Материалы для защиты кабелей от воды
Водонепроницаемые материалы, как правило, делятся на две категории: активные и пассивные. Активные водонепроницаемые материалы используют водопоглощающие и набухающие свойства активных материалов. При повреждении оболочки или соединения эти материалы расширяются при контакте с водой, ограничивая ее проникновение внутрь кабеля. К таким материалам относятся:расширяющийся гель, впитывающий водуводонепроницаемая лента, водонепроницаемый порошок,водоотталкивающая пряжаПассивная защита от воды, с другой стороны, использует гидрофобные материалы для предотвращения попадания воды за пределы кабеля при повреждении оболочки. Примерами пассивных материалов для защиты от воды являются паста с нефтяным наполнителем, термоплавкий клей и терморасширяющаяся паста.
I. Пассивные водонепроницаемые материалы
Заполнение кабелей пассивными водонепроницаемыми материалами, такими как нефтяная паста, было основным методом защиты от воды в ранних силовых кабелях. Этот метод эффективно предотвращает попадание воды в кабель, но имеет следующие недостатки:
1. Это значительно увеличивает вес кабеля;
2. Это приводит к снижению проводящих свойств кабеля;
3. Нефтяная паста сильно загрязняет кабельные соединения, что затрудняет очистку;
4. Процесс полного заполнения трудно контролировать, а неполное заполнение может привести к плохой водонепроницаемости.
II. Активные водоотталкивающие материалы
В настоящее время в качестве активных водонепроницаемых материалов для кабелей в основном используются водонепроницаемая лента, водонепроницаемый порошок, водонепроницаемый шнур и водонепроницаемая пряжа. По сравнению с нефтяной пастой, активные водонепроницаемые материалы обладают следующими характеристиками: высокой водопоглощающей способностью и высокой степенью набухания. Они быстро впитывают воду и быстро набухают, образуя гелеобразное вещество, которое блокирует проникновение воды, тем самым обеспечивая изоляционную безопасность кабеля. Кроме того, активные водонепроницаемые материалы легкие, чистые, просты в установке и соединении. Однако у них есть и некоторые недостатки:
1. Водоотталкивающий порошок трудно равномерно нанести;
2. Водонепроницаемая лента или пряжа могут увеличить внешний диаметр, ухудшая отвод тепла, ускоряя термическое старение кабеля и ограничивая его пропускную способность;
3. Активные водоотталкивающие материалы, как правило, стоят дороже.
Анализ защиты от проникновения воды: В настоящее время в Китае основным методом предотвращения проникновения воды в изоляционный слой кабелей является увеличение водонепроницаемого слоя. Однако для достижения комплексной защиты кабелей от проникновения воды необходимо учитывать не только радиальное проникновение воды, но и эффективно предотвращать продольное распространение воды после ее попадания в кабель.
Водонепроницаемый изоляционный слой из полиэтилена (внутренняя оболочка): экструзия водоотталкивающего слоя из полиэтилена в сочетании с влагопоглощающим амортизирующим слоем (например, водоотталкивающей лентой) позволяет обеспечить продольную защиту от воды и влаги в кабелях, проложенных в условиях умеренной влажности. Водоотталкивающий слой из полиэтилена прост в изготовлении и не требует дополнительного оборудования.
Водонепроницаемый изоляционный слой из алюминиевой ленты с пластиковым покрытием и полиэтиленом: Если кабели прокладываются в воде или в условиях высокой влажности, радиальная водонепроницаемость полиэтиленовых изоляционных слоев может оказаться недостаточной. Для кабелей, требующих более высокой радиальной водонепроницаемости, в настоящее время распространенной практикой является обмотка сердечника кабеля слоем композитной алюминиево-пластиковой ленты. Эта герметизация в сотни или даже тысячи раз более водостойка, чем чистый полиэтилен. Пока шов композитной ленты полностью склеен и герметизирован, проникновение воды практически невозможно. Использование композитной алюминиево-пластиковой ленты требует продольной обмотки и склеивания, что влечет за собой дополнительные затраты и модификации оборудования.
В инженерной практике обеспечение продольной защиты от воды является более сложной задачей, чем радиальная. Использовались различные методы, такие как изменение структуры проводника на плотно спрессованную конструкцию, но их эффект был минимальным, поскольку в спрессованном проводнике все еще оставались зазоры, позволяющие воде диффундировать за счет капиллярного эффекта. Для достижения истинной продольной защиты от воды необходимо заполнить зазоры в многожильном проводнике водоотталкивающими материалами. Для обеспечения продольной защиты от воды в кабелях можно использовать следующие два уровня мер и конструкций:
1. Использование водонепроницаемых проводников. Добавьте водонепроницаемый шнур, водонепроницаемый порошок, водонепроницаемую пряжу или обмотайте водонепроницаемой лентой плотно прижатый проводник.
2. Использование водонепроницаемых жил. В процессе производства кабеля жилу заполняют водонепроницаемой нитью, шнуром или обматывают полупроводниковой или изоляционной водонепроницаемой лентой.
В настоящее время ключевая проблема в продольном водонепроницаемом покрытии заключается в водонепроницаемых проводниках — вопрос о том, как заполнить водонепроницаемые пространства между проводниками и какие именно водонепроницаемые вещества использовать, остается предметом исследований.
III. Заключение
Технология радиальной водонепроницаемости в основном использует водонепроницаемые изоляционные слои, обернутые вокруг изоляционного слоя проводника, с добавлением влагопоглощающего амортизирующего слоя снаружи. Для кабелей среднего напряжения обычно используется алюминиево-пластиковая композитная лента, в то время как для кабелей высокого напряжения обычно используются металлические герметизирующие оболочки из свинца, алюминия или нержавеющей стали.
Технология продольной блокировки воды в основном сосредоточена на заполнении зазоров между проводящими нитями водоотталкивающими материалами для предотвращения диффузии воды вдоль сердечника. Согласно современным технологическим разработкам, заполнение водоотталкивающим порошком является относительно эффективным методом продольной блокировки воды.
Создание водонепроницаемых кабелей неизбежно повлияет на их теплоотвод и проводимость, поэтому крайне важно выбрать или спроектировать соответствующую водонепроницаемую конструкцию кабеля, исходя из инженерных требований.
Дата публикации: 14 февраля 2025 г.