סקירה כללית של חומרי כבל חסימת מים ומבנה

חומרי כבלים לחסימת מים

חומרי חסימת מים ניתן לחלק באופן כללי לשתי קטגוריות: חסימת מים אקטיבית וחסימת מים פסיבית. חסימת מים אקטיבית מנצלת את תכונות ספיגת המים והתפיחה של חומרים פעילים. כאשר המעטפת או החיבור ניזוקים, חומרים אלה מתרחבים במגע עם מים, ומגבילים את חדירתם לתוך הכבל. חומרים כאלה כולליםג'ל מתרחב סופג מים, סרט חסימת מים, אבקה לחסימת מים,חוט חסימת מים, וחוט חסימת מים. חסימת מים פסיבית, לעומת זאת, משתמשת בחומרים הידרופוביים כדי לחסום מים מחוץ לכבל כאשר המעטפת פגומה. דוגמאות לחומרים פסיביים לחסימת מים הן משחה מלאה בנפט, דבק חם להמסה ומשחה מתפשטת חום.

א. חומרי חסימת מים פסיביים

מילוי חומרים פסיביים לחסימת מים, כגון משחת נפט, בכבלים הייתה השיטה העיקרית לחסימת מים בכבלי חשמל מוקדמים. שיטה זו מונעת ביעילות חדירת מים לכבל אך יש לה את החסרונות הבאים:

1. זה מגדיל משמעותית את משקל הכבל;

2. זה גורם לירידה בביצועי ההולכה של הכבל;

3. משחת נפט מזהמת קשות את חיבורי הכבלים, מה שמקשה על הניקוי;

4. קשה לשלוט בתהליך המילוי המלא, ומילוי לא שלם עלול לגרום לביצועים ירודים של חסימת מים.

II. חומרים פעילים לחסימת מים

כיום, חומרי חסימת המים הפעילים המשמשים בכבלים הם בעיקר סרט חסימת מים, אבקה לחסימת מים, חוט חסימת מים וחוט חסימת מים. בהשוואה למשחת נפט, לחומרי חסימת מים פעילים יש את המאפיינים הבאים: ספיגת מים גבוהה וקצב נפיחות גבוה. הם יכולים לספוג מים במהירות ולהתנפח במהירות ליצירת חומר דמוי ג'ל החוסם חדירת מים, ובכך להבטיח את בטיחות הבידוד של הכבל. בנוסף, חומרי חסימת מים פעילים הם קלים, נקיים וקלים להתקנה ולחיבור. עם זאת, יש להם גם כמה חסרונות:

1. קשה להדביק אבקה לחסימת מים באופן שווה;

2. סרט או חוט חוסם מים יכולים להגדיל את הקוטר החיצוני, לפגוע בפיזור חום, להאיץ את ההזדקנות התרמית של הכבל ולהגביל את קיבולת ההולכה של הכבל;

3. חומרים פעילים לחסימת מים הם בדרך כלל יקרים יותר.

ניתוח חסימת מים: כיום, השיטה העיקרית בסין למניעת חדירת מים לשכבת הבידוד של כבלים היא הגדלת שכבת האיטום. עם זאת, כדי להשיג חסימת מים מקיפה בכבלים, עלינו לא רק לשקול חדירת מים רדיאלית אלא גם למנוע ביעילות את דיפוזיה האורכית של מים לאחר כניסתם לכבל.

שכבת בידוד אטומה למים מפוליאתילן (מעטפת פנימית): שימוש בשכבת פוליאתילן לחסימת מים, בשילוב עם שכבת ריפוד סופגת לחות (כגון סרט חסימת מים), יכול לעמוד בדרישות לחסימת מים אורכית והגנה מפני לחות בכבלים המותקנים בסביבות לחות בינונית. שכבת הפוליאתילן לחסימת מים קלה לייצור ואינה דורשת ציוד נוסף.

שכבת בידוד אטומה למים מפוליאתילן מצופה פלסטיק: אם כבלים מותקנים במים או בסביבות לחות במיוחד, קיבולת חסימת המים הרדיאלית של שכבות הבידוד מפוליאתילן עשויה להיות לא מספקת. עבור כבלים הדורשים ביצועי חסימת מים רדיאליים גבוהים יותר, כיום מקובל לעטוף שכבה של סרט מרוכב מאלומיניום-פלסטיק סביב ליבת הכבל. איטום זה עמיד במים פי מאות ואף אלפי פעמים מפוליאתילן טהור. כל עוד תפר הסרט המרוכב מודבק ואטום במלואו, חדירת מים כמעט בלתי אפשרית. סרט מרוכב מאלומיניום-פלסטיק דורש תהליך עטיפה והדבקה אורכי, הכרוך בהשקעה נוספת ובשינויים בציוד.

בפרקטיקה ההנדסית, השגת חסימת מים אורכית מורכבת יותר מחסימת מים רדיאלית. נעשה שימוש בשיטות שונות, כגון שינוי מבנה המוליך לעיצוב לחוץ, אך ההשפעות היו מינימליות מכיוון שעדיין ישנם פערים במוליך הדחוס המאפשרים למים להתפזר באמצעות פעולה נימית. כדי להשיג חסימת מים אורכית אמיתית, יש צורך למלא את הפערים במוליך השזור בחומרי חסימת מים. ניתן להשתמש בשתי רמות האמצעים והמבנים הבאות כדי להשיג חסימת מים אורכית בכבלים:

1. שימוש במוליכים חוסמי מים. הוסיפו חוט חסימת מים, אבקת חסימת מים, חוט חסימת מים, או עטפו סרט חסימת מים סביב המוליך הדוק.

2. שימוש בליבות אטומות מים. במהלך תהליך ייצור הכבל, יש למלא את הליבה בחוט או בחוט אטום מים, או לעטוף את הליבה בסרט אטום מים מוליך למחצה או מבודד.

נכון לעכשיו, האתגר המרכזי בחסימת מים אורכית טמון במוליכים חוסמי מים - כיצד למלא חומרים חוסמי מים בין מוליכים ואילו חומרים חוסמי מים להשתמש נשאר מוקד מחקר.

סיכום

טכנולוגיית חסימת מים רדיאלית משתמשת בעיקר בשכבות בידוד חוסמות מים העוטפות את שכבת הבידוד של המוליך, עם שכבת ריפוד סופגת לחות שנוספה מבחוץ. עבור כבלי מתח בינוני, משתמשים בדרך כלל בסרט מרוכב אלומיניום-פלסטיק, בעוד שכבלי מתח גבוה משתמשים בדרך כלל במעטפות איטום מתכת עופרת, אלומיניום או נירוסטה.

טכנולוגיית חסימת מים אורכית מתמקדת בעיקר במילוי הפערים בין הגדילים המוליכים בחומרים חוסמי מים כדי לחסום את דיפוזיה של מים לאורך הליבה. מההתפתחויות הטכנולוגיות הנוכחיות, מילוי באבקה חוסמת מים יעיל יחסית לחסימת מים אורכית.

השגת כבלים עמידים למים תשפיע באופן בלתי נמנע על פיזור החום של הכבל ועל ביצועי ההולכה שלו, לכן חיוני לבחור או לתכנן את מבנה הכבל המתאים לחסימת מים בהתבסס על דרישות הנדסיות.