विद्युत वापराच्या नित्य वाढणाऱ्या मागणीसाठी नवीन वाहिन्या आणि उपकेंद्रांची निर्मिती करावी लागते. मात्र वाढते शहरीकरण, औद्योगिक प्रकल्प यांमुळे त्यासाठी लागणारी जमीन मिळणे अवघड होत चालले आहे. ग्रामीण भागात वाहिनीच्या मनोऱ्यामुळे शेतजमिनीत होणाऱ्या अडथळ्यामुळे त्याला विरोध होतो. जमिनीवरून पारेषण वाहिनी टाकल्यास त्यातील विद्युत धारेच्या प्रवाहामुळे विद्युत चुंबकीय क्षेत्र (Electromagnetic field) निर्माण होते. त्याच्या प्रभावापासून सुरक्षित राहण्यासाठी वाहिनीपासून काही अंतरावर — मार्गाधिकार (Right Of Way – ROW) — घरे किंवा कायमस्वरूपी मानवी वस्ती करता येत नाही. या अडचणींवर वात निरोधित पारेषण वाहिनीच्या उपयोगाने मात करता येते.
पार्श्वभूमी : मॅसेच्यूसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी या जगद्विख्यात संस्थेमध्ये १९६५ मध्ये वात निरोधित पारेषण वाहिनीची संकल्पना मांडली गेली. मात्र त्याची प्रत्यक्ष मांडणी १९७४ मध्ये जर्मनीतील वेहर जलविद्युत प्रकल्पात (Wehr Hydroelectric Project) केली गेली. अशी मांडणी करणारा हा प्रथम प्रकल्प ठरला.
वाहिनीची रचना : आ. १ मध्ये वात निरोधित पारेषण वाहिनीचा छेद दाखविला आहे. वात निरोधित पारेषण वाहिनीत दोन संकेंद्री (Concentric) नळ्या असतात. आतील नळी आणि बाहेरील नळी यामध्ये कास्ट रेझिनचे अंतर्निरोधन (Post insulators) असते. ही अंतर्निरोधने आतील नळीस आधार देतात. आतील नळी ही विद्युतभारित असते, तर बाहेरील नळीवर विद्युत भार अजिबात नसतो. नळ्या क्षरणरोधी (Corrosion-resistant) ॲल्युमिनियमच्या मिश्रधातूपासून बनविल्या जातात. वाहिनी जमिनीखाली पुरावयाची असल्यास त्यावर निराळे आवरण दिले जाते. दोन नळ्यांच्या मध्ये २०% सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड (SF6) आणि ८०% नायट्रोजन हे वायुमिश्रण भरले जाते. कार्यरत असताना वायूवर वातावरणीय दाबाच्या सातपट दाब ठेवला जातो. वायूवरील दाब वेळोवेळी तपासण्यासाठी संवेदी (Sensor) बसविले जातात. अतिशय काळजी घेऊनही वायुमंडलात काही कण राहिले किंवा विद्युत निर्भारणामुळे (Electrical discharge) निर्माण झाले, तर गुरुत्वाकर्षणाने ते खाली बसतात आणि कण सापळ्यात पकडले जाऊन निरोधन गुणधर्म राखला जातो. या प्रकारच्या वाहिनी बाबत IEC ६२२७१-२०४:२०११ हे आंतरराष्ट्रीय मानक आहे.
वाहिनीचा प्रत्येक घटक साधारणत: १२ — २० मी. लांबीचा असतो. असे घटक परस्परांशी वितळजोडकामाने (Welding) जोडून वाहिनी बनवली जाते. मार्गात ४०० मी. त्रिज्येपर्यंतची वळणे घेता येतात. वाहिनी जमिनीच्या वर, जमिनीखाली पुरून किंवा बोगद्यातून, उभ्या मार्गाने टाकता येऊ शकते.
वाहिनीचे फायदे :
- भूगर्भात वाहिनी टाकण्यास केबल हा एक पर्याय असतो. परंतु उच्च दाबाच्या केबल टाकल्यास त्याच्या स्वयंधारितेमुळे (Self-capacitance) दुसऱ्या बाजूस व्होल्टता वृद्धिंगत होते. कित्येकदा व्होल्टता नियंत्रित करण्यासाठी प्रतिकारी (Reactor) बसवावा लागतो. वात निरोधित पारेषण वाहिनीचे बाबतीत स्वयंधारिता केबलपेक्षा सुमारे ३५ % कमी असल्याने ७० किमी.पर्यंत अशी गरज भासत नाही.
- वात निरोधित पारेषण वाहिनीच्या बाबतीत वाहिनीच्या विद्युत वाहक गाभ्याचा छेद बराच मोठा असल्याने, विद्युत रोध कमी असतो, परिणामत: विद्युत हानी (Line losses) अन्य पद्धतीपेक्षा कमी असते. तसेच बाह्य नळीचा व्यास मोठा असल्याने वाहिनीत निर्माण झालेल्या उष्णतेचे वहन सुकर होते.
- पारेषण वाहिनी टाकल्यास त्यातील विद्युत धारेच्या प्रवाहामुळे विद्युत चुंबकीय क्षेत्र (Electromagnetic field) निर्माण होते. वात निरोधित पारेषण वाहिनीच्या बाबतीत मुख्य वाहीमधून जितकी विद्युत धारा संक्रमित होते, जवळजवळ तेवढीच धारा प्रवर्तनाने (Induction) बाहेरील आवरणातून विरुद्ध दिशेने वाहते, परिणामत: वात निरोधित पारेषण वाहिनीचे विद्युत चुंबकीय क्षेत्र अन्य पारेषण माध्यमांचे मानांनी १५ ते २० पट कमी असते. त्यामुळे निवासी भाग किंवा दवाखाने यांच्या जवळून देखील वाहिनी टाकली, तरी त्याचे दुष्परिणाम होत नाहीत.
- या वाहिन्या दीर्घ काळापर्यंत देखभालीशिवाय उत्तम कार्यरत राहतात.
- जमिनीखालून वाहिनी टाकल्यास वरील भूमीत शेती करता येते.
- वात निरोधित पारेषण वाहिनीस लागणारा मार्गाधिकार साधारणत: केबल वाहिनीपेक्षा निम्मा किंवा उपरी पारेषण वाहिनीच्या १०-१५ % लागतो.
- जमिनीवरील वात निरोधित वाहिनीवर प्रदूषण, सौर प्रारण (Solar radiation) व टोकाची तापमाने(Extreme temperatures ) यांचा परिणाम होत नाही.
- विद्युत निर्मिती केंद्रात किंवा उपकेंद्रात जरूरीनुसार वात निरोधित वाहिनी उभी (Vertically) उभारता येते.
इतर उदाहरणे : या प्रकारच्या वाहिनी जगभर अनेक ठिकाणी वापरात आहेत. जर्मनीतील फ्रॅंकफुर्ट विमानतळाजवळ उंच वाहिनी बांधण्यास मर्यादा असल्याने तेथेही अशी वाहिनी भूगर्भात टाकली गेली. चीनमध्ये यांगत्से नदीखाली ७५ मीटरवर ५.४ किमी. लांब वात निरोधित पारेषण वाहिनी टाकण्यात आली.
वाहिनीच्या मर्यादा : सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइड हा क्योटो करार-मसुद्याअंतर्गत (Protocol) हरितगृह वायूंपैकी (Green House gas) एक आहे. त्याची वैश्विक जागतिक तापमानवाढ संभाविता (Global Warming Potential – GWP) ही कार्बन डायऑक्साइड या हरितगृह वायूपेक्षा सु. २३,९०० पट अधिक आहे. या कारणास्तव शास्त्रज्ञ व अभियंते सल्फर हेक्झाफ्ल्युओराइडला पर्याय शोधत आहेत.
पहा : वात निरोधित उपकेंद्र.
संदर्भ :
• International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland; IEC 62271-204:2011, Rigid gas-insulated transmission lines for rated voltage above 52 kV.
• Khalifa Elnaddab, Evaluation of Gas Insulated Lines (GIL) for Long Distance HVAC Power Transfer, Doctoral Thesis; Cardiff University; December 2014.
• Koch Hermann, Gas Insulated Transmission Lines (GIL); (Book); Wiley-IEEE Press, October 2011.
समीक्षक : व्ही. व्ही. जोशी
