आवरण व इतर प्रकारची निरोधक व संरक्षक आवरणे दाबून बसविली जातात. सर्व आवरणे बसवून झाल्यावर ती केबल लाकडी रहाटावर नीट गुंडाळून ठेवतात आणि तिच्या निरोधक आवरणाची उत्तम प्रकारे तपासणी करतात व त्या तपासणीत पूर्णपणे समाधानकारक ठरलेली केबल विक्रीसाठी पाठवितात.
भारतीय केबल उद्योग : भारतामध्ये संवाहक तारदोर आणि रबरी आवरणाच्या केबली बनविण्याचा पहिला कारखाना १९२२ साली टाटानगर (जमशेटपूर) येथे सुरू झाला. दुसऱ्या महायुद्धाच्या काळात केबलींची आयात कमी झाली व मागणी वाढल्यामुळे जबलपुराजवळ मेहगाव येथे १९४३ साली दुसरा कारखाना सुरू झाला. पुढे १९४५ साली हा कारखाना प. बंगालमधील श्यामनगर येथे हलविण्यात आला. याच सुमारास केंद्र सरकारतर्फे संरक्षण खात्याच्या उपयोगासाठी टाटानगर येथे एक नवीन कारखाना सुरू करण्यात आला. १९५० साली बंगलोर येथे पी. व्ही. सी. आवरणाच्या केबली तयार करण्याचा कारखाना सुरू झाला. भारतात १९६५-६६ साली रबरी आवरणाच्या व पी.व्ही.सी. आवरणाच्या मिळून ३६ कोटी मी. लांबीच्या केबली व उच्च दाबासाठी लागणार्‍या कागदी आवरणाच्या ४० लाख मी. लांबीच्या केबली तयार झाल्या. १९६८–७३ या काळात भारतामध्ये केबली तयार करण्याचे पुष्कळ नवीन कारखाने सुरू झाले त्यामुळे देशाची बहुतेक गरज भागविण्याइतका माल तयार होऊ लागला आहे व काही मालाची निर्यातही होऊ लागली आहे. भारतामधून १९६८-६९ मध्ये ४·३७ कोटी रु., १९६९-७० मध्ये ३·७४ कोटी रु., १९७०-७१ मध्ये २·७१ कोटी रु., १९७१-७२ मध्ये ५·१२ कोटी रु., १९७२-७३ मध्ये ६·१५ कोटी रु., किंमतीच्या केबलींची निर्यात झाली. ही निर्यात मुख्यतः श्रीलंका, ब्रह्मदेश, अफगाणिस्तान, इराण, इराक, एडन, कुवेत, सौदी अरेबिया, टांझानिया, घाना, यूगोस्लोव्हिया, पूर्व जर्मनी, द. व्हिएटनाम, थायलंड, रशिया आणि अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने या देशांना करण्यात आली.
|
भारतातील केबलीचे उत्पादन |
||
|
|
शक्ती प्रेषण व वितरण कामाच्या केबली (किमी.) |
घरात वापण्याच्या केबली (लाख किमी.) |
|
उत्पादन क्षमता |
२९,५६० |
९·६१ |
|
वर्ष १९६८ १९६९ १९७० १९७१ १९७२ |
१४,०३५ १६,५०० १५,८६७ १७,१९९ १६,८८० |
३·६८ ३·९० ४·२३ ५·४० ६·७५ |
भारतीय मानक संस्था स्थापन झाल्यापासून त्या संस्थेकडून केबली व इतर संवाहक तारांसंबंधी सर्व माहिती देणारे विनिर्देश (मापे, पदार्थ व त्यांचे आवश्यक गुणधर्म इ. तपशील) प्रसिद्ध करण्यात आले आहेत. देशातील सर्व केबली तयार करणारे कारखाने मानक संस्थेला पूर्ण सहकार देत असून त्यांना पात्रतेनुसार मानक संस्थेची प्रशस्तिचिन्हे देण्यात येत आहेत. त्यामुळे आता बहुतेक सर्व केबली बनविणाऱ्या कारखान्यांचा प्रशस्तिचिन्हे असलेला माल पूर्ण खात्रीचा असतो व मानकीय नियमांप्रमाणेच बनविलेला असतो.
पहा : निरोधक विद्युत संवहन विद्युत् सामग्री उद्योग समाक्ष केबल.
संदर्भ : 1. Barnes, C. C. Electric Cables, New York, 1964.
2. Mears, J. W. Neal, R. E. Electrcial Engineering Practice, Vol. I, London, 1958.
3. Hunter, P. V. J. T. Development of power Cables, London, 1956.
दलाल, एम्. के. (इं.) ओक, वा. रा. (म.)
“