Waterdichte kabelmaterialen
Waterdichtingsmaterialen kunnen over het algemeen in twee categorieën worden verdeeld: actieve waterdichting en passieve waterdichting. Actieve waterdichting 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 ervan in de kabel wordt beperkt. Voorbeelden van dergelijke materialen zijn:waterabsorberende uitzettende gelwaterdichtende tape, waterdichtend poeder,waterdicht garenEn waterafstotende kabels. Passieve waterafsluiting daarentegen maakt gebruik van hydrofobe materialen om te voorkomen dat water de kabel binnendringt wanneer de mantel beschadigd is. Voorbeelden van passieve waterafstotende materialen zijn met petroleum gevulde pasta, smeltlijm en uitzettende pasta.
I. Passieve waterdichtingsmaterialen
Het vullen van kabels met passieve waterdichtingsmaterialen, zoals petroleumpasta, was de belangrijkste methode om vroege stroomkabels waterdicht te maken. 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 zorgt voor een vermindering van de geleidingscapaciteit van de kabel;
3. Petroleumpasta vervuilt kabelverbindingen ernstig, waardoor schoonmaken moeilijk wordt;
4. Het volledige vulproces is moeilijk te controleren en onvolledige vulling kan leiden tot slechte waterdichtheid.
II. Actieve waterdichtingsmaterialen
Momenteel worden in kabels voornamelijk actieve waterdichtingsmaterialen gebruikt in de vorm van waterdichtingstape, waterdichtingspoeder, waterdichtingskoord en waterdichtingsgaren. In vergelijking met petroleumpasta hebben actieve waterdichtingsmaterialen de volgende eigenschappen: een hoge waterabsorptie en een hoge zwelsnelheid. Ze kunnen snel water absorberen en snel opzwellen tot een gelachtige substantie die waterinfiltratie blokkeert en zo de isolatie van de kabel waarborgt. Bovendien zijn actieve waterdichtingsmaterialen licht van gewicht, schoon en gemakkelijk te installeren en te verbinden. Ze hebben echter ook enkele nadelen:
1. Waterdichtmakend poeder is moeilijk gelijkmatig aan te brengen;
2. Waterdichtmakende 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 waterdichtingsmaterialen zijn over het algemeen duurder.
Analyse van waterdichtheid: Momenteel is de belangrijkste methode in China om te voorkomen dat water de isolatielaag van kabels binnendringt, het aanbrengen van een extra waterdichte laag. Om echter een volledige waterdichtheid in kabels te bereiken, moeten we niet alleen rekening houden met radiale waterpenetratie, maar ook effectief de longitudinale verspreiding van water tegengaan zodra het de kabel binnendringt.
Waterdichte isolatielaag van polyethyleen (binnenmantel): Door een waterdichte polyethyleenlaag te extruderen, in combinatie met een vochtabsorberende dempingslaag (zoals waterdichtingstape), kan worden voldaan aan de eisen voor longitudinale waterdichting en vochtbescherming in kabels die in matig vochtige omgevingen zijn geïnstalleerd. De waterdichte polyethyleenlaag is eenvoudig te produceren en vereist geen extra apparatuur.
Kunststof gecoate aluminiumtape met polyethyleen gebonden waterdichte isolatielaag: Als kabels in water of extreem vochtige omgevingen worden geïnstalleerd, kan de radiale waterdichtheid van polyethyleen isolatielagen onvoldoende zijn. Voor kabels die een hogere radiale waterdichtheid vereisen, is het tegenwoordig gebruikelijk om een laag aluminium-kunststofcomposiettape rond 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-kunststofcomposiettape vereist een proces van wikkelen en verlijmen in de lengte, wat extra investeringen en aanpassingen aan de apparatuur met zich meebrengt.
In de technische praktijk is het realiseren van longitudinale waterafsluiting complexer dan radiale waterafsluiting. Verschillende methoden, zoals het aanpassen van de geleiderstructuur naar een strakker ontwerp, zijn toegepast, maar de effecten hiervan zijn minimaal omdat er nog steeds openingen in de geperste geleider aanwezig zijn waardoor water door capillaire werking kan diffunderen. Om daadwerkelijke longitudinale waterafsluiting te bereiken, is het noodzakelijk de openingen in de gevlochten geleider te vullen met waterdichtingsmateriaal. De volgende twee niveaus van maatregelen en structuren kunnen worden gebruikt om longitudinale waterafsluiting in kabels te realiseren:
1. Gebruik van waterdichte geleiders. Voeg waterdicht koord, waterdicht poeder, waterdicht garen toe of wikkel waterdichte tape rond de strak aangedrukte geleider.
2. Gebruik van waterdichte kernen. Tijdens het productieproces van de kabel wordt de kern gevuld met waterdicht garen of koord, of wordt de kern omwikkeld met halfgeleidende of isolerende waterdichte tape.
De belangrijkste uitdaging bij het langswaterdicht maken van geleiders ligt momenteel in het waterdicht maken van de geleiders zelf: hoe waterdichtmakende materialen tussen de geleiders aangebracht kunnen worden en welke materialen hiervoor gebruikt moeten worden, blijft een belangrijk onderzoeksgebied.
III. Conclusie
Radiale waterafschermingstechnologie maakt hoofdzakelijk gebruik van waterafstotende isolatielagen die om de isolatielaag van de geleider zijn gewikkeld, met daarbuiten een vochtabsorberende bufferlaag. Voor middenspanningskabels wordt veelal een aluminium-kunststofcomposiettape gebruikt, terwijl hoogspanningskabels doorgaans zijn voorzien van afdichtingsmantels van lood, aluminium of roestvrij staal.
De technologie voor het afdichten van water in de lengterichting richt zich voornamelijk op het vullen van de ruimtes tussen de geleidende draden met waterafstotend materiaal om de diffusie van water langs de kern te blokkeren. Uit de huidige technologische ontwikkelingen blijkt dat vullen met waterafstotend poeder relatief effectief is voor het afdichten van water in de lengterichting.
Het realiseren van waterdichte kabels heeft onvermijdelijk gevolgen voor de warmteafvoer en de geleidende eigenschappen van de kabel. Daarom is het essentieel om de juiste waterdichte kabelstructuur te selecteren of te ontwerpen op basis van de technische eisen.
Geplaatst op: 14 februari 2025