ADSS केबल डिज़ाइन की पूरी समझ: IEC 60794-4-20, TEC 85190 और इंजीनियरों के आम सवाल

ADSS — all-dielectric self-supporting (पूर्णतः डाइइलेक्ट्रिक, सेल्फ़-सपोर्टिंग) — केबल ऐसी ऑप्टिकल केबल हैं जिन्हें सीधे पावर लाइन के पोल और टावरों पर लगाया जाता है। इनमें कोई धातु नहीं होती, इन्हें मैसेंजर वायर की ज़रूरत नहीं होती और ये हर स्पैन (span) में अपना भार स्वयं उठाती हैं। यूटिलिटी और ऑपरेटर इन्हें इसलिए पसंद करते हैं क्योंकि ये पहले से मौजूद राइट-ऑफ़-वे (right-of-way) का दोबारा उपयोग करती हैं, अक्सर चालू (energised) लाइनों पर लगाई जा सकती हैं और इन्हें अर्थिंग की ज़रूरत नहीं होती।

केबल निर्माता के लिए ADSS एक अलग तरह का उत्पाद है। अधिकांश ऑप्टिकल केबल डक्ट, ज़मीन या मैसेंजर से सुरक्षित रहती हैं। ADSS केबल एक संरचनात्मक (structural) तत्व है, जिसे दशकों तक हवा, बर्फ़ (ice), गर्मी और विद्युत क्षेत्र को झेलना होता है। बाज़ार में दो दस्तावेज़ प्रमुख हैं: IEC 60794-4-20, पावर लाइनों के साथ लगाई जाने वाली ADSS केबलों के लिए अंतरराष्ट्रीय फ़ैमिली स्पेसिफ़िकेशन, और TEC 85190:2022 (Release 3), लूज़ ट्यूब (loose tube) वाली ADSS केबलों के लिए भारत के Telecommunication Engineering Centre की आवश्यकताएँ (requirements)।

यह लेख उन सवालों के जवाब देता है जो इंजीनियर ADSS केबल डिज़ाइन करते समय और उनका कोटेशन तैयार करते समय पूछते हैं।

ADSS अन्य फाइबर केबलों से अलग क्यों है?

डक्ट केबल में डिज़ाइन काफ़ी हद तक फाइबर काउंट से तय होता है। ADSS में यह लगभग गौण है। यहाँ डिज़ाइन इन बातों से तय होता है:

• स्पैन की लंबाई और आवश्यक सैग (sag) या ग्राउंड क्लीयरेंस,
• मौसमी लोडिंग — हवा, बर्फ़ और तापमान रेंज,
• स्ट्रक्चर पर केबल के आसपास का विद्युत क्षेत्र (electric field),
• उसे थामने वाला हार्डवेयर।

सामान्य ढांचा — निर्माता द्वारा घोषित परफ़ॉर्मेंस, जिसे IEC टेस्ट मेथड से सिद्ध किया जाता है — इस सीरीज़ के बाकी मानकों जैसा ही है, जिसका वर्णन हमारे IEC 60794 ओवरव्यू में किया गया है। बदलता यह है कि कौन-से गुण मायने रखते हैं।

इनसाइट 1: स्ट्रेंथ मेंबर का आकार स्पैन से तय होता है, फाइबर काउंट से नहीं

अधिकांश ADSS डिज़ाइनों में लोड एरामिड यार्न (aramid yarn) उठाते हैं। एरामिड की मात्रा उस अधिकतम टेंशन से तय होती है जो केबल को उस सबसे खराब मौसम में झेलनी होगी जिसके लिए लाइन डिज़ाइन की गई है — आमतौर पर अधिकतम हवा, बर्फ़ और निम्न तापमान का संयोजन — और यह निर्दिष्ट स्पैन और सैग पर आंकी जाती है।

इंजीनियर आमतौर पर टेंशन के तीन स्तरों की बात करते हैं: केबल की रेटेड टेन्साइल स्ट्रेंथ (rated tensile strength), चरम लोडिंग में पहुँचने वाली मैक्सिमम अलाउएबल टेंशन (maximum allowable tension), और एवरीडे टेंशन (everyday tension), जिसे केबल अपने जीवनकाल के अधिकांश समय उठाती है। ग्राहक स्पैन, सैग या क्लीयरेंस और मौसम की स्थितियाँ देता है; निर्माता उनसे टेंशन निकालता है और स्ट्रेंथ मेंबर का आकार तय करता है।

यह एक इटरेटिव (iterative) समस्या है। ज़्यादा एरामिड केबल को मज़बूत बनाता है, लेकिन बड़ा और भारी भी, जिससे हवा और बर्फ़ का लोड बढ़ता है, और इससे टेंशन बढ़ती है। इसी चक्र के कारण ADSS केबल आमतौर पर एक सार्वभौमिक डिज़ाइन के बजाय स्पैन श्रेणी के अनुसार फ़ैमिली में ऑफ़र की जाती हैं — और इसी कारण स्पैन और मौसम डेटा के बिना "ADSS 48F" के अनुरोध पर ज़िम्मेदारी से कोटेशन नहीं दिया जा सकता।

इनसाइट 2: केबल खिंचे, तब भी फाइबर स्ट्रेन-मुक्त रहने चाहिए

लोड के तहत पूरी केबल लंबी होती है (elongation)। लूज़ ट्यूब में रखे फाइबर उसके साथ नहीं खिंचने चाहिए। ट्यूब में एक्सेस फाइबर लेंथ (excess fibre length) एक स्ट्रेन-मुक्त विंडो तय करती है: केबल के एक निश्चित स्ट्रेन तक फाइबर बस ट्यूब के भीतर खिसकते रहते हैं।

अच्छा ADSS डिज़ाइन मैक्सिमम अलाउएबल टेंशन पर केबल के एलॉन्गेशन को इसी विंडो के भीतर रखता है, और साथ में एरामिड के दीर्घकालिक क्रीप (creep) तथा निम्न तापमान पर सिकुड़न के लिए मार्जिन छोड़ता है। इसलिए ADSS टेस्ट के एक्सेप्टेंस क्राइटेरिया आमतौर पर एटेन्यूएशन (attenuation) में बदलाव के रूप में व्यक्त किए जाते हैं: एवरीडे लोड पर व्यावहारिक रूप से कोई बदलाव नहीं, और अधिकतम लोड पर केवल सीमित, रिवर्सिबल (reversible) बदलाव।

इनसाइट 3: शीथ का चुनाव विद्युत क्षेत्र से होता है

ADSS केबल फ़ेज़ कंडक्टरों के विद्युत क्षेत्र में लटकती है। जब इसकी सतह गीली और प्रदूषित होती है, तो शीथ (sheath) पर छोटी धाराएँ बहती हैं। सपोर्ट के पास, जहाँ सतह असमान रूप से सूखती है, ये धाराएँ ड्राई बैंड (dry bands) में केंद्रित हो सकती हैं और आर्किंग पैदा कर सकती हैं, जो शीथ पर ट्रैकिंग करती है और उसका क्षरण करती है। वर्षों में यह शीथ को काटते हुए स्ट्रेंथ मेंबर तक पहुँच सकती है।

बचाव के दो हिस्से हैं:

• शीथ मटीरियल। स्टैंडर्ड पॉलीएथिलीन शीथ कम फ़ील्ड स्तरों के लिए उपयुक्त हैं। जहाँ फ़ील्ड अधिक होता है, वहाँ एंटी-ट्रैकिंग (track-resistant) शीथ का उपयोग किया जाता है। मटीरियल के चुनाव पर अधिक सामान्य चर्चा हमारी केबल इंसुलेशन और शीथ मटीरियल गाइड में है।
• इंस्टॉलेशन पोज़िशन। केबल पर फ़ील्ड लाइन वोल्टेज, फ़ेज़ ज्यामिति और इस बात पर निर्भर करता है कि स्ट्रक्चर पर केबल कहाँ लटकी है। केबल को कम फ़ील्ड वाली पोज़िशन पर ले जाना महँगे शीथ की तुलना में सस्ता पड़ सकता है।

तटीय नमक और औद्योगिक प्रदूषण ड्राई-बैंड आर्किंग (dry-band arcing) को और गंभीर बनाते हैं, इसलिए एक ही लाइन वोल्टेज के लिए अलग-अलग क्षेत्रों में अलग-अलग शीथ की ज़रूरत पड़ सकती है।

इनसाइट 4: हार्डवेयर और वाइब्रेशन डिज़ाइन का हिस्सा हैं

ADSS केबल को डेड-एंड (टेंशन) और सस्पेंशन क्लैंप से थामा जाता है, आमतौर पर प्रीफ़ॉर्म्ड रॉड के साथ। चूँकि केबल हल्की होती है, उस पर टेंशन अधिक होती है और उसकी सेल्फ़-डैम्पिंग कम होती है, इसलिए लंबे स्पैन पर एयोलियन वाइब्रेशन (aeolian vibration) महत्वपूर्ण हो सकता है, और अक्सर सपोर्ट के पास डैम्पर लगाए जाते हैं।

टेंडर में एक आम समस्या: हार्डवेयर कोई और सप्लाई करता है और उसे किसी दूसरे व्यास (diameter) के लिए चुना गया होता है। केबल का बाहरी व्यास, शीथ की कठोरता और हार्डवेयर एक साथ स्पेसिफ़ाई किए जाने चाहिए।

IEC 60794-4-20 बनाम TEC 85190: दोनों की तुलना कैसी है?

व्यावहारिक निष्कर्ष: जो डिज़ाइन एक दस्तावेज़ को पूरा करता है, वह अपने आप दूसरे के अनुरूप नहीं हो जाता। IEC 60794-4-20 ऑप्टिमाइज़ेशन की अधिक गुंजाइश देता है, लेकिन हर ग्राहक के साथ तय करने के लिए अधिक बातें छोड़ देता है। TEC आवश्यकताएँ अस्पष्टता कम करती हैं, जिससे ऑफ़र की तुलना आसान होती है — और डिज़ाइन के आधार पर अलग दिखने की गुंजाइश कम रह जाती है।

TEC 85190 के तहत भारतीय टेंडर आमतौर पर क्या अपेक्षा रखते हैं

Release 3, पावर लाइन अलाइनमेंट के साथ लगाई जाने वाली ADSS केबलों के लिए पिछली TEC आवश्यकताओं (Release 2, जो 2017 में GR नंबरिंग के तहत जारी हुई थी) का स्थान लेती है। TEC का दृष्टिकोण केबल वैरिएंट परिभाषित करने का रहा है — उदाहरण के लिए कोर वॉटर-ब्लॉकिंग के प्रकार और पर्यावरणीय लोडिंग के आधार पर — और खरीदार को सब कुछ शुरू से स्पेसिफ़ाई करने के बजाय परिभाषित ऑर्डरिंग विकल्पों में से चुनने देना।

कोटेशन देते समय इन बातों की पुष्टि करने के लिए तैयार रहें:

• वैरिएंट — कोर वॉटर ब्लॉकिंग (जेल-फ़िल्ड या ड्राई) और लोडिंग स्थितियाँ;
• परिभाषित विकल्पों में से फाइबर काउंट और ड्रम लेंथ;
• निर्माता की अपनी गणनाओं से समर्थित लंबी न्यूनतम सर्विस लाइफ़;
• मार्किंग, कलर कोडिंग और ड्रम संबंधी आवश्यकताएँ;
• खरीदार द्वारा अपेक्षित अनुमोदन और सर्टिफ़िकेशन रूट।

हमेशा वर्तमान रिलीज़ के टेक्स्ट के आधार पर काम करें; अलग-अलग रिलीज़ में विवरण बदल जाते हैं।

ADSS केबलों के लिए टेंडर चेकलिस्ट

1. स्पैन की लंबाई और आवश्यक सैग या ग्राउंड क्लीयरेंस।
2. मौसमी लोडिंग: अधिकतम हवा, बर्फ़, तापमान रेंज।
3. लाइन वोल्टेज, स्ट्रक्चर की ज्यामिति और इंस्टॉलेशन पोज़िशन — यही शीथ तय करते हैं।
4. फाइबर काउंट, फाइबर टाइप, ट्यूब काउंट और कलर कोड।
5. कोर वॉटर ब्लॉकिंग: जेल-फ़िल्ड या ड्राई।
6. हार्डवेयर: कौन सप्लाई करेगा, और किस व्यास के लिए।
7. लागू दस्तावेज़: IEC 60794-4-20, TEC 85190, IEEE 1222 या यूटिलिटी का अपना स्पेसिफ़िकेशन।
8. टाइप टेस्ट के प्रमाण, और क्या वे ऑफ़र की गई स्पैन श्रेणी को कवर करते हैं।

CablePLM में ADSS डिज़ाइन

CablePLM की फाइबर स्टैंडर्ड्स लाइब्रेरी में IEC 60794-4-20 और TEC 85190:2022 (Release 3) दोनों शामिल हैं। प्रत्येक एक वर्ज़न-नियंत्रित गणना पद्धति है: फाइबर और लूज़ ट्यूब से लेकर स्ट्रेंथ मेंबर और शीथ तक का कंस्ट्रक्शन, बिल ऑफ़ मटीरियल्स और डेटाशीट डिज़ाइन से ही जनरेट होते हैं, और हर मान को स्टैंडर्ड डेटा या अनुमान के रूप में चिह्नित किया जाता है। स्पैन-श्रेणी के वैरिएंट एक ही बेस डिज़ाइन से जुड़े रहते हैं, इसलिए मटीरियल में किया गया बदलाव हर वैरिएंट तक पहुँचता है।

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