Материали за кабели, блокиращи водата
Материалите за блокиране на вода могат да бъдат разделени на две категории: активно блокиране на вода и пасивно блокиране на вода. Активното блокиране на вода използва свойствата на активните материали да абсорбират вода и да набъбват. Когато обвивката или съединението са повредени, тези материали се разширяват при контакт с вода, ограничавайки проникването ѝ в кабела. Такива материали включватабсорбиращ вода разширяващ се гел, лента за блокиране на вода, прах за блокиране на вода,прежда за блокиране на водаи корда за блокиране на вода. Пасивното блокиране на вода, от друга страна, използва хидрофобни материали за блокиране на вода извън кабела, когато обвивката е повредена. Примери за пасивни материали за блокиране на вода са паста, пълна с петрол, термолепило и терморазширяваща се паста.
I. Пасивни водоблокиращи материали
Запълването на кабелите с пасивни материали за блокиране на водата, като например петролна паста, е основният метод за блокиране на водата в ранните силови кабели. Този метод ефективно предотвратява навлизането на вода в кабела, но има следните недостатъци:
1. Значително увеличава теглото на кабела;
2. Това води до намаляване на проводимостта на кабела;
3. Вазелинът силно замърсява кабелните съединения, което затруднява почистването;
4. Пълният процес на пълнене е труден за контролиране и непълното пълнене може да доведе до лошо водоустойчиво действие.
II. Активни материали за блокиране на водата
В момента активните водоблокиращи материали, използвани в кабелите, са главно водоблокираща лента, водоблокиращ прах, водоблокиращ шнур и водоблокираща прежда. В сравнение с петролната паста, активните водоблокиращи материали имат следните характеристики: висока водопоглъщаемост и висока степен на набъбване. Те могат бързо да абсорбират вода и да набъбват бързо, образувайки гелообразно вещество, което блокира проникването на вода, като по този начин гарантира безопасността на изолацията на кабела. Освен това, активните водоблокиращи материали са леки, чисти и лесни за монтаж и съединяване. Те обаче имат и някои недостатъци:
1. Прахът, блокиращ водата, е труден за равномерно нанасяне;
2. Водонепропускливата лента или прежда може да увеличи външния диаметър, да влоши разсейването на топлината, да ускори термичното стареене на кабела и да ограничи преносния капацитет на кабела;
3. Активните материали за блокиране на водата обикновено са по-скъпи.
Анализ на блокирането на водата: В момента основният метод в Китай за предотвратяване на проникването на вода в изолационния слой на кабелите е увеличаването на водоустойчивия слой. За да се постигне цялостно блокиране на водата в кабелите обаче, трябва да се вземе предвид не само радиалното проникване на вода, но и ефективно да се предотврати надлъжното разпространение на водата, след като тя навлезе в кабела.
Полиетиленов (вътрешна обвивка) водоустойчив изолационен слой: Екструдирането на полиетиленов водоустойчив слой, в комбинация с влагоабсорбиращ възглавничен слой (като водоблокираща лента), може да отговори на изискванията за надлъжно водоустойчивост и влагозащита в кабели, инсталирани в умерено влажна среда. Полиетиленовият водоустойчив слой е лесен за производство и не изисква допълнително оборудване.
Водоустойчив изолационен слой с алуминиева лента, свързан с полиетилен: Ако кабелите се монтират във вода или изключително влажна среда, радиалната водоустойчивост на полиетиленовите изолационни слоеве може да е недостатъчна. За кабели, изискващи по-висока радиална водоустойчивост, сега е обичайно да се увива слой от алуминиево-пластмасова композитна лента около кабелната сърцевина. Това уплътнение е стотици или дори хиляди пъти по-водоустойчиво от чистия полиетилен. Стига шевът на композитната лента да е напълно залепен и запечатан, проникването на вода е почти невъзможно. Алуминиево-пластмасовата композитна лента изисква процес на надлъжно увиване и залепване, което включва допълнителни инвестиции и модификации на оборудването.
В инженерната практика постигането на надлъжно блокиране на водата е по-сложно от радиалното блокиране на водата. Използвани са различни методи, като например промяна на структурата на проводника към плътно пресована конструкция, но ефектите са минимални, тъй като в пресования проводник все още има празнини, които позволяват на водата да дифундира чрез капилярно действие. За да се постигне истинско надлъжно блокиране на водата, е необходимо празнините в многожилния проводник да се запълнят с материали за блокиране на водата. За постигане на надлъжно блокиране на водата в кабелите могат да се използват следните две нива на мерки и конструкции:
1. Използване на водоустойчиви проводници. Добавете водоустойчив шнур, водоустойчив прах, водоустойчива прежда или увийте водоустойчива лента около плътно притиснатия проводник.
2. Използване на водоустойчиви жила. По време на производствения процес на кабела, напълнете жилото с водоустойчива прежда, шнур или го увийте с полупроводникова или изолационна водоустойчива лента.
В момента ключовото предизвикателство при надлъжното блокиране на водата се крие във водоблокиращите проводници – как да се запълнят водоблокиращи вещества между проводниците и кои водоблокиращи вещества да се използват, остава фокус на изследванията.
3. Заключение
Технологията за радиално блокиране на водата използва главно изолационни слоеве, блокиращи водата, увити около изолационния слой на проводника, с добавен отвън влагоабсорбиращ възглавничен слой. За кабели за средно напрежение обикновено се използва алуминиево-пластмасова композитна лента, докато за кабели за високо напрежение обикновено се използват оловни, алуминиеви или неръждаеми метални уплътнителни обвивки.
Технологията за надлъжно блокиране на водата се фокусира основно върху запълването на празнините между проводимите нишки с водоблокиращи материали, за да се блокира дифузията на вода по дължината на сърцевината. Според съвременните технологични разработки, запълването с водоблокиращ прах е сравнително ефективно за надлъжно блокиране на водата.
Постигането на водоустойчивост на кабелите неизбежно ще повлияе на разсейването на топлината и проводимостта на кабела, така че е важно да се избере или проектира подходяща водоустойчива структура на кабела въз основа на инженерните изисквания.
Време на публикуване: 14 февруари 2025 г.