تحليل وتطبيق بنية مقاومة الماء الشعاعية والطولية للكابلات

أثناء تركيب الكابل واستخدامه، قد يتعرض للتلف نتيجة الإجهاد الميكانيكي، أو قد يُستخدم لفترة طويلة في بيئة رطبة، مما يؤدي إلى تسرب الماء تدريجيًا إلى داخله. وتحت تأثير المجال الكهربائي، يزداد احتمال تكوّن طبقة مائية على سطح عازل الكابل. وتتسبب هذه الطبقة المائية، الناتجة عن التحليل الكهربائي، في تشقق العازل، مما يقلل من كفاءة العزل الإجمالية للكابل ويؤثر على عمره الافتراضي. لذا، يُعد استخدام الكابلات المقاومة للماء أمرًا بالغ الأهمية.

تُركز مقاومة الماء في الكابلات بشكل أساسي على تسرب الماء على طول موصل الكابل وعلى طول غلافه. ولذلك، يمكن استخدام بنية مقاومة للماء شعاعيًا وبنية مانعة لتسرب الماء طوليًا في الكابل.

1. كابل شعاعي مقاوم للماء

يتمثل الغرض الرئيسي من العزل المائي الشعاعي في منع تدفق المياه الخارجية المحيطة إلى داخل الكابل أثناء الاستخدام. وتتضمن بنية العزل المائي الخيارات التالية.
1.1 غلاف من البولي إيثيلين مقاوم للماء
لا ينطبق غلاف البولي إيثيلين المقاوم للماء إلا على المتطلبات العامة للعزل المائي. أما بالنسبة للكابلات المغمورة في الماء لفترات طويلة، فيجب تحسين أداء العزل المائي لكابلات الطاقة المغلفة بالبولي إيثيلين.
1.2 غلاف معدني مقاوم للماء
تُحقق بنية العزل المائي الشعاعي للكابلات منخفضة الجهد، ذات الجهد المقنن 0.6 كيلوفولت/1 كيلوفولت وما فوق، عادةً من خلال طبقة حماية خارجية ولفائف داخلية طولية مصنوعة من حزام مركب من الألومنيوم والبلاستيك ذي وجهين. أما الكابلات متوسطة الجهد، ذات الجهد المقنن 3.6 كيلوفولت/6 كيلوفولت وما فوق، فتُعزل مائيًا شعاعيًا بفضل العمل المشترك لحزام مركب من الألومنيوم والبلاستيك وخرطوم مقاوم شبه موصل. ويمكن عزل الكابلات عالية الجهد، ذات مستويات الجهد الأعلى، باستخدام أغلفة معدنية، مثل أغلفة الرصاص أو أغلفة الألومنيوم المموجة.
يُستخدم الغلاف المقاوم للماء الشامل بشكل أساسي في خنادق الكابلات، والمياه المدفونة تحت الأرض مباشرة، وغيرها من الأماكن.

2. كابل مقاوم للماء عموديًا

يمكن اعتبار مقاومة الماء الطولية عاملاً مهماً في جعل موصل الكابل وعازله مقاومين للماء. فعندما تتضرر الطبقة الخارجية الواقية للكابل نتيجة عوامل خارجية، تتسرب الرطوبة المحيطة عمودياً على طول موصل الكابل وعازله. ولتجنب تلف الكابل بسبب الرطوبة، يمكننا اتباع الطرق التالية لحمايته.
(1)شريط مانع لتسرب الماء
تُضاف منطقة تمدد مقاومة للماء بين السلك المعزول وشريط الألمنيوم والبلاستيك المركب. يُلف شريط مانع لتسرب الماء حول السلك المعزول أو قلب الكابل، بنسبة تغطية تبلغ 25%. يتمدد هذا الشريط عند ملامسته للماء، مما يزيد من إحكام إغلاقه مع غلاف الكابل، وبالتالي يحقق فعالية منع تسرب الماء.
(2)شريط عازل للماء شبه موصل
يُستخدم شريط العزل المائي شبه الموصل على نطاق واسع في كابلات الجهد المتوسط، وذلك بلفّه حول طبقة الحماية المعدنية لتحقيق مقاومة طولية للماء. ورغم تحسّن فعالية العزل المائي، إلا أن قطر الكابل الخارجي يزداد بعد لفّه بالشريط.
(3) حشو مانع لتسرب الماء
مواد الحشو المانعة لتسرب الماء عادة ما تكونخيوط مانعة لتسرب الماء(حبل) ومسحوق مانع لتسرب الماء. يُستخدم مسحوق مانع تسرب الماء في الغالب لمنع تسرب الماء بين أسلاك الموصل الملتوية. عندما يصعب تثبيت مسحوق مانع تسرب الماء على سلك الموصل الأحادي، يمكن وضع مادة لاصقة مانعة لتسرب الماء خارج سلك الموصل الأحادي، ثم لف مسحوق مانع تسرب الماء حول الموصل. غالبًا ما يُستخدم خيط مانع تسرب الماء (حبل) لملء الفراغات بين كابلات ثلاثية النواة متوسطة الضغط.

3- البنية العامة لمقاومة الكابل للماء

بحسب بيئة الاستخدام والمتطلبات المختلفة، تشمل بنية مقاومة الماء للكابلات بنية مقاومة للماء شعاعية، وبنية مقاومة للماء طولية (بما في ذلك الشعاعية)، وبنية مقاومة للماء شاملة. وسيتم استخدام بنية منع تسرب الماء لكابل ثلاثي النواة متوسط ​​الجهد كمثال.
3.1 بنية مقاومة للماء شعاعية لكابل الجهد المتوسط ​​ثلاثي النواة
تعتمد عملية العزل المائي الشعاعي لكابلات الجهد المتوسط ​​ثلاثية النواة عادةً على شريط عازل شبه موصل للماء وشريط ألومنيوم مطلي بالبلاستيك على الوجهين لتحقيق وظيفة مقاومة الماء. يتكون هيكلها العام من: موصل، طبقة حماية الموصل، عازل، طبقة حماية العازل، طبقة حماية معدنية (شريط نحاسي أو سلك نحاسي)، حشو عادي، شريط عازل شبه موصل للماء، غلاف طولي من شريط ألومنيوم مطلي بالبلاستيك على الوجهين، غلاف خارجي.
3.2 بنية مقاومة الماء الطولية لكابل الجهد المتوسط ​​ثلاثي النواة
يستخدم كابل الجهد المتوسط ​​ثلاثي النواة شريطًا عازلًا للماء شبه موصل وشريطًا من الألومنيوم مطليًا بالبلاستيك على الوجهين لتحقيق مقاومة الماء. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم حبل عازل للماء لملء الفراغ بين الكابلات الثلاثة. يتكون هيكله العام من: موصل، طبقة حماية الموصل، عازل، طبقة حماية العازل، شريط عازل للماء شبه موصل، طبقة حماية معدنية (شريط نحاسي أو سلك نحاسي)، حشو حبل عازل للماء، شريط عازل للماء شبه موصل، غلاف خارجي.
3.3 هيكل مقاوم للماء من جميع الجهات لكابل الجهد المتوسط ​​ثلاثي النواة
يتطلب تصميم الكابل المقاوم للماء من جميع الجهات أن يتمتع الموصل أيضًا بخاصية مقاومة الماء، وذلك بالجمع بين متطلبات مقاومة الماء الشعاعية والطولية لتحقيق مقاومة شاملة للماء. يتكون هيكله العام من: موصل مقاوم للماء، طبقة حماية للموصل، عازل، طبقة حماية عازلة، شريط مقاوم للماء شبه موصل، طبقة حماية معدنية (شريط نحاسي أو سلك نحاسي)، حبل مقاوم للماء، شريط مقاوم للماء شبه موصل، غلاف طولي من شريط ألومنيوم مطلي بالبلاستيك على الوجهين، وغلاف خارجي.

يمكن تطوير الكابل المقاوم للماء ثلاثي النواة إلى ثلاثة كابلات مقاومة للماء أحادية النواة (على غرار بنية الكابل الهوائي المعزول ثلاثي النواة). أي، يتم أولاً تصنيع كل نواة كابل وفقًا لبنية الكابل المقاوم للماء أحادي النواة، ثم يتم لف ثلاثة كابلات منفصلة داخل الكابل لاستبدال الكابل المقاوم للماء ثلاثي النواة. بهذه الطريقة، لا تتحسن مقاومة الكابل للماء فحسب، بل تُسهّل أيضًا عملية تصنيع الكابل وتركيبه ومدّه لاحقًا.

4. احتياطات صنع موصلات الكابلات المقاومة للماء

(1) اختر مادة الوصلة المناسبة وفقًا لمواصفات ونماذج الكابل لضمان جودة وصلة الكابل.
(2) تجنب اختيار الأيام الممطرة عند تركيب وصلات الكابلات المانعة لتسرب الماء. وذلك لأن الماء الموجود في الكابل سيؤثر بشكل خطير على عمره الافتراضي، وقد يتسبب في حدوث حوادث ماس كهربائي في الحالات الخطيرة.
(3) قبل عمل وصلات الكابلات المقاومة للماء، اقرأ تعليمات المنتج الخاصة بالشركة المصنعة بعناية.
(4) عند الضغط على أنبوب النحاس عند الوصلة، يجب عدم الضغط بشدة، بل يكفي الضغط عليه حتى يصل إلى الموضع المطلوب. يجب تسوية سطح طرف النحاس بعد التثبيت بالبرد وإزالة أي نتوءات.
(5) عند استخدام موقد اللحام لعمل وصلة انكماش حراري للكابل، انتبه إلى تحريك موقد اللحام ذهابًا وإيابًا، وليس فقط في اتجاه واحد باستمرار.
(6) يجب أن يتم تحديد حجم وصلة كابل الانكماش البارد بدقة وفقًا لتعليمات الرسم، وخاصة عند استخراج الدعامة في الأنبوب المحجوز، يجب توخي الحذر.
(7) إذا لزم الأمر، يمكن استخدام مادة مانعة للتسرب عند وصلات الكابل لإحكام الإغلاق وتحسين قدرة الكابل على مقاومة الماء.