نظرة عامة على مواد وهياكل الكابلات المقاومة للماء

مواد مانعة لتسرب الماء للكابلات

يمكن تقسيم مواد منع تسرب الماء عمومًا إلى فئتين: مواد منع تسرب الماء النشطة ومواد منع تسرب الماء السلبية. تعتمد مواد منع تسرب الماء النشطة على خصائص امتصاص الماء والتمدد للمواد النشطة. فعند تلف الغلاف أو الوصلة، تتمدد هذه المواد عند ملامستها للماء، مما يحد من تسربه داخل الكابل. وتشمل هذه المواد ما يلي:جل قابل للتمدد يمتص الماءشريط مانع لتسرب الماء، مسحوق مانع لتسرب الماء،خيوط مانعة لتسرب الماءوالكابلات المقاومة للماء. أما تقنية منع تسرب الماء السلبية، فتستخدم مواد طاردة للماء لمنع تسرب الماء إلى خارج الكابل عند تلف غلافه. ومن أمثلة هذه المواد: المعجون المملوء بالبترول، والمادة اللاصقة المنصهرة بالحرارة، والمعجون المتمدد بالحرارة.

أولاً: مواد مانعة لتسرب الماء

كان ملء الكابلات بمواد عازلة للماء، مثل معجون البترول، الطريقة الأساسية لمنع تسرب الماء في كابلات الطاقة القديمة. تمنع هذه الطريقة دخول الماء إلى الكابل بفعالية، ولكنها تنطوي على العيوب التالية:

1. يزيد ذلك بشكل كبير من وزن الكابل؛

2. يؤدي ذلك إلى انخفاض في الأداء التوصيلي للكابل؛

3. معجون البترول يلوث وصلات الكابلات بشدة، مما يجعل التنظيف صعباً؛

4. من الصعب التحكم في عملية التعبئة الكاملة، ويمكن أن تؤدي التعبئة غير الكاملة إلى ضعف أداء منع تسرب الماء.

ثانيًا: مواد منع تسرب الماء النشطة

تُستخدم حاليًا مواد فعّالة لمنع تسرب الماء في الكابلات، وتتمثل هذه المواد بشكل رئيسي في الشريط المانع لتسرب الماء، والمسحوق المانع لتسرب الماء، والحبل المانع لتسرب الماء، والخيوط المانعة لتسرب الماء. وبالمقارنة مع معجون البترول، تتميز هذه المواد الفعّالة بقدرتها العالية على امتصاص الماء وسرعة انتفاخها. فهي تمتص الماء بسرعة وتنتفخ بسرعة لتُشكّل مادة هلامية تمنع تسرب الماء، مما يضمن سلامة عزل الكابل. إضافةً إلى ذلك، تتميز هذه المواد بخفة وزنها ونظافتها وسهولة تركيبها وتوصيلها. ومع ذلك، فإن لها بعض العيوب:

1. يصعب وضع مسحوق منع الماء بشكل متساوٍ؛

2. يمكن أن يؤدي استخدام شريط أو خيوط مانعة لتسرب الماء إلى زيادة القطر الخارجي، مما يعيق تبديد الحرارة، ويسرع من التلف الحراري للكابل، ويحد من قدرة نقل الكابل؛

3. مواد منع تسرب الماء النشطة تكون أغلى ثمناً بشكل عام.

تحليل منع تسرب الماء: الطريقة الرئيسية المتبعة حاليًا في الصين لمنع تسرب الماء إلى طبقة العزل في الكابلات هي زيادة سمك طبقة العزل المائي. ومع ذلك، لتحقيق منع شامل لتسرب الماء في الكابلات، يجب مراعاة ليس فقط التسرب القطري للماء، بل أيضًا منع انتشاره الطولي بفعالية بمجرد دخوله الكابل.

طبقة عازلة للماء من البولي إيثيلين (الغلاف الداخلي): يمكن لطبقة البولي إيثيلين العازلة للماء، المُشكّلة بالبثق، بالإضافة إلى طبقة ماصة للرطوبة (مثل شريط عازل للماء)، تلبية متطلبات العزل الطولي للماء والحماية من الرطوبة في الكابلات المُثبّتة في بيئات رطبة بشكل معتدل. تتميز طبقة البولي إيثيلين العازلة للماء بسهولة تصنيعها وعدم حاجتها إلى معدات إضافية.

طبقة عازلة مقاومة للماء مُلصقة بالبولي إيثيلين ومغطاة بشريط ألومنيوم مغلف بالبلاستيك: في حال تركيب الكابلات في الماء أو بيئات شديدة الرطوبة، قد لا تكون قدرة طبقات العزل المصنوعة من البولي إيثيلين على منع تسرب الماء كافية. وللكابلات التي تتطلب أداءً أعلى في منع تسرب الماء، أصبح من الشائع الآن لف طبقة من شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك حول قلب الكابل. يتميز هذا الشريط بمقاومة للماء تفوق مقاومة البولي إيثيلين النقي بمئات أو حتى آلاف المرات. وطالما أن وصلة الشريط المركب ملتصقة ومحكمة الإغلاق تمامًا، يصبح تسرب الماء شبه مستحيل. يتطلب الشريط المركب من الألومنيوم والبلاستيك عملية لف ولصق طولية، مما يستلزم استثمارًا إضافيًا وتعديلات على المعدات.

في الممارسة الهندسية، يُعدّ تحقيق منع تسرب الماء طوليًا أكثر تعقيدًا من منعه قطريًا. وقد استُخدمت طرقٌ مختلفة، مثل تغيير بنية الموصل إلى تصميم مضغوط بإحكام، إلا أن تأثيرها كان محدودًا نظرًا لوجود فجوات في الموصل المضغوط تسمح بتسرب الماء عبر الخاصية الشعرية. ولتحقيق منع تسرب الماء طوليًا بشكلٍ فعّال، من الضروري ملء الفجوات في الموصل المجدول بمواد مانعة لتسرب الماء. ويمكن استخدام مستويين من التدابير والهياكل لتحقيق منع تسرب الماء طوليًا في الكابلات:

1. استخدام الموصلات المانعة لتسرب الماء. أضف سلكًا مانعًا لتسرب الماء، أو مسحوقًا مانعًا لتسرب الماء، أو خيوطًا مانعة لتسرب الماء، أو لف شريطًا مانعًا لتسرب الماء حول الموصل المضغوط بإحكام.

2. استخدام النوى المانعة لتسرب الماء. أثناء عملية تصنيع الكابل، قم بملء النواة بخيوط أو أسلاك مانعة لتسرب الماء، أو لف النواة بشريط مانع لتسرب الماء شبه موصل أو عازل.

حالياً، يكمن التحدي الرئيسي في منع تسرب الماء الطولي في الموصلات المانعة لتسرب الماء - كيفية ملء المواد المانعة لتسرب الماء بين الموصلات وأي المواد المانعة لتسرب الماء التي يجب استخدامها لا تزال محوراً للبحث.

ثالثًا: الخاتمة

تعتمد تقنية منع تسرب الماء الشعاعية بشكل أساسي على طبقات عازلة مانعة لتسرب الماء ملفوفة حول طبقة العزل الخاصة بالموصل، مع إضافة طبقة عازلة ماصة للرطوبة في الخارج. بالنسبة لكابلات الجهد المتوسط، يُستخدم عادةً شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك، بينما تستخدم كابلات الجهد العالي عادةً أغلفة مانعة للتسرب مصنوعة من الرصاص أو الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ.

تركز تقنية منع تسرب الماء الطولي بشكل أساسي على ملء الفراغات بين الأسلاك الموصلة بمواد مانعة لتسرب الماء لمنع انتشاره على طول اللب. وبناءً على التطورات التقنية الحالية، يُعدّ ملء الفراغات بمسحوق مانع لتسرب الماء فعالاً نسبياً في منع تسرب الماء الطولي.

إن تحقيق كابلات مقاومة للماء سيؤثر حتما على تبديد الحرارة وأداء التوصيل للكابل، لذلك من الضروري اختيار أو تصميم هيكل الكابل المناسب المانع للماء بناءً على المتطلبات الهندسية.