Водоблокирующие кабельные материалы
Водоблокирующие материалы обычно можно разделить на две категории: активные и пассивные. Активные водоблокирующие материалы используют водопоглощающие и разбухающие свойства активных материалов. При повреждении оболочки или муфты эти материалы расширяются при контакте с водой, ограничивая её проникновение внутрь кабеля. К таким материалам относятся:водопоглощающий 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 маслонаполненные пасты, термоплавкие клеи и терморасширяющиеся пасты.
I. Пассивные водоблокирующие материалы
Основным методом блокировки воды в ранних силовых кабелях было заполнение кабелей пассивными водоблокирующими материалами, такими как нефтяная паста. Этот метод эффективно предотвращает проникновение 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, что затрудняет их очистку;
4.Полный процесс заполнения трудно контролировать, а неполное заполнение может привести к снижению эффективности блокировки воды.
II. Активные водоблокирующие материалы
В настоящее время активные водоблокирующие материалы, используемые в кабелях, в основном представлены водоблокирующей лентой, водоблокирующим порошком, водоблокирующим шнуром и водоблокирующей пряжей. По сравнению с нефтяной пастой, активные водоблокирующие материалы обладают следующими характеристиками: высоким водопоглощением и высокой скоростью набухания. Они способны быстро впитывать воду и быстро набухать, образуя гелеобразное вещество, которое блокирует проникновение воды, обеспечивая тем самым безопасность изоляции кабеля. Кроме того, активные водоблокирующие материалы лёгкие, чистые и простые в установке и соединении. Однако у них есть и некоторые недостатки:
1. Порошок, блокирующий воду, трудно нанести равномерно;
2. Водоблокирующая лента или пряжа могут увеличить наружный диаметр, ухудшить рассеивание тепла, ускорить тепловое старение кабеля и ограничить пропускную способность кабеля;
3. Активные водоблокирующие материалы, как правило, стоят дороже.
Анализ водоблокировки: В настоящее время основным методом предотвращения проникновения воды в изоляционный слой кабелей в Китае является увеличение толщины водонепроницаемого слоя. Однако для достижения полной водоблокировки кабелей необходимо не только учитывать радиальное проникновение воды, но и эффективно предотвращать продольную диффузию воды после её попадания в кабель.
Полиэтиленовый (внутренняя оболочка) водонепроницаемый изоляционный слой: Экструдирование полиэтиленового водоблокирующего слоя в сочетании с влаговпитывающим амортизирующим слоем (например, водоблокирующей лентой) позволяет обеспечить требования к продольной водоблокировке и защите от влаги кабелей, прокладываемых в умеренно влажной среде. Полиэтиленовый водоблокирующий слой прост в изготовлении и не требует дополнительного оборудования.
Алюминиевая лента с пластиковым покрытием, водонепроницаемый изоляционный слой с полиэтиленовой изоляцией: если кабели прокладываются в воде или в условиях повышенной влажности, радиальной водоблокирующей способности полиэтиленовых изоляционных слоев может быть недостаточно. Для кабелей, требующих более высокой радиальной водоблокирующей способности, в настоящее время принято обертывать сердечник кабеля слоем алюминиево-пластиковой композитной ленты. Такая изоляция в сотни, а то и тысячи раз более водостойкая, чем чистый полиэтилен. При условии полной проклейки и герметизации шва композитной ленты проникновение воды практически невозможно. Для алюминиево-пластиковой композитной ленты требуется продольная обмотка и склеивание, что требует дополнительных инвестиций и модернизации оборудования.
В инженерной практике добиться продольной водоблокировки сложнее, чем радиальной. Использовались различные методы, например, изменение структуры проводника на плотно опрессованную, но эффект был минимальным, поскольку в опрессованном проводнике всё ещё остаются зазоры, через которые вода может проникать под действием капилляров. Для достижения настоящей продольной водоблокировки необходимо заполнить зазоры в многожильных проводниках водоблокирующими материалами. Для достижения продольной водоблокировки в кабелях могут использоваться следующие два уровня мер и конструкций:
1. Использование водоблокирующих проводников. Наденьте 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 её полупроводящей или изоляционной водоблокирующей лентой.
В настоящее время основная проблема продольной блокировки воды заключается в блокировке воды проводниками. Вопрос о том, как заполнять водоблокирующие вещества между проводниками и какие водоблокирующие вещества использовать, остается предметом исследований.
Ⅲ. Заключение
Технология радиальной водоблокировки в основном использует водоблокирующие изоляционные слои, обернутые вокруг изоляционного слоя проводника, с добавлением влаговпитывающего амортизирующего слоя снаружи. Для кабелей среднего напряжения обычно используется алюминиево-пластиковая композитная лента, тогда как для кабелей высокого напряжения обычно используются свинцовые, алюминиевые или металлические герметизирующие оболочки из нержавеющей стали.
Технология продольной блокировки воды в основном направлена на заполнение промежутков между токопроводящими жилами водоблокирующими материалами для предотвращения диффузии воды вдоль сердечника. Согласно современным технологическим разработкам, заполнение водоблокирующим порошком является относительно эффективным средством 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 февраля 2025 г.