Med delovanjem optičnih in električnih kablov je najpomembnejši dejavnik, ki vodi do poslabšanja delovanja, prodiranje vlage. Če voda prodre v optični kabel, lahko poveča slabljenje vlaken; če prodre v električni kabel, lahko zmanjša izolacijsko delovanje kabla in vpliva na njegovo delovanje. Zato so v proizvodni proces optičnih in električnih kablov vgrajene enote za blokiranje vode, kot so vodoodporni materiali, ki preprečujejo prodiranje vlage ali vode ter zagotavljajo varnost delovanja.
Glavne oblike izdelkov iz vodovpojnih materialov vključujejo vodovpojni prah,trak za zapiranje vode, preja, ki blokira vodoin mast za blokiranje vode, ki nabreka, itd. Glede na mesto uporabe se lahko uporabi ena vrsta materiala za blokiranje vode ali več različnih vrst hkrati, da se zagotovi vodoodpornost kablov.
Z uporabo tehnologije 5G postaja uporaba optičnih kablov vse bolj razširjena, zahteve zanje pa strožje. Zlasti z uvedbo zelenih in okoljskih zahtev trg vse bolj podpira popolnoma suhe optične kable. Pomembna značilnost popolnoma suhih optičnih kablov je, da ne uporabljajo polnilne ali nabrekajoče masti za blokiranje vode. Namesto tega se za blokiranje vode po celotnem prerezu kabla uporabljajo trak za blokiranje vode in vlakna za blokiranje vode.
Uporaba vodoodpornega traku v kablih in optičnih kablih je precej pogosta in o tem obstaja obilo raziskovalne literature. Vendar pa je o vodoodporni preji poročanih relativno manj raziskav, zlasti o vodoodpornih vlaknastih materialih s super vpojnimi lastnostmi. Zaradi enostavnega odpiranja med proizvodnjo optičnih in električnih kablov ter enostavne obdelave so super vpojni vlaknasti materiali trenutno najprimernejši vodoodporni material pri izdelavi kablov in optičnih kablov, zlasti suhih optičnih kablov.
Uporaba v proizvodnji energetskih kablov
Z nenehno krepitvijo kitajske infrastrukture se povpraševanje po električnih kablih za podporo energetskim projektom še naprej povečuje. Kabli se običajno polagajo neposredno v zemljo, v kabelske jarke, predore ali nadzemne polaganje. Neizogibno so v vlažnem okolju ali v neposrednem stiku z vodo, lahko pa so celo kratkotrajno ali dolgotrajno potopljeni v vodo, zaradi česar voda počasi prodre v notranjost kabla. Pod vplivom električnega polja se lahko v izolacijski plasti prevodnika tvorijo drevesaste strukture, kar je pojav, znan kot vodno drevesasto rast. Ko vodna drevesa zrastejo do določene mere, povzročijo prekinitev izolacije kabla. Vodno drevesasto rast so danes mednarodno priznana kot eden glavnih vzrokov za staranje kablov. Za izboljšanje varnosti in zanesljivosti sistema oskrbe z električno energijo morata načrtovanje in izdelava kablov uporabljati vodoodporne strukture ali hidroizolacijske ukrepe, da se zagotovi dobra vodoodpornost kabla.
Poti prodiranja vode v kable lahko na splošno razdelimo na dve vrsti: radialno (ali prečno) prodiranje skozi plašč in vzdolžno (ali aksialno) prodiranje vzdolž vodnika in kabelskega jedra. Za radialno (prečno) blokiranje vode se pogosto uporablja celovit plašč za blokiranje vode, kot je aluminijasto-plastični kompozitni trak, vzdolžno ovit in nato ekstrudiran s polietilenom. Če je potrebna popolna radialna blokada vode, se uporabi kovinska konstrukcija plašča. Pri pogosto uporabljenih kablih se zaščita pred blokiranjem vode osredotoča predvsem na vzdolžno (aksialno) prodiranje vode.
Pri načrtovanju kabelske konstrukcije je treba pri hidroizolacijskih ukrepih upoštevati vodoodpornost v vzdolžni (ali aksialni) smeri vodnika, vodoodpornost zunaj izolacijske plasti in vodoodpornost po celotni konstrukciji. Splošna metoda za vodnike, ki blokirajo vodo, je polnjenje vodoodpornih materialov znotraj in na površini vodnika. Pri visokonapetostnih kablih z vodniki, razdeljenimi na sektorje, je priporočljivo uporabiti vodoodporno prejo kot vodoodporni material v sredini, kot je prikazano na sliki 1. Vodoodporna preja se lahko uporabi tudi v vodoodpornih konstrukcijah s polno konstrukcijo. Z namestitvijo vodoodporne preje ali vodoodpornih vrvi, spletenih iz vodoodporne preje, v reže med različnimi komponentami kabla se lahko kanali za pretok vode vzdolž aksialne smeri kabla blokirajo, da se zagotovi izpolnjevanje zahtev glede vzdolžne vodotesnosti. Shematski diagram tipičnega vodoodpornega kabla s polno konstrukcijo je prikazan na sliki 2.
V zgoraj omenjenih kabelskih konstrukcijah se kot enota za blokiranje vode uporabljajo vodo vpojni vlaknasti materiali. Mehanizem temelji na veliki količini super vpojne smole, ki je prisotna na površini vlaknastega materiala. Ko pride v stik z vodo, se smola hitro razširi do ≤ ...
Uporaba v optičnih kablih
Optična prenosna zmogljivost, mehanske lastnosti in okoljske lastnosti optičnih kablov so najosnovnejše zahteve komunikacijskega sistema. Eden od ukrepov za zagotovitev življenjske dobe optičnega kabla je preprečevanje prodiranja vode v optično vlakno med delovanjem, kar bi povzročilo povečane izgube (tj. izgubo vodika). Vdor vode vpliva na absorpcijske vrhove svetlobe optičnega vlakna v območju valovnih dolžin od 1,3 μm do 1,60 μm, kar vodi do povečanih izgub v optičnih vlaknih. Ta valovni pas pokriva večino prenosnih oken, ki se uporabljajo v trenutnih optičnih komunikacijskih sistemih. Zato je vodoodporna konstrukcija ključni element pri konstrukciji optičnih kablov.
Zasnova vodoodporne strukture v optičnih kablih je razdeljena na radialno vodoodporno zasnovo in vzdolžno vodoodporno zasnovo. Radialna vodoodporna zasnova uporablja celovit vodoodporni plašč, tj. strukturo z aluminijasto-plastičnim ali jekleno-plastičnim kompozitnim trakom, ki je vzdolžno ovit in nato ekstrudiran s polietilenom. Hkrati se na zunanjo stran optičnega vlakna doda ohlapna cev iz polimernih materialov, kot je PBT (polibutilen tereftalat) ali nerjaveče jeklo. Pri vzdolžni vodoodporni strukturi se za vsak del strukture upošteva uporaba več plasti vodoodpornih materialov. Vodoodporni material znotraj ohlapne cevi (ali v utorih skeletnega kabla) se namesto polnilne vodoodporne masti spremeni v vodoodporni vlaknasti material za cev. Vzporedno z ojačevalnim elementom jedra kabla se namesti ena ali dve niti vodoodporne preje, da se prepreči prodiranje zunanje vodne pare vzdolž nosilnega elementa. Po potrebi se lahko v reže med navezanimi ohlapnimi cevmi namestijo tudi vodoodporna vlakna, da se zagotovi, da optični kabel opravi stroge preizkuse vodoodpornosti. Struktura popolnoma suhega optičnega kabla pogosto uporablja večplastno sukanje, kot je prikazano na sliki 3.
Čas objave: 28. avg. 2025