Vandblokerende kabelmaterialer
Vandblokerende materialer kan generelt opdeles i to kategorier: aktiv vandblokering og passiv vandblokering. Aktiv vandblokering udnytter de vandabsorberende og hævende egenskaber ved aktive materialer. Når kappen eller samlingen beskadiges, udvider disse materialer sig ved kontakt med vand, hvilket begrænser dets indtrængning i kablet. Sådanne materialer omfattervandabsorberende ekspanderende gel, vandspærrende tape, vandspærrende pulver,vandblokerende garn, og vandblokerende ledning. Passiv vandblokering bruger derimod hydrofobe materialer til at blokere vand uden for kablet, når kappen er beskadiget. Eksempler på passive vandblokerende materialer er petroleumfyldt pasta, smeltelim og varmeekspanderende pasta.
I. Passive vandblokerende materialer
Fyldning af passive vandblokerende materialer, såsom petroleumspasta, i kabler var den primære metode til vandblokering i tidlige elkabler. Denne metode forhindrer effektivt vand i at trænge ind i kablet, men har følgende ulemper:
1. Det øger kablets vægt betydeligt;
2. Det forårsager en reduktion i kablets ledende ydeevne;
3. Petroleumspasta forurener kabelsamlinger kraftigt, hvilket gør rengøring vanskelig;
4. Hele påfyldningsprocessen er svær at kontrollere, og ufuldstændig påfyldning kan resultere i dårlig vandblokerende ydeevne.
II. Aktive vandblokerende materialer
I øjeblikket er de aktive vandblokerende materialer, der anvendes i kabler, primært vandblokerende tape, vandblokerende pulver, vandblokerende snor og vandblokerende garn. Sammenlignet med petroleumspasta har aktive vandblokerende materialer følgende egenskaber: høj vandabsorption og høj kvældningshastighed. De kan absorbere vand hurtigt og kvælde hurtigt op for at danne et gelélignende stof, der blokerer for vandindring og derved sikre kablets isoleringssikkerhed. Derudover er aktive vandblokerende materialer lette, rene og nemme at installere og samle. De har dog også nogle ulemper:
1. Vandblokerende pulver er vanskeligt at påføre jævnt;
2. Vandtæt tape eller garn kan øge den ydre diameter, hvilket forringer varmeafledningen, fremskynder kablets termiske ældning og begrænser kablets transmissionskapacitet;
3. Aktive vandblokerende materialer er generelt dyrere.
Analyse af vandblokering: I øjeblikket er den primære metode i Kina til at forhindre vand i at trænge ind i isoleringslaget på kabler at øge det vandtætte lag. For at opnå omfattende vandblokering i kabler skal vi dog ikke kun overveje radial vandindtrængning, men også effektivt forhindre den langsgående diffusion af vand, når det trænger ind i kablet.
Polyethylen (indre kappe) vandtæt isoleringslag: Ekstrudering af et vandblokerende polyethylenlag i kombination med et fugtabsorberende pudelag (såsom vandblokerende tape) kan opfylde kravene til langsgående vandblokering og fugtbeskyttelse i kabler installeret i moderat fugtige miljøer. Det vandblokerende polyethylenlag er nemt at fremstille og kræver ikke yderligere udstyr.
Plastbelagt aluminiumstape Polyethylenbundet vandtæt isoleringslag: Hvis kabler installeres i vand eller ekstremt fugtige miljøer, kan den radiale vandblokerende kapacitet af polyethylenisoleringslagene være utilstrækkelig. For kabler, der kræver højere radial vandblokerende ydeevne, er det nu almindeligt at vikle et lag aluminium-plast komposittape omkring kabelkernen. Denne forsegling er hundredvis eller endda tusindvis af gange mere vandafvisende end ren polyethylen. Så længe samlingen på komposittapen er fuldt bundet og forseglet, er vandindtrængning næsten umulig. Aluminium-plast komposittapen kræver en langsgående viklings- og bindingsproces, hvilket involverer yderligere investeringer og udstyrsændringer.
I ingeniørpraksis er det mere komplekst at opnå langsgående vandblokering end radial vandblokering. Forskellige metoder, såsom at ændre lederstrukturen til et tætpresset design, er blevet anvendt, men effekterne har været minimale, fordi der stadig er huller i den pressede leder, der tillader vand at diffundere gennem kapillærvirkning. For at opnå ægte langsgående vandblokering er det nødvendigt at fylde hullerne i den flertrådet leder med vandblokerende materialer. Følgende to niveauer af foranstaltninger og strukturer kan bruges til at opnå langsgående vandblokering i kabler:
1. Brug af vandblokerende ledere. Tilføj vandblokerende snor, vandblokerende pulver, vandblokerende garn, eller vikl vandblokerende tape omkring den tætpressede leder.
2. Brug af vandtætte kerner. Fyld kernen med vandtættende garn eller snor under kabelfremstillingsprocessen, eller pak kernen ind i halvledende eller isolerende vandtættende tape.
I øjeblikket ligger den største udfordring inden for langsgående vandblokering i vandblokerende ledere – hvordan man fylder vandblokerende stoffer mellem ledere, og hvilke vandblokerende stoffer der skal bruges, er fortsat et fokuspunkt for forskning.
III. Konklusion
Radial vandblokerende teknologi bruger primært vandblokerende isoleringslag viklet omkring lederens isoleringslag, med et fugtabsorberende bufferlag tilføjet udenpå. Til mellemspændingskabler anvendes almindeligvis aluminium-plast kompositbånd, mens højspændingskabler typisk bruger bly-, aluminium- eller rustfrit stålmetalforseglingskapper.
Longitudinel vandblokerende teknologi fokuserer primært på at fylde mellemrummene mellem de ledende tråde med vandblokerende materialer for at blokere diffusionen af vand langs kernen. Ud fra den nuværende teknologiske udvikling er fyldning med vandblokerende pulver relativt effektiv til longitudinel vandblokering.
At opnå vandtætte kabler vil uundgåeligt påvirke kablets varmeafledning og ledende ydeevne, så det er vigtigt at vælge eller designe den passende vandtætte kabelstruktur baseret på tekniske krav.
Opslagstidspunkt: 14. feb. 2025