În timpul funcționării cablurilor optice și electrice, cel mai semnificativ factor care duce la degradarea performanței este penetrarea umezelii. Dacă apa pătrunde într-un cablu optic, aceasta poate crește atenuarea fibrei; dacă pătrunde într-un cablu electric, poate reduce performanța izolației cablului, afectându-i funcționarea. Prin urmare, în procesul de fabricație a cablurilor optice și electrice sunt integrate unități de blocare a apei, cum ar fi materialele absorbante de apă, pentru a preveni pătrunderea umezelii sau a apei, asigurând siguranța în funcționare.
Principalele forme de produs ale materialelor absorbante de apă includ pulberea absorbantă de apă,bandă de blocare a apei, fire care blochează apași unsoare hidroizolatoare de tip umflant etc. În funcție de locul de aplicare, se poate utiliza un tip de material hidroizolator sau se pot utiliza simultan mai multe tipuri diferite pentru a asigura performanța de impermeabilitate a cablurilor.
Odată cu aplicarea rapidă a tehnologiei 5G, utilizarea cablurilor optice devine din ce în ce mai răspândită, iar cerințele pentru acestea devin tot mai stricte. În special odată cu introducerea cerințelor ecologice și de protecție a mediului, cablurile optice complet uscate sunt din ce în ce mai preferate de piață. O caracteristică semnificativă a cablurilor optice complet uscate este că nu utilizează vaselină de tip umplere care blochează apa sau vaselină de tip umflare care blochează apa. În schimb, se utilizează bandă și fibre de blocare a apei pentru blocarea apei pe întreaga secțiune transversală a cablului.
Aplicarea benzii hidroizolatoare în cabluri și cabluri optice este destul de comună, existând o abundentă literatură de cercetare pe această temă. Cu toate acestea, există relativ mai puține cercetări raportate asupra firelor hidroizolatoare, în special asupra materialelor din fibre hidroizolatoare cu proprietăți super-absorbante. Datorită desfacerii ușoare în timpul fabricării cablurilor optice și electrice și a procesării simple, materialele din fibre super-absorbante sunt în prezent materialul hidroizolator preferat în fabricarea cablurilor și cablurilor optice, în special a cablurilor optice uscate.
Aplicație în fabricarea cablurilor de alimentare
Odată cu consolidarea continuă a construcției de infrastructură în China, cererea de cabluri electrice pentru susținerea proiectelor energetice continuă să crească. Cablurile sunt de obicei instalate prin îngropare directă, în șanțuri pentru cabluri, tuneluri sau prin metode suspendate. Acestea se află inevitabil în medii umede sau în contact direct cu apa și pot fi chiar imersate în apă pe termen scurt sau lung, determinând pătrunderea lentă a apei în interiorul cablului. Sub acțiunea unui câmp electric, în stratul de izolație al conductorului se pot forma structuri asemănătoare arborilor, fenomen cunoscut sub numele de arboricultură acvatică. Atunci când arborii acvatici cresc într-o anumită măsură, aceștia vor duce la deteriorarea izolației cablului. Arboricultură acvatică este acum recunoscută la nivel internațional ca una dintre principalele cauze ale îmbătrânirii cablurilor. Pentru a îmbunătăți siguranța și fiabilitatea sistemului de alimentare cu energie electrică, proiectarea și fabricarea cablurilor trebuie să adopte structuri de blocare a apei sau măsuri de impermeabilizare pentru a asigura performanțe bune de blocare a apei de către cablu.
Căile de penetrare a apei în cabluri pot fi în general împărțite în două tipuri: penetrare radială (sau transversală) prin teacă și penetrare longitudinală (sau axială) de-a lungul conductorului și miezului cablului. Pentru blocarea radială (transversală) a apei, se utilizează adesea o teacă completă de blocare a apei, cum ar fi o bandă compozită aluminiu-plastic înfășurată longitudinal și apoi extrudată cu polietilenă. Dacă este necesară o blocare radială completă a apei, se adoptă o structură metalică de teacă. Pentru cablurile utilizate în mod obișnuit, protecția împotriva blocării apei se concentrează în principal pe penetrarea longitudinală (axială) a apei.
La proiectarea structurii cablului, măsurile de impermeabilitate trebuie să ia în considerare rezistența la apă pe direcția longitudinală (sau axială) a conductorului, rezistența la apă în afara stratului de izolație și rezistența la apă în întreaga structură. Metoda generală pentru conductorii de blocare a apei este de a umple materiale de blocare a apei în interiorul și pe suprafața conductorului. Pentru cablurile de înaltă tensiune cu conductori împărțiți în sectoare, se recomandă utilizarea firului de blocare a apei ca material de blocare a apei în centru, așa cum se arată în Figura 1. Firul de blocare a apei poate fi aplicat și în structuri de blocare a apei cu structură completă. Prin plasarea firului de blocare a apei sau a frânghiilor de blocare a apei țesute din fire de blocare a apei în golurile dintre diferitele componente ale cablului, canalele pentru curgerea apei de-a lungul direcției axiale a cablului pot fi blocate pentru a asigura îndeplinirea cerințelor de etanșeitate longitudinală. Diagrama schematică a unui cablu tipic de blocare a apei cu structură completă este prezentată în Figura 2.
În structurile de cabluri menționate mai sus, se utilizează materiale fibroase absorbante de apă ca unitate de blocare a apei. Mecanismul se bazează pe cantitatea mare de rășină superabsorbantă prezentă pe suprafața materialului fibros. În contact cu apa, rășina se extinde rapid până la depășirea volumului inițial, formând un strat închis de blocare a apei pe secțiunea transversală circumferențială a miezului cablului, blocând canalele de penetrare a apei și oprind difuzia și extinderea ulterioară a apei sau a vaporilor de apă de-a lungul direcției longitudinale, protejând astfel eficient cablul.
Aplicație în cabluri optice
Performanța de transmisie optică, performanța mecanică și performanța de mediu a cablurilor optice sunt cele mai elementare cerințe ale unui sistem de comunicații. O măsură pentru a asigura durata de viață a unui cablu optic este de a preveni pătrunderea apei în fibra optică în timpul funcționării, ceea ce ar cauza pierderi crescute (de exemplu, pierderi de hidrogen). Intruziunea apei afectează vârfurile de absorbție a luminii ale fibrei optice în intervalul de lungimi de undă de la 1,3 μm la 1,60 μm, ducând la creșterea pierderilor din fibra optică. Această bandă de lungimi de undă acoperă majoritatea ferestrelor de transmisie utilizate în sistemele actuale de comunicații optice. Prin urmare, proiectarea structurii impermeabile devine un element cheie în construcția cablurilor optice.
Designul structurii de blocare a apei în cablurile optice este împărțit în design radial de blocare a apei și design longitudinal de blocare a apei. Designul radial de blocare a apei adoptă o teacă completă de blocare a apei, adică o structură cu bandă compozită aluminiu-plastic sau oțel-plastic înfășurată longitudinal și apoi extrudată cu polietilenă. Simultan, în afara fibrei optice se adaugă un tub liber din materiale polimerice precum PBT (polibutilen tereftalat) sau oțel inoxidabil. În designul structurii longitudinale de blocare a apei, se ia în considerare aplicarea mai multor straturi de materiale de blocare a apei pentru fiecare parte a structurii. Materialul de blocare a apei din interiorul tubului liber (sau din canelurile unui cablu de tip schelet) este înlocuit de la unsoare de blocare a apei de tip umplutură la material fibros absorbant de apă pentru tub. Unul sau două fire de fir de blocare a apei sunt plasate paralel cu elementul de întărire al miezului cablului pentru a preveni pătrunderea longitudinală a vaporilor de apă externi de-a lungul elementului de întărire. Dacă este necesar, fibrele de blocare a apei pot fi, de asemenea, plasate în golurile dintre tuburile libere torsadate pentru a se asigura că cablul optic trece teste stricte de penetrare a apei. Structura unui cablu optic complet uscat utilizează adesea un tip de torsiune stratificată, așa cum se arată în Figura 3.
Data publicării: 28 august 2025