Водоблокирующие кабельные материалы
Материалы для блокировки воды можно разделить на две категории: активная блокировка воды и пассивная блокировка воды. Активная блокировка воды использует водопоглощающие и набухающие свойства активных материалов. Когда оболочка или соединение повреждены, эти материалы расширяются при контакте с водой, ограничивая ее проникновение внутрь кабеля. Такие материалы включаютводопоглощающий расширяющийся гель, водоблокирующая лента, водоблокирующий порошок,пряжа, блокирующая водуи водоблокирующий шнур. Пассивная водоблокировка, с другой стороны, использует гидрофобные материалы для блокировки воды снаружи кабеля при повреждении оболочки. Примерами пассивных водоблокирующих материалов являются паста с нефтяным наполнителем, термоплавкий клей и терморасширяющаяся паста.
I. Пассивные водоблокирующие материалы
Заполнение пассивных водоблокирующих материалов, таких как нефтяная паста, в кабелях было основным методом блокировки воды в ранних силовых кабелях. Этот метод эффективно предотвращает попадание воды в кабель, но имеет следующие недостатки:
1.Значительно увеличивает вес кабеля;
2. Это приводит к снижению проводящих свойств кабеля;
3. Нефтяная паста сильно загрязняет кабельные соединения, затрудняя очистку;
4. Полный процесс заполнения трудно контролировать, а неполное заполнение может привести к ухудшению водоотталкивающих свойств.
II. Активные водоблокирующие материалы
В настоящее время активные водоблокирующие материалы, используемые в кабелях, в основном представляют собой водоблокирующую ленту, водоблокирующий порошок, водоблокирующий шнур и водоблокирующую пряжу. По сравнению с нефтяной пастой активные водоблокирующие материалы обладают следующими характеристиками: высокое водопоглощение и высокая скорость набухания. Они могут быстро впитывать воду и быстро набухать, образуя гелеобразное вещество, которое блокирует проникновение воды, тем самым обеспечивая безопасность изоляции кабеля. Кроме того, активные водоблокирующие материалы легкие, чистые и простые в установке и соединении. Однако у них также есть некоторые недостатки:
1. Водоблокирующий порошок трудно нанести равномерно;
2. Водоблокирующая лента или пряжа могут увеличить наружный диаметр, ухудшить рассеивание тепла, ускорить термическое старение кабеля и ограничить пропускную способность кабеля;
3. Активные водоблокирующие материалы, как правило, более дорогие.
Анализ блокировки воды: в настоящее время основным методом в Китае для предотвращения проникновения воды в изоляционный слой кабелей является увеличение водонепроницаемого слоя. Однако для достижения полной блокировки воды в кабелях мы должны не только учитывать радиальное проникновение воды, но и эффективно предотвращать продольную диффузию воды после ее попадания в кабель.
Полиэтиленовый (внутренняя оболочка) водонепроницаемый изоляционный слой: Экструдирование полиэтиленового водоблокирующего слоя в сочетании с влаговпитывающим амортизирующим слоем (например, водоблокирующей лентой) может удовлетворить требования к продольной водоблокировке и защите от влаги в кабелях, проложенных в умеренно влажных средах. Полиэтиленовый водоблокирующий слой прост в изготовлении и не требует дополнительного оборудования.
Алюминиевая лента с пластиковым покрытием, полиэтиленовый связанный водонепроницаемый изоляционный слой: если кабели прокладываются в воде или чрезвычайно влажной среде, радиальная водоблокирующая способность полиэтиленовых изоляционных слоев может быть недостаточной. Для кабелей, требующих более высокой радиальной водоблокирующей способности, теперь принято оборачивать слой алюминиево-пластиковой композитной ленты вокруг сердечника кабеля. Это уплотнение в сотни или даже тысячи раз более водостойкое, чем чистый полиэтилен. Пока шов композитной ленты полностью склеен и герметизирован, проникновение воды практически невозможно. Алюминиево-пластиковая композитная лента требует продольного процесса обмотки и склеивания, что влечет за собой дополнительные инвестиции и модификации оборудования.
В инженерной практике достижение продольной блокировки воды сложнее, чем радиальной. Применялись различные методы, такие как изменение структуры проводника на плотно спрессованную конструкцию, но эффекты были минимальными, поскольку в спрессованном проводнике все еще есть зазоры, которые позволяют воде диффундировать через капиллярное действие. Для достижения настоящей продольной блокировки воды необходимо заполнить зазоры в многожильном проводнике водоблокирующими материалами. Для достижения продольной блокировки воды в кабелях можно использовать следующие два уровня мер и структур:
1.Использование водоблокирующих проводников. Добавьте водоблокирующий шнур, водоблокирующий порошок, водоблокирующую пряжу или оберните водоблокирующую ленту вокруг плотно прижатого проводника.
2.Использование водоблокирующих жил. В процессе изготовления кабеля заполните жилу водоблокирующей пряжей, шнуром или оберните жилу полупроводящей или изолирующей водоблокирующей лентой.
В настоящее время ключевой проблемой продольной блокировки воды является блокировка воды в проводниках. Вопрос о том, как заполнять пространство между проводниками блокирующими воду веществами и какие блокирующие воду вещества использовать, остается предметом исследований.
Ⅲ. Заключение
Технология радиальной блокировки воды в основном использует слои изоляции, блокирующие воду, обернутые вокруг слоя изоляции проводника, с влаговпитывающим амортизирующим слоем, добавленным снаружи. Для кабелей среднего напряжения обычно используется алюминиево-пластиковая композитная лента, в то время как для кабелей высокого напряжения обычно используются свинцовые, алюминиевые или металлические герметизирующие оболочки из нержавеющей стали.
Технология продольной блокировки воды в первую очередь фокусируется на заполнении промежутков между проводящими жилами водоблокирующими материалами для блокировки диффузии воды вдоль сердечника. Из текущих технологических разработок, заполнение водоблокирующим порошком является относительно эффективным для продольной блокировки воды.
Обеспечение водонепроницаемости кабелей неизбежно повлияет на теплоотдачу и проводящие свойства кабеля, поэтому крайне важно выбрать или спроектировать соответствующую водонепроницаемую конструкцию кабеля на основе инженерных требований.
Время публикации: 14 февр. 2025 г.