Vattenblockerande kabelmaterial
Vattenblockerande material kan generellt delas in i två kategorier: aktiv vattenblockering och passiv vattenblockering. Aktiv vattenblockering utnyttjar de vattenabsorberande och svällande egenskaperna hos aktiva material. När manteln eller skarven skadas expanderar dessa material vid kontakt med vatten, vilket begränsar dess penetration in i kabeln. Sådana material inkluderarvattenabsorberande expanderande gel, vattenblockerande tejp, vattenblockerande pulver,vattenblockerande garn, och vattenblockerande sladd. Passiv vattenblockering, å andra sidan, använder hydrofoba material för att blockera vatten utanför kabeln när manteln är skadad. Exempel på passiva vattenblockerande material är petroleumfylld pasta, smältlim och värmeexpanderande pasta.
I. Passiva vattenblockerande material
Fyllning av passiva vattenblockerande material, såsom petroleumpasta, i kablar var den primära metoden för vattenblockering i tidiga kraftkablar. Denna metod förhindrar effektivt vatten från att tränga in i kabeln men har följande nackdelar:
1. Det ökar kabelns vikt avsevärt;
2. Det orsakar en minskning av kabelns ledande prestanda;
3. Petroleumpasta förorenar kraftigt kabelskarvar, vilket gör rengöring svår;
4. Hela påfyllningsprocessen är svår att kontrollera, och ofullständig påfyllning kan resultera i dålig vattenblockerande prestanda.
II. Aktiva vattenblockerande material
För närvarande är de aktiva vattenblockerande materialen som används i kablar huvudsakligen vattenblockerande tejp, vattenblockerande pulver, vattenblockerande snöre och vattenblockerande garn. Jämfört med petroleumpasta har aktiva vattenblockerande material följande egenskaper: hög vattenabsorption och hög svällningshastighet. De kan absorbera vatten snabbt och svälla snabbt för att bilda en gelliknande substans som blockerar vatteninfiltration, vilket säkerställer kabelns isoleringssäkerhet. Dessutom är aktiva vattenblockerande material lätta, rena och enkla att installera och sammanfoga. De har dock också vissa nackdelar:
1. Vattenblockerande pulver är svårt att fästa jämnt;
2. Vattenblockerande tejp eller garn kan öka ytterdiametern, vilket försämrar värmeavledningen, påskyndar kabelns termiska åldring och begränsar kabelns överföringskapacitet;
3. Aktiva vattenblockerande material är generellt sett dyrare.
Vattenblockeringsanalys: För närvarande är den huvudsakliga metoden i Kina för att förhindra att vatten tränger in i kabelns isoleringsskikt att öka det vattentäta lagret. För att uppnå heltäckande vattenblockering i kablar måste vi dock inte bara beakta radiell vattenpenetration utan också effektivt förhindra längsgående diffusion av vatten när det väl trängt in i kabeln.
Polyeten (innermantel) vattentätt isoleringsskikt: Extrudering av ett vattenblockerande polyetenskikt, i kombination med ett fuktabsorberande dämplager (t.ex. vattenblockerande tejp), kan uppfylla kraven för längsgående vattenblockering och fuktskydd i kablar installerade i måttligt fuktiga miljöer. Det vattenblockerande polyetenskiktet är enkelt att tillverka och kräver ingen ytterligare utrustning.
Plastbelagd aluminiumtejp Polyetenbundet vattentätt isoleringsskikt: Om kablar installeras i vatten eller extremt fuktiga miljöer kan den radiella vattenblockerande kapaciteten hos polyetenisoleringsskikten vara otillräcklig. För kablar som kräver högre radiell vattenblockerande prestanda är det numera vanligt att linda ett lager av aluminium-plast-komposittejp runt kabelkärnan. Denna tätning är hundratals eller till och med tusentals gånger mer vattenbeständig än ren polyeten. Så länge skarven på komposittejpen är helt bunden och tätad är vattenpenetration nästan omöjlig. Aluminium-plast-komposittejpen kräver en längsgående lindnings- och bindningsprocess, vilket innebär ytterligare investeringar och modifieringar av utrustningen.
Inom ingenjörspraxis är det mer komplext att uppnå längsgående vattenblockering än radiell vattenblockering. Olika metoder, såsom att ändra ledarstrukturen till en tätpressad design, har använts, men effekterna har varit minimala eftersom det fortfarande finns mellanrum i den pressade ledaren som tillåter vatten att diffundera genom kapillärverkan. För att uppnå verklig längsgående vattenblockering är det nödvändigt att fylla mellanrummen i den fåtrådiga ledaren med vattenblockerande material. Följande två nivåer av åtgärder och strukturer kan användas för att uppnå längsgående vattenblockering i kablar:
1. Använd vattenblockerande ledare. Lägg till vattenblockerande snöre, vattenblockerande pulver, vattenblockerande garn eller linda vattenblockerande tejp runt den tätt pressade ledaren.
2. Användning av vattentätande kärnor. Fyll kärnan med vattentätande garn eller snöre under kabeltillverkningsprocessen, eller linda in kärnan med halvledande eller isolerande vattentätande tejp.
För närvarande ligger den största utmaningen inom longitudinell vattenblockering i vattenblockerande ledare – hur man fyller vattenblockerande ämnen mellan ledare och vilka vattenblockerande ämnen som ska användas är fortfarande ett fokus för forskningen.
III. Slutsats
Radiell vattenblockeringsteknik använder huvudsakligen vattenblockerande isoleringsskikt som är lindade runt ledarens isoleringsskikt, med ett fuktabsorberande dämplager på utsidan. För mellanspänningskablar används vanligtvis aluminium-plast-komposittejp, medan högspänningskablar vanligtvis använder tätningsmantlar av bly, aluminium eller rostfritt stål.
Longitudinell vattenblockeringsteknik fokuserar främst på att fylla mellanrummen mellan de ledande trådarna med vattenblockerande material för att blockera vattendiffusion längs kärnan. Med tanke på den nuvarande tekniska utvecklingen är fyllning med vattenblockerande pulver relativt effektivt för longitudinell vattenblockering.
Att uppnå vattentäta kablar kommer oundvikligen att påverka kabelns värmeavledning och ledande prestanda, så det är viktigt att välja eller utforma lämplig vattentät kabelstruktur baserat på tekniska krav.
Publiceringstid: 14 februari 2025