Optinių ir elektros kabelių eksploatavimo metu svarbiausias veiksnys, lemiantis eksploatacinių savybių pablogėjimą, yra drėgmės prasiskverbimas. Jei vanduo patenka į optinį kabelį, jis gali padidinti pluošto slopinimą; jei jis patenka į elektros kabelį, jis gali sumažinti kabelio izoliacijos savybes ir paveikti jo veikimą. Todėl optinių ir elektros kabelių gamybos procese yra projektuojami vandenį blokuojantys elementai, pavyzdžiui, vandenį sugeriančios medžiagos, siekiant išvengti drėgmės ar vandens prasiskverbimo ir užtikrinti eksploatavimo saugą.
Pagrindinės vandenį sugeriančių medžiagų formos yra vandenį sugeriantys milteliai,vandenį blokuojanti juosta, vandenį blokuojantys siūlaiir brinkstančio tipo vandenį blokuojantys tepalai ir kt. Priklausomai nuo naudojimo vietos, gali būti naudojama vieno tipo vandenį blokuojanti medžiaga arba kelių skirtingų tipų medžiagos vienu metu, siekiant užtikrinti kabelių atsparumą vandeniui.
Sparčiai diegiant 5G technologiją, optinių kabelių naudojimas tampa vis plačiau paplitęs, o jiems keliami reikalavimai griežtėja. Ypač įvedant žaliuosius ir aplinkosaugos reikalavimus, rinkoje vis labiau pageidaujami visiškai sausi optiniai kabeliai. Svarbi visiškai sausų optinių kabelių savybė yra ta, kad juose nenaudojami užpildo tipo vandenį blokuojantys tepalai arba brinkstantys vandenį blokuojantys tepalai. Vietoj to, vandeniui blokuoti naudojama vandenį blokuojanti juosta ir vandenį blokuojantys pluoštai per visą kabelio skerspjūvį.
Hidroizoliacinės juostos naudojimas kabeliuose ir optiniuose kabeliuose yra gana įprastas, ir šia tema yra gausu mokslinių tyrimų. Tačiau tyrimų apie hidroizoliacinius siūlus, ypač apie hidroizoliacines pluošto medžiagas, pasižyminčias itin sugeriančiomis savybėmis, yra palyginti mažiau. Dėl lengvo atsipirkimo optinių ir elektros kabelių gamybos metu ir paprasto apdorojimo, itin sugeriančios pluošto medžiagos šiuo metu yra pageidaujama hidroizoliacinė medžiaga kabelių ir optinių kabelių, ypač sausų optinių kabelių, gamyboje.
Taikymas maitinimo kabelių gamyboje
Nuolat stiprėjant infrastruktūros statybai Kinijoje, didėja elektros kabelių, skirtų pagalbiniams energetikos projektams, paklausa. Kabeliai paprastai įrengiami tiesiogiai užkasant, kabelių tranšėjose, tuneliuose arba virš žemės. Jie neišvengiamai yra drėgnoje aplinkoje arba tiesiogiai liečiasi su vandeniu ir netgi gali būti trumpalaikiai ar ilgalaikiai panardinami į vandenį, todėl vanduo lėtai prasiskverbia į kabelio vidų. Veikiant elektriniam laukui, laidininko izoliacijos sluoksnyje gali susidaryti medžius primenančios struktūros – šis reiškinys vadinamas vandens medžių augimu. Kai vandens medžiai tam tikru mastu išauga, jie suardo kabelio izoliaciją. Vandens medžių augimas dabar tarptautiniu mastu pripažintas viena iš pagrindinių kabelių senėjimo priežasčių. Siekiant pagerinti elektros energijos tiekimo sistemos saugą ir patikimumą, kabelių projektavimas ir gamyba turi naudoti vandenį blokuojančias konstrukcijas arba hidroizoliacijos priemones, kad kabelis gerai nepraleistų vandens.
Vandens prasiskverbimo kabeliuose kelius paprastai galima suskirstyti į du tipus: radialinį (arba skersinį) prasiskverbimą per apvalkalą ir išilginį (arba ašinį) prasiskverbimą išilgai laido ir kabelio šerdies. Radialiniam (skersiniam) vandens blokavimui dažnai naudojamas išsamus vandens blokavimo apvalkalas, pavyzdžiui, išilgai apvyniota ir vėliau su polietilenu išspausta aliuminio-plastiko kompozicinė juosta. Jei reikalingas visiškas radialinis vandens blokavimas, naudojama metalinė apvalkalo konstrukcija. Dažniausiai naudojamuose kabeliuose apsauga nuo vandens blokavimo daugiausia skirta išilginiam (ašiniam) vandens prasiskverbimui.
Projektuojant kabelio konstrukciją, hidroizoliacijos priemonės turėtų atsižvelgti į atsparumą vandeniui išilgine (arba ašine) laidininko kryptimi, atsparumą vandeniui izoliacijos sluoksnio išorėje ir atsparumą vandeniui visoje konstrukcijoje. Bendras hidroizoliacinių laidininkų metodas yra užpildyti hidroizoliacinėmis medžiagomis laidininko viduje ir paviršiuje. Aukštos įtampos kabeliams, kurių laidininkai suskirstyti į sektorius, rekomenduojama naudoti hidroizoliacinius siūlus kaip hidroizoliacinę medžiagą centre, kaip parodyta 1 paveiksle. Hidroizoliaciniai siūlai taip pat gali būti naudojami pilnos konstrukcijos hidroizoliacinėse konstrukcijose. Įdėjus hidroizoliacinius siūlus arba iš hidroizoliacinių siūlų supintas hidroizoliacines virves į tarpus tarp įvairių kabelio komponentų, galima užblokuoti kanalus vandeniui tekėti kabelio ašine kryptimi, kad būtų užtikrinti išilginiai vandens nepralaidumo reikalavimai. Tipinio pilnos konstrukcijos hidroizoliacinio kabelio schema parodyta 2 paveiksle.
Aukščiau minėtose kabelių konstrukcijose kaip vandenį sugeriančios medžiagos naudojamos vandenį blokuojančios medžiagos. Mechanizmas pagrįstas dideliu superabsorbuojančios dervos kiekiu, esančiu pluošto medžiagos paviršiuje. Susidūrusi su vandeniu, derva greitai išsiplečia iki 40 kartų didesnio tūrio nei pradinis, sudarydama uždarą vandenį blokuojantį sluoksnį ant kabelio šerdies perimetro skerspjūvio, blokuodama vandens prasiskverbimo kanalus ir sustabdydama tolesnę vandens ar vandens garų difuziją ir plitimą išilgine kryptimi, taip efektyviai apsaugodama kabelį.
Taikymas optiniuose kabeliuose
Optinių kabelių optinio perdavimo charakteristikos, mechaninės savybės ir aplinkosauginis veiksmingumas yra pagrindiniai ryšio sistemos reikalavimai. Viena iš priemonių, užtikrinančių optinio kabelio tarnavimo laiką, yra užkirsti kelią vandeniui prasiskverbti į optinį pluoštą eksploatacijos metu, nes tai padidintų nuostolius (t. y. vandenilio nuostolius). Vandens prasiskverbimas veikia optinio pluošto šviesos sugerties pikus bangos ilgių diapazone nuo 1,3 μm iki 1,60 μm, todėl padidėja optinio pluošto nuostoliai. Ši bangos ilgio juosta apima daugumą perdavimo langų, naudojamų dabartinėse optinio ryšio sistemose. Todėl vandeniui atsparios konstrukcijos projektavimas tampa pagrindiniu optinių kabelių konstrukcijos elementu.
Optinių kabelių hidroizoliacinės konstrukcijos konstrukcija skirstoma į radialinę ir išilginę. Radialinėje hidroizoliacinėje konstrukcijoje naudojamas išsamus hidroizoliacinis apvalkalas, t. y. konstrukcija su išilgai apvyniota ir vėliau išspausta polietilenu aliuminio-plastiko arba plieno-plastiko kompozicine juosta. Tuo pačiu metu optinio pluošto išorėje pridedamas laisvas vamzdelis, pagamintas iš polimerinių medžiagų, tokių kaip PBT (polibutileno tereftalatas) arba nerūdijantis plienas. Išilginėje vandeniui atsparioje konstrukcijos konstrukcijoje kiekvienai konstrukcijos daliai numatomas kelių hidroizoliacinių medžiagų sluoksnių naudojimas. Hidroizoliacinė medžiaga laisvo vamzdžio viduje (arba karkasinio tipo kabelio grioveliuose) pakeičiama iš užpildo tipo hidroizoliacinių tepalų į vandenį sugeriančią pluošto medžiagą. Viena arba dvi hidroizoliacinių siūlų gijos dedamos lygiagrečiai kabelio šerdies sutvirtinimo elementui, kad išoriniai vandens garai neprasiskverbtų išilgai stiprinimo elemento. Prireikus hidroizoliacinės skaidulos taip pat gali būti dedamos į tarpus tarp susuktų palaidų vamzdžių, siekiant užtikrinti, kad optinis kabelis išlaikytų griežtus vandens prasiskverbimo bandymus. Visiškai sauso optinio kabelio struktūroje dažnai naudojamas sluoksniuotas gijų tipas, kaip parodyta 3 paveiksle.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 28 d.