Materiály pro blokování vody v kabelech
Materiály blokující vodu lze obecně rozdělit do dvou kategorií: aktivní blokování vody a pasivní blokování vody. Aktivní blokování vody využívá vlastností aktivních materiálů absorbovat vodu a bobtnat. Pokud je plášť nebo spoj poškozen, tyto materiály se při kontaktu s vodou roztahují a omezují její pronikání do kabelu. Mezi takové materiály patřívodu absorbující expandující gel, páska na blokování vody, prášek na blokování vody,příze blokující vodua šňůru blokující vodu. Pasivní blokování vody na druhou stranu využívá hydrofobní materiály k blokování vody vně kabelu, když je plášť poškozen. Příklady pasivních materiálů blokujících vodu jsou pasta plněná ropou, tavné lepidlo a tepelně rozpínavá pasta.
I. Pasivní materiály blokující vodu
Plnění kabelů pasivními materiály blokujícími vodu, jako je například vazelína, bylo primární metodou blokování vody v raných silových kabelech. Tato metoda účinně zabraňuje vniknutí vody do kabelu, ale má následující nevýhody:
1. Výrazně to zvyšuje hmotnost kabelu;
2. Způsobuje snížení vodivosti kabelu;
3. Vazelína silně kontaminuje kabelové spoje, což ztěžuje čištění;
4. Celý proces plnění je obtížné kontrolovat a neúplné plnění může mít za následek špatnou ochranu proti vodě.
II. Aktivní materiály blokující vodu
V současné době se v kabelech používají hlavně vodotěsné pásky, vodotěsné prášky, vodotěsné šňůry a vodotěsné příze. Ve srovnání s ropnou pastou mají aktivní vodotěsné materiály následující vlastnosti: vysokou absorpci vody a vysokou míru bobtnání. Dokážou rychle absorbovat vodu a rychle bobtnat za vzniku gelovité látky, která blokuje pronikání vody, čímž zajišťuje bezpečnost izolace kabelu. Aktivní vodotěsné materiály jsou navíc lehké, čisté a snadno se instalují a spojují. Mají však i určité nevýhody:
1. Prášek blokující vodu se obtížně nanáší rovnoměrně;
2. Vodotěsná páska nebo příze může zvětšit vnější průměr, zhoršit odvod tepla, urychlit tepelné stárnutí kabelu a omezit přenosovou kapacitu kabelu;
3. Aktivní materiály blokující vodu jsou obecně dražší.
Analýza blokování vody: V současné době je v Číně hlavní metodou, jak zabránit pronikání vody do izolační vrstvy kabelů, zvýšení vodotěsné vrstvy. Abychom však dosáhli komplexního blokování vody v kabelech, musíme zvážit nejen radiální pronikání vody, ale také účinně zabránit podélné difúzi vody po jejím vstupu do kabelu.
Polyethylenová (vnitřní plášť) vodotěsná izolační vrstva: Extruze polyethylenové vodotěsné vrstvy v kombinaci s vlhkost absorbující polštářovou vrstvou (například vodotěsnou páskou) může splnit požadavky na podélné vodotěsné utěsnění a ochranu proti vlhkosti v kabelech instalovaných ve středně vlhkém prostředí. Polyethylenová vodotěsná vrstva se snadno vyrábí a nevyžaduje další vybavení.
Plastová hliníková páska s polyethylenovým potahem, vodotěsná izolační vrstva: Pokud jsou kabely instalovány ve vodě nebo extrémně vlhkém prostředí, může být radiální vodotěsná kapacita polyethylenových izolačních vrstev nedostatečná. U kabelů vyžadujících vyšší radiální vodotěsnost je nyní běžné omotávat vrstvu hliníkovo-plastové kompozitní pásky kolem kabelového jádra. Toto těsnění je stokrát nebo dokonce tisíckrát odolnější vůči vodě než čistý polyethylen. Pokud je šev kompozitní pásky plně slepený a utěsněný, je pronikání vody téměř nemožné. Hliníkovo-plastová kompozitní páska vyžaduje proces podélného ovíjení a lepení, což zahrnuje dodatečné investice a úpravy zařízení.
V inženýrské praxi je dosažení podélného blokování vody složitější než radiálního blokování vody. Používaly se různé metody, jako je změna struktury vodiče na lisovaný design, ale účinky byly minimální, protože v lisovaném vodiči stále existují mezery, které umožňují difundování vody kapilárním působením. Pro dosažení skutečného podélného blokování vody je nutné vyplnit mezery v lankovém vodiči materiály blokujícími vodu. K dosažení podélného blokování vody v kabelech lze použít následující dvě úrovně opatření a struktur:
1. Použití vodotěsných vodičů. Přidejte vodotěsnou šňůru, vodotěsný prášek, vodotěsnou přízi nebo omotejte vodotěsnou pásku kolem pevně stlačeného vodiče.
2. Použití vodotěsných jader. Během výrobního procesu kabelu naplňte jádro vodotěsnou přízí, šňůrou nebo jej obalte polovodivou nebo izolační vodotěsnou páskou.
V současné době spočívá klíčová výzva v podélném blokování vody ve vodičích blokujících vodu – jak naplnit látky blokující vodu mezi vodiče a které látky blokující vodu použít, zůstává předmětem výzkumu.
3. Závěr
Technologie radiálního vodotěsného blokování využívá hlavně vodotěsné izolační vrstvy omotané kolem izolační vrstvy vodiče s vnější vrstvou absorbující vlhkost. U kabelů středního napětí se běžně používá kompozitní páska z hliníku a plastu, zatímco u kabelů vysokého napětí se obvykle používají olověné, hliníkové nebo nerezové kovové těsnicí pláště.
Technologie podélného blokování vody se primárně zaměřuje na vyplňování mezer mezi vodivými vlákny materiály blokujícími vodu, aby se zabránilo difuzi vody podél jádra. Na základě současného technologického vývoje je vyplňování práškem blokujícím vodu relativně účinné pro podélné blokování vody.
Dosažení vodotěsnosti kabelů nevyhnutelně ovlivní odvod tepla a vodivost kabelu, proto je nezbytné vybrat nebo navrhnout vhodnou vodotěsnou strukturu kabelu na základě technických požadavků.
Čas zveřejnění: 14. února 2025