Pregled materialov in strukture kablov za blokiranje vode

Materiali za kable, ki blokirajo vodo

Materiale za blokiranje vode lahko na splošno razdelimo v dve kategoriji: aktivno blokiranje vode in pasivno blokiranje vode. Aktivno blokiranje vode izkorišča lastnosti aktivnih materialov, da absorbirajo vodo in nabrekajo. Ko je plašč ali spoj poškodovan, se ti materiali ob stiku z vodo razširijo in omejijo njen prodor v kabel. Takšni materiali vključujejovodo vpijajoči ekspandirajoči gel, trak za blokiranje vode, prašek za blokiranje vode,preja za blokiranje vodein vrvico za blokiranje vode. Pasivna blokada vode pa uporablja hidrofobne materiale za blokiranje vode zunaj kabla, ko je plašč poškodovan. Primeri pasivnih materialov za blokiranje vode so pasta, polnjena z nafto, talilno lepilo in toplotno ekspanzijska pasta.

I. Pasivni materiali za blokiranje vode

Polnjenje kablov s pasivnimi materiali za blokiranje vode, kot je na primer petrolejna pasta, je bila glavna metoda za blokiranje vode v zgodnjih energetskih kablih. Ta metoda učinkovito preprečuje vdor vode v kabel, vendar ima naslednje pomanjkljivosti:

1. Znatno poveča težo kabla;

2. Povzroča zmanjšanje prevodne zmogljivosti kabla;

3. Naftna pasta močno onesnaži kabelske spoje, zaradi česar je čiščenje oteženo;

4. Celoten postopek polnjenja je težko nadzorovati, nepopolno polnjenje pa lahko povzroči slabo delovanje pri blokiranju vode.

II. Aktivni materiali za blokiranje vode

Trenutno se v kablih uporabljajo predvsem trakovi za blokiranje vode, praški za blokiranje vode, vrvice za blokiranje vode in preje za blokiranje vode. V primerjavi z naftno pasto imajo aktivni materiali za blokiranje vode naslednje lastnosti: visoko absorpcijo vode in visoko stopnjo nabrekanja. Hitro absorbirajo vodo in hitro nabrekajo, da tvorijo gelu podobno snov, ki preprečuje prodiranje vode in s tem zagotavlja varnost izolacije kabla. Poleg tega so aktivni materiali za blokiranje vode lahki, čisti ter enostavni za namestitev in spajanje. Vendar pa imajo tudi nekaj pomanjkljivosti:

1. Prašek, ki blokira vodo, je težko enakomerno nanesti;

2. Trak ali preja, ki blokira vodo, lahko poveča zunanji premer, kar poslabša odvajanje toplote, pospeši toplotno staranje kabla in omeji prenosno zmogljivost kabla;

3. Aktivni materiali za blokiranje vode so na splošno dražji.

Analiza blokiranja vode: Trenutno je na Kitajskem glavna metoda za preprečevanje prodiranja vode v izolacijsko plast kablov povečanje vodoodporne plasti. Vendar pa za doseganje celovitega blokiranja vode v kablih ne smemo upoštevati le radialnega prodiranja vode, temveč moramo učinkovito preprečiti tudi vzdolžno difuzijo vode, ko ta vstopi v kabel.

Vodoodporna izolacijska plast iz polietilena (notranji plašč): Ekstrudiranje vodoodporne plasti iz polietilena v kombinaciji z blazinasto plastjo, ki absorbira vlago (kot je vodoodporni trak), lahko izpolni zahteve za vzdolžno vodoodporno zaščito in zaščito pred vlago v kablih, nameščenih v zmerno vlažnih okoljih. Vodoodporna plast iz polietilena je enostavna za izdelavo in ne zahteva dodatne opreme.

Vodoodporna izolacijska plast s plastiko in aluminijastim trakom, vezanim s polietilenom: Če so kabli nameščeni v vodi ali izjemno vlažnem okolju, morda ne bo zadostovala radialna vodoodporna zmogljivost polietilenskih izolacijskih plasti. Pri kablih, ki zahtevajo večjo radialno vodoodpornost, je zdaj običajno, da se okoli kabelskega jedra ovije plast aluminijasto-plastičnega kompozitnega traku. To tesnilo je stokrat ali celo tisočkrat bolj vodoodporno kot čisti polietilen. Dokler je šiv kompozitnega traku popolnoma lepljen in zatesnjen, je prodiranje vode skoraj nemogoče. Aluminijasto-plastični kompozitni trak zahteva vzdolžni postopek ovijanja in lepljenja, kar vključuje dodatne naložbe in modifikacije opreme.

V inženirski praksi je doseganje vzdolžne blokade vode bolj zapleteno kot radialna blokada vode. Uporabljene so bile različne metode, kot je sprememba strukture prevodnika v tesno stisnjeno zasnovo, vendar so bili učinki minimalni, ker v stisnjenem prevodniku še vedno obstajajo reže, ki omogočajo difuzijo vode s kapilarnim delovanjem. Za doseganje prave vzdolžne blokade vode je treba reže v večžilnem prevodniku zapolniti z materiali za blokiranje vode. Za doseganje vzdolžne blokade vode v kablih se lahko uporabita naslednji dve ravni ukrepov in struktur:

1. Uporaba vodnikov, ki blokirajo vodo. Dodajte vrvico za blokiranje vode, prašek za blokiranje vode, prejo za blokiranje vode ali pa okoli tesno stisnjenega vodnika ovijte trak za blokiranje vode.

2. Uporaba vodotesnih jeder. Med postopkom izdelave kabla jedro napolnite z vodotesno prejo, vrvico ali pa jedro ovijte s polprevodnim ali izolacijskim vodotesnim trakom.

Trenutno je ključni izziv pri vzdolžnem blokiranju vode v prevodnikih, ki blokirajo vodo – kako napolniti snovi za blokiranje vode med prevodniki in katere snovi za blokiranje vode uporabiti, ostaja v središču raziskav.

3. Zaključek

Tehnologija radialnega blokiranja vode uporablja predvsem izolacijske plasti za blokiranje vode, ovite okoli izolacijske plasti vodnika, z zunanjo plastjo, ki absorbira vlago. Za srednjenapetostne kable se običajno uporablja kompozitni trak iz aluminija in plastike, medtem ko se za visokonapetostne kable običajno uporabljajo tesnilni plašči iz svinca, aluminija ali nerjavečega jekla.

Tehnologija vzdolžnega blokiranja vode se osredotoča predvsem na zapolnjevanje vrzeli med prevodnimi žilami z materiali za blokiranje vode, da se prepreči difuzija vode vzdolž jedra. Glede na trenutni tehnološki razvoj je polnjenje s praškom za blokiranje vode relativno učinkovito za vzdolžno blokiranje vode.

Doseganje vodoodpornih kablov bo neizogibno vplivalo na odvajanje toplote in prevodnost kabla, zato je bistveno izbrati ali zasnovati ustrezno vodoodporno strukturo kabla glede na inženirske zahteve.