Vettä imevien kuitujen käyttö optisissa kaapeleissa ja tehokaapeleissa

Optisten ja sähkökaapeleiden käytön aikana merkittävin suorituskyvyn heikkenemiseen johtava tekijä on kosteuden tunkeutuminen. Jos vettä pääsee optiseen kaapeliin, se voi lisätä kuidun vaimennusta; jos sitä pääsee sähkökaapeliin, se voi heikentää kaapelin eristyskykyä ja vaikuttaa sen toimintaan. Siksi optisten ja sähkökaapeleiden valmistusprosessiin on suunniteltu vettähylkiviä yksiköitä, kuten vettä imeviä materiaaleja, estämään kosteuden tai veden tunkeutumisen ja varmistamaan käyttöturvallisuuden.

Vettä imevien materiaalien pääasiallisia tuotemuotoja ovat vettä imevä jauhe,vettähylkivä teippi, vettähylkivä lankaja turpoavaa vettähylkivää rasvaa jne. Käyttökohteesta riippuen voidaan käyttää yhtä vettähylkivää materiaalia tai useita eri tyyppejä samanaikaisesti kaapeleiden vedenpitävyyden varmistamiseksi.

5G-teknologian nopean käyttöönoton myötä optisten kaapeleiden käyttö yleistyy ja niille asetetut vaatimukset tiukentuvat. Erityisesti vihreiden ja ympäristönsuojeluvaatimusten käyttöönoton myötä täysin kuivat optiset kaapelit ovat yhä suositumpia markkinoilla. Täysin kuivien optisten kaapeleiden merkittävä ominaisuus on, että niissä ei käytetä täytetyyppistä vettähylkivää rasvaa tai turpoavaa vettähylkivää rasvaa. Sen sijaan käytetään vettähylkivää teippiä ja vettähylkiviä kuituja vedeneristykseen koko kaapelin poikkileikkauksessa.

Vettä sulkuteipin käyttö kaapeleissa ja optisissa kaapeleissa on melko yleistä, ja siitä on runsaasti tutkimuskirjallisuutta. Vettä sulkulangasta, erityisesti erittäin imukykyisistä kuitumateriaaleista, on kuitenkin raportoitu suhteellisen vähän tutkimusta. Niiden helpon takaisinmaksun ja yksinkertaisen prosessoinnin ansiosta optisten ja sähkökaapeleiden valmistuksessa erittäin imukykyiset kuitumateriaalit ovat tällä hetkellä ensisijainen veden sulkumateriaali kaapeleiden ja optisten kaapeleiden, erityisesti kuivien optisten kaapeleiden, valmistuksessa.

Sovellus virtakaapelien valmistuksessa

Kiinan infrastruktuurirakentamisen jatkuvasti vahvistuessa sähkökaapeleiden kysyntä sähköprojekteissa kasvaa jatkuvasti. Kaapelit asennetaan yleensä suoraan maahan hautaamalla, kaapeliojiin, tunneleihin tai yläpuolisiin menetelmiin. Ne ovat väistämättä kosteissa ympäristöissä tai suorassa kosketuksessa veden kanssa, ja ne voivat jopa olla upotettuina veteen lyhytaikaisesti tai pitkäaikaisesti, jolloin vesi tunkeutuu hitaasti kaapelin sisään. Sähkökentän vaikutuksesta johtimen eristyskerrokseen voi muodostua puumaisia ​​rakenteita, ilmiötä, joka tunnetaan nimellä vesipuun kasvu. Kun vesipuut kasvavat tiettyyn pisteeseen asti, ne johtavat kaapelin eristyksen hajoamiseen. Vesipuun kasvu on nyt kansainvälisesti tunnustettu yhdeksi kaapelien ikääntymisen tärkeimmistä syistä. Virransyöttöjärjestelmän turvallisuuden ja luotettavuuden parantamiseksi kaapelien suunnittelussa ja valmistuksessa on käytettävä vedenpitäviä rakenteita tai vedeneristystoimenpiteitä sen varmistamiseksi, että kaapelilla on hyvä vedenpitävyys.

Kaapeleiden veden tunkeutumisreitit voidaan yleensä jakaa kahteen tyyppiin: säteittäinen (tai poikittainen) lävistys vaipan läpi ja pitkittäinen (tai aksiaalinen) lävistys johtimen ja kaapelin ytimen läpi. Säteittäiseen (poikittaiseen) vesitiiviyteen käytetään usein kattavaa vesitiiviyttä, kuten pituussuunnassa käärittyä ja sitten polyeteenillä puristettua alumiini-muovi-komposiittinauhaa. Jos tarvitaan täydellinen säteittäinen vesitiiviys, käytetään metallivaipparakennetta. Yleisesti käytetyissä kaapeleissa vesitiiviys keskittyy pääasiassa pitkittäiseen (aksiaaliseen) veden tunkeutumiseen.

Kaapelirakennetta suunniteltaessa vedenpitävyystoimenpiteissä tulee ottaa huomioon johtimen pituussuuntainen (tai aksiaalinen) vedenkestävyys, eristyskerroksen ulkopuolinen vedenkestävyys ja koko rakenteen vedenkestävyys. Yleinen menetelmä vedeneristykseen johtimissa on täyttää vedeneristysmateriaali johtimen sisä- ja pintapuolella. Korkeajännitekaapeleissa, joissa johtimet on jaettu sektoreihin, suositellaan vedeneristysmateriaaliksi keskellä vedeneristyslankaa, kuten kuvassa 1 on esitetty. Vedeneristyslankaa voidaan käyttää myös täysrakenteisissa vedeneristysrakenteissa. Asettamalla vedeneristyslankaa tai siitä kudottuja vedeneristysköysiä kaapelin eri osien välisiin rakoihin voidaan estää veden virtauskanavat kaapelin aksiaalisessa suunnassa, jotta pituussuuntaiset vedenpitävyysvaatimukset täyttyvät. Tyypillisen täysrakenteisen vedeneristyskaapelin kaaviokuva on esitetty kuvassa 2.

Edellä mainituissa kaapelirakenteissa käytetään vettä absorboivia kuitumateriaaleja vedensulkuyksikkönä. Mekanismi perustuu kuitumateriaalin pinnalla olevaan suureen määrään erittäin absorboivaa hartsia. Kohdatessaan veden hartsi laajenee nopeasti jopa 80-kertaiseksi alkuperäiseen tilavuuteensa nähden muodostaen suljetun vedensulkukerroksen kaapelin sydämen kehäleikkaukselle, tukkien veden tunkeutumiskanavat ja estäen veden tai vesihöyryn leviämisen ja leviämisen pituussuunnassa, mikä suojaa tehokkaasti kaapelia.