Waterblokkerende kabelmaterialen
Waterblokkerende materialen kunnen over het algemeen worden onderverdeeld in twee categorieën: actieve waterblokkering en passieve waterblokkering. Actieve waterblokkering maakt gebruik van de waterabsorberende en zwellende eigenschappen van actieve materialen. Wanneer de mantel of verbinding beschadigd raakt, zetten deze materialen uit bij contact met water, waardoor de penetratie in de kabel wordt beperkt. Dergelijke materialen omvatten:waterabsorberende, uitzettende gel, waterblokkerende tape, waterblokkerende poeder,waterblokkerend garenen een waterafstotend snoer. Passieve waterafstotende materialen daarentegen gebruiken hydrofobe materialen om water buiten de kabel te blokkeren wanneer de mantel beschadigd is. Voorbeelden van passieve waterafstotende materialen zijn pasta gevuld met petroleum, smeltlijm en warmte-expanderende pasta.
I. Passieve waterblokkerende materialen
Het vullen van kabels met passieve waterwerende materialen, zoals petroleumpasta, was de belangrijkste methode voor het blokkeren van water in vroege stroomkabels. Deze methode voorkomt effectief dat water de kabel binnendringt, maar heeft de volgende nadelen:
1. Het verhoogt het gewicht van de kabel aanzienlijk;
2. Het veroorzaakt een vermindering van de geleidende prestaties van de kabel;
3.Petroleumpasta verontreinigt kabelverbindingen ernstig, waardoor het schoonmaken ervan moeilijk wordt;
4. Het volledige vulproces is moeilijk te controleren en onvolledige vulling kan resulteren in slechte waterblokkeringsprestaties.
II. Actieve waterblokkerende materialen
De actieve waterblokkerende materialen die momenteel in kabels worden gebruikt, zijn voornamelijk waterblokkerende tape, waterblokkerend poeder, waterblokkerend koord en waterblokkerend garen. Vergeleken met petroleumpasta hebben actieve waterblokkerende materialen de volgende kenmerken: een hoge waterabsorptie en een hoge zwelling. Ze kunnen snel water absorberen en zwellen snel op tot een gelachtige substantie die waterinfiltratie blokkeert, waardoor de isolatieveiligheid van de kabel wordt gewaarborgd. Bovendien zijn actieve waterblokkerende materialen lichtgewicht, schoon en eenvoudig te installeren en te verbinden. Ze hebben echter ook enkele nadelen:
1. Waterblokkerend poeder is moeilijk gelijkmatig aan te brengen;
2. Waterblokkerende tape of garen kan de buitendiameter vergroten, waardoor de warmteafvoer wordt belemmerd, de thermische veroudering van de kabel wordt versneld en de transmissiecapaciteit van de kabel wordt beperkt;
3. Actieve waterblokkerende materialen zijn over het algemeen duurder.
Analyse van waterblokkering: Momenteel is het in China de belangrijkste methode om te voorkomen dat water de isolatielaag van kabels binnendringt, het versterken van de waterdichte laag. Om echter volledige waterblokkering in kabels te bereiken, moeten we niet alleen rekening houden met radiale waterpenetratie, maar ook effectief voorkomen dat water zich in de lengterichting verspreidt zodra het de kabel binnendringt.
Waterdichte isolatielaag van polyethyleen (binnenmantel): Het extruderen van een waterafstotende polyethyleenlaag in combinatie met een vochtabsorberende dempingslaag (zoals waterafstotende tape) kan voldoen aan de eisen voor longitudinale waterafstotendheid en vochtbescherming in kabels die in matig vochtige omgevingen worden geïnstalleerd. De waterafstotende polyethyleenlaag is eenvoudig te produceren en vereist geen extra apparatuur.
Met kunststof gecoate aluminiumtape, waterdichte isolatielaag van polyethyleen: als kabels in water of extreem vochtige omgevingen worden geïnstalleerd, kan de radiale waterblokkerende capaciteit van polyethyleen isolatielagen onvoldoende zijn. Voor kabels die een hogere radiale waterblokkerende prestatie vereisen, is het tegenwoordig gebruikelijk om een laag aluminium-kunststof composiettape om de kabelkern te wikkelen. Deze afdichting is honderden of zelfs duizenden keren waterbestendiger dan puur polyethyleen. Zolang de naad van de composiettape volledig is verlijmd en afgedicht, is waterpenetratie vrijwel onmogelijk. De aluminium-kunststof composiettape vereist een longitudinale wikkel- en verlijmingsprocedure, wat extra investeringen en aanpassingen aan de apparatuur met zich meebrengt.
In de technische praktijk is het bereiken van longitudinale waterblokkering complexer dan radiale waterblokkering. Verschillende methoden, zoals het aanpassen van de geleiderstructuur naar een strak geperst ontwerp, zijn gebruikt, maar de effecten waren minimaal omdat er nog steeds openingen in de geperste geleider zitten waardoor water door capillaire werking kan diffunderen. Om daadwerkelijke longitudinale waterblokkering te bereiken, is het noodzakelijk om de openingen in de geslagen geleider op te vullen met waterblokkerende materialen. De volgende twee niveaus van maatregelen en structuren kunnen worden gebruikt om longitudinale waterblokkering in kabels te bereiken:
1. Gebruik waterafstotende geleiders. Voeg waterafstotend koord, waterafstotend poeder, waterafstotend garen toe of wikkel waterafstotende tape om de strak aangedrukte geleider.
2. Gebruik van waterafstotende kernen. Vul de kern tijdens het kabelproductieproces met waterafstotend garen of koord, of wikkel de kern in halfgeleidende of isolerende waterafstotende tape.
De grootste uitdaging bij het blokkeren van water in de lengterichting ligt momenteel bij de waterblokkerende geleiders. Hoe waterblokkerende stoffen tussen de geleiders moeten worden aangebracht en welke waterblokkerende stoffen moeten worden gebruikt, is nog steeds onderwerp van onderzoek.
Ⅲ. Conclusie
Radiale waterblokkeringstechnologie maakt voornamelijk gebruik van waterblokkerende isolatielagen die om de isolatielaag van de geleider worden gewikkeld, met daarbuiten een vochtabsorberende dempingslaag. Voor middenspanningskabels wordt vaak aluminium-kunststof composiettape gebruikt, terwijl hoogspanningskabels doorgaans metalen afdichtingsmantels van lood, aluminium of roestvrij staal gebruiken.
Longitudinale waterblokkeringstechnologie richt zich primair op het opvullen van de openingen tussen de geleidende strengen met waterblokkerende materialen om de diffusie van water langs de kern te blokkeren. Volgens de huidige technologische ontwikkelingen is vullen met waterblokkerend poeder relatief effectief voor longitudinale waterblokkeringstechnologie.
Het realiseren van waterdichte kabels heeft onvermijdelijk gevolgen voor de warmteafvoer en de geleiding van de kabel. Daarom is het essentieel om de juiste waterdichte kabelstructuur te selecteren of ontwerpen op basis van de technische vereisten.
Plaatsingstijd: 14-02-2025