مواد الكابلات العازلة للمياه
يمكن تقسيم مواد حجب الماء عمومًا إلى فئتين: حجب الماء النشط وحجب الماء السلبي. يستخدم حجب الماء النشط خصائص امتصاص الماء وتمدده للمواد النشطة. عند تلف الغلاف أو الوصلة، تتمدد هذه المواد عند ملامستها للماء، مما يحد من اختراقه للكابل. تشمل هذه المواد:جل متمدد يمتص الماء، شريط مانع لتسرب المياه، مسحوق مانع لتسرب المياه،خيط مانع لتسرب الماء، وسلك مانع لتسرب الماء. من ناحية أخرى، يستخدم مانع تسرب الماء السلبي موادًا كارهة للماء لحجب الماء خارج الكابل عند تلف غلافه. من أمثلة مواد مانع تسرب الماء السلبي: المعجون المملوء بالبترول، واللاصق الساخن، والمعجون المتمدد بالحرارة.
I. مواد حجب المياه السلبية
كان ملء الكابلات بمواد مانعة للماء، مثل معجون البترول، هو الطريقة الأساسية لعزل الماء في كابلات الطاقة المبكرة. تمنع هذه الطريقة بفعالية دخول الماء إلى الكابل، إلا أن لها العيوب التالية:
1. يزيد بشكل كبير من وزن الكابل؛
2. يسبب انخفاضًا في الأداء التوصيلي للكابل؛
3. معجون البترول يلوث بشدة وصلات الكابلات، مما يجعل التنظيف صعبًا؛
4. من الصعب التحكم في عملية الملء الكاملة، ويمكن أن يؤدي الملء غير الكامل إلى ضعف أداء حجب المياه.
II. مواد مانعة لتسرب المياه
حاليًا، تُستخدم مواد حجب الماء النشطة في الكابلات بشكل رئيسي: شريط حجب الماء، ومسحوق حجب الماء، وحبل حجب الماء، وخيوط حجب الماء. بالمقارنة مع معجون البترول، تتميز مواد حجب الماء النشطة بالخصائص التالية: امتصاص عالي للماء ومعدل انتفاخ مرتفع. فهي تمتص الماء بسرعة وتنتفخ بسرعة لتكوين مادة هلامية تمنع تسرب الماء، مما يضمن سلامة عزل الكابل. بالإضافة إلى ذلك، تتميز مواد حجب الماء النشطة بخفة وزنها ونظافة تركيبها وتوصيلها. ومع ذلك، لها بعض العيوب:
1. من الصعب تثبيت مسحوق مانع تسرب المياه بالتساوي؛
2. يمكن لشريط أو خيوط حجب المياه أن تزيد من القطر الخارجي، مما يضعف تبديد الحرارة، ويسرع الشيخوخة الحرارية للكابل، ويحد من قدرة الكابل على النقل؛
3. المواد النشطة لمنع المياه تكون أكثر تكلفة بشكل عام.
تحليل حجب المياه: حاليًا، الطريقة الرئيسية في الصين لمنع تسرب المياه إلى طبقة عزل الكابلات هي زيادة طبقة العزل المائي. ومع ذلك، لتحقيق حجب شامل للمياه في الكابلات، لا يقتصر الأمر على مراعاة اختراق المياه الشعاعي فحسب، بل يجب أيضًا منع الانتشار الطولي للماء بفعالية بعد دخوله الكابل.
طبقة عزل بولي إيثيلين (الغلاف الداخلي) المقاومة للماء: يُمكن استخدام طبقة عازلة للماء من البولي إيثيلين، مع طبقة عازلة ماصة للرطوبة (مثل شريط عازل للماء)، لتلبية متطلبات العزل الطولي للماء والحماية من الرطوبة في الكابلات المُركّبة في بيئات معتدلة الرطوبة. تتميز طبقة العزل المائي من البولي إيثيلين بسهولة تصنيعها، ولا تتطلب معدات إضافية.
طبقة عزل مقاومة للماء مُلصقة بشريط ألومنيوم مُغلف بالبلاستيك ومُغطاة بالبولي إيثيلين: في حال تركيب الكابلات في الماء أو في بيئات شديدة الرطوبة، قد تكون قدرة طبقات عزل البولي إيثيلين الشعاعية على حجب الماء غير كافية. بالنسبة للكابلات التي تتطلب أداءً شعاعيًا أعلى في حجب الماء، أصبح من الشائع الآن لف طبقة من شريط مُركب من الألومنيوم والبلاستيك حول قلب الكابل. يتميز هذا الشريط بمقاومة للماء أعلى بمئات أو حتى آلاف المرات من البولي إيثيلين النقي. طالما أن خط التماس في الشريط المُركب مُلصق ومُحكم الغلق تمامًا، فإن نفاذ الماء يكاد يكون مستحيلًا. يتطلب شريط الألومنيوم والبلاستيك المُركب عملية لف وربط طولية، والتي تتطلب استثمارات إضافية وتعديلات على المعدات.
في الممارسة الهندسية، يُعدّ تحقيق حجب الماء الطولي أكثر تعقيدًا من حجب الماء الشعاعي. وقد استُخدمت طرقٌ مختلفة، مثل تغيير هيكل الموصل إلى تصميم مُحكم الضغط، إلا أن آثاره كانت ضئيلة نظرًا لوجود فجوات في الموصل المُضغوط تسمح للماء بالانتشار عبر الخاصية الشعرية. لتحقيق حجب الماء الطولي الحقيقي، من الضروري ملء الفجوات في الموصل المُجدول بمواد حجب الماء. يمكن استخدام المستويين التاليين من الإجراءات والهياكل لتحقيق حجب الماء الطولي في الكابلات:
١. استخدام موصلات مانعة لتسرب الماء. أضف سلكًا مانعًا لتسرب الماء، أو مسحوقًا مانعًا لتسرب الماء، أو خيطًا مانعًا لتسرب الماء، أو لفّ شريطًا مانعًا لتسرب الماء حول الموصل المُحكم الضغط.
٢. استخدام نوى مانعة لتسرب الماء. أثناء تصنيع الكابل، يُملأ النواة بخيوط أو حبال مانعة لتسرب الماء، أو يُغلّف بشريط عازل شبه موصل أو عازل للماء.
في الوقت الحالي، يكمن التحدي الرئيسي في حجب المياه الطولي في موصلات حجب المياه - ولا تزال كيفية ملء المواد المانعة للمياه بين الموصلات والمواد المانعة للمياه التي يجب استخدامها محورًا للبحث.
3. الخاتمة
تعتمد تقنية العزل الشعاعي للماء بشكل أساسي على طبقات عازلة للماء تُلف حول طبقة عزل الموصل، مع إضافة طبقة خارجية عازلة لامتصاص الرطوبة. يُستخدم عادةً شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك في كابلات الجهد المتوسط، بينما تُستخدم عادةً أغلفة معدنية من الرصاص أو الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ في كابلات الجهد العالي.
تُركز تقنية حجب الماء الطولي بشكل أساسي على ملء الفراغات بين الخيوط الموصلة بمواد حجب الماء لمنع انتشار الماء على طول النواة. وبناءً على التطورات التكنولوجية الحالية، يُعدّ ملء الفراغات بمسحوق حجب الماء فعالاً نسبيًا في حجب الماء الطولي.
إن تحقيق الكابلات المقاومة للماء سيؤثر حتما على تبديد الحرارة والأداء التوصيلي للكابل، لذلك من الضروري اختيار أو تصميم هيكل الكابل المقاوم للماء المناسب بناءً على المتطلبات الهندسية.
وقت النشر: ١٤ فبراير ٢٠٢٥