การวิเคราะห์และการประยุกต์ใช้โครงสร้างกันน้ำแบบรัศมีและความต้านทานน้ำตามแนวยาวของสายเคเบิล

ในระหว่างการติดตั้งและการใช้งานสายเคเบิล หากสายเคเบิลเกิดความเสียหายจากแรงทางกล หรือใช้งานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและมีน้ำ จะทำให้ความชื้นจากภายนอกค่อยๆ ซึมเข้าไปในสายเคเบิล ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ความน่าจะเป็นของการเกิดปรากฏการณ์น้ำกัดกร่อนบนผิวฉนวนของสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์น้ำกัดกร่อนที่เกิดจากปฏิกิริยาไฟฟ้าจะทำให้ฉนวนแตก ลดประสิทธิภาพการเป็นฉนวนโดยรวมของสายเคเบิล และส่งผลต่ออายุการใช้งานของสายเคเบิล ดังนั้น การใช้สายเคเบิลกันน้ำจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การกันน้ำของสายเคเบิลส่วนใหญ่พิจารณาถึงการซึมของน้ำตามทิศทางของตัวนำสายเคเบิลและตามทิศทางรัศมีของสายเคเบิลผ่านปลอกหุ้มสายเคเบิล ดังนั้นจึงสามารถใช้โครงสร้างกันน้ำในแนวรัศมีและโครงสร้างป้องกันน้ำตามแนวยาวของสายเคเบิลได้

1. สายเคเบิลแบบรัศมีกันน้ำ

วัตถุประสงค์หลักของการกันซึมแบบรัศมีคือการป้องกันไม่ให้น้ำจากภายนอกไหลเข้าไปในสายเคเบิลขณะใช้งาน โครงสร้างกันซึมมีตัวเลือกดังต่อไปนี้
1.1 ปลอกหุ้มโพลีเอทิลีนกันน้ำ
สายไฟหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนกันน้ำนั้นเหมาะสำหรับข้อกำหนดทั่วไปในการกันน้ำเท่านั้น สำหรับสายไฟที่แช่น้ำเป็นเวลานาน จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพการกันน้ำของสายไฟหุ้มฉนวนโพลีเอทิลีนกันน้ำให้ดียิ่งขึ้น
1.2 ปลอกโลหะกันน้ำ
โครงสร้างกันน้ำแบบรัศมีของสายเคเบิลแรงดันต่ำที่มีแรงดันไฟฟ้าพิกัด 0.6kV/1kV ขึ้นไป โดยทั่วไปจะทำได้โดยใช้ชั้นป้องกันภายนอกและการห่อหุ้มตามแนวยาวภายในด้วยสายรัดอลูมิเนียม-พลาสติกคอมโพสิตสองด้าน สายเคเบิลแรงดันปานกลางที่มีแรงดันไฟฟ้าพิกัด 3.6kV/6kV ขึ้นไป จะกันน้ำแบบรัศมีโดยอาศัยการทำงานร่วมกันของสายรัดอลูมิเนียม-พลาสติกคอมโพสิตและท่อต้านทานกึ่งตัวนำ สายเคเบิลแรงดันสูงที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า สามารถกันน้ำได้ด้วยปลอกโลหะ เช่น ปลอกตะกั่วหรือปลอกอลูมิเนียมลูกฟูก
การหุ้มฉนวนกันน้ำแบบครบวงจรส่วนใหญ่ใช้ได้กับร่องสายเคเบิล การฝังสายเคเบิลลงใต้ดินโดยตรง และสถานที่อื่นๆ

2. สายเคเบิลกันน้ำในแนวตั้ง

ความต้านทานต่อน้ำตามแนวยาวสามารถนำมาพิจารณาเพื่อให้ตัวนำและฉนวนของสายเคเบิลมีคุณสมบัติในการต้านทานน้ำได้ เมื่อชั้นป้องกันภายนอกของสายเคเบิลเสียหายเนื่องจากแรงภายนอก ความชื้นหรือไอน้ำโดยรอบจะซึมผ่านในแนวตั้งไปตามทิศทางของตัวนำและฉนวนของสายเคเบิล เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากความชื้นต่อสายเคเบิล เราสามารถใช้วิธีการต่อไปนี้ในการป้องกันสายเคเบิลได้
(1)เทปกันน้ำ
มีการเพิ่มโซนขยายตัวกันน้ำระหว่างแกนสายไฟหุ้มฉนวนและแถบวัสดุผสมอะลูมิเนียม-พลาสติก เทปกันน้ำจะถูกพันรอบแกนสายไฟหุ้มฉนวนหรือแกนสายเคเบิล โดยมีอัตราการพันและการหุ้มอยู่ที่ 25% เทปกันน้ำจะขยายตัวเมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งจะเพิ่มความแน่นหนาขึ้นระหว่างเทปกันน้ำและปลอกสายเคเบิล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการกันน้ำ
(2)เทปกันน้ำกึ่งตัวนำ
เทปกันน้ำกึ่งตัวนำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสายเคเบิลแรงดันปานกลาง โดยการพันเทปกันน้ำกึ่งตัวนำรอบชั้นฉนวนโลหะ เพื่อให้ได้คุณสมบัติในการต้านทานน้ำตามแนวยาวของสายเคเบิล แม้ว่าประสิทธิภาพในการต้านทานน้ำของสายเคเบิลจะดีขึ้น แต่เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้นหลังจากพันสายเคเบิลรอบเทปกันน้ำแล้ว
(3) การอุดกั้นน้ำ
วัสดุอุดกันน้ำโดยทั่วไปคือเส้นด้ายกันน้ำ(เชือก) และผงกันน้ำ ผงกันน้ำส่วนใหญ่ใช้เพื่อป้องกันน้ำซึมระหว่างแกนตัวนำที่บิดเกลียว เมื่อผงกันน้ำติดกับเส้นใยตัวนำได้ยาก สามารถใช้กาวกันน้ำชนิดบวกทาด้านนอกเส้นใยตัวนำ แล้วพันผงกันน้ำไว้ด้านนอกตัวนำได้ เส้นใยกันน้ำ (เชือก) มักใช้เพื่ออุดช่องว่างระหว่างสายเคเบิลสามแกนแรงดันปานกลาง

3. โครงสร้างทั่วไปของสายเคเบิลกันน้ำ

โครงสร้างกันน้ำของสายเคเบิลนั้นมีหลายแบบ ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการใช้งานและความต้องการที่แตกต่างกัน ได้แก่ โครงสร้างกันน้ำแบบรัศมี โครงสร้างกันน้ำแบบตามยาว (รวมถึงแบบรัศมี) และโครงสร้างกันน้ำแบบรอบด้าน โดยจะยกตัวอย่างโครงสร้างกันน้ำของสายเคเบิลแรงดันปานกลางแบบสามแกนเป็นตัวอย่าง
3.1 โครงสร้างกันน้ำแบบรัศมีของสายเคเบิลแรงดันปานกลางสามแกน
โดยทั่วไปแล้ว การกันน้ำแบบรัศมีของสายเคเบิลแรงดันปานกลางสามแกน จะใช้เทปกันน้ำกึ่งตัวนำและเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้าน เพื่อให้สามารถกันน้ำได้ โครงสร้างทั่วไปคือ: ตัวนำ, ชั้นป้องกันตัวนำ, ฉนวน, ชั้นป้องกันฉนวน, ชั้นป้องกันโลหะ (เทปทองแดงหรือลวดทองแดง), วัสดุอุดทั่วไป, เทปกันน้ำกึ่งตัวนำ, เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้านห่อหุ้มตามแนวยาว, ปลอกหุ้มด้านนอก
3.2 โครงสร้างต้านทานน้ำตามแนวยาวของสายเคเบิลแรงดันปานกลางแบบสามแกน
สายเคเบิลแรงดันปานกลางแบบสามแกนยังใช้เทปกันน้ำกึ่งตัวนำและเทปอะลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้านเพื่อให้มีคุณสมบัติกันน้ำ นอกจากนี้ยังใช้เชือกกันน้ำเพื่ออุดช่องว่างระหว่างสายเคเบิลสามแกน โครงสร้างทั่วไปคือ: ตัวนำ, ชั้นป้องกันตัวนำ, ฉนวน, ชั้นป้องกันฉนวน, เทปกันน้ำกึ่งตัวนำ, ชั้นป้องกันโลหะ (เทปทองแดงหรือลวดทองแดง), เชือกกันน้ำ, เทปกันน้ำกึ่งตัวนำ, ปลอกหุ้มภายนอก
3.3 สายเคเบิลแรงดันปานกลางแบบสามแกน โครงสร้างกันน้ำรอบด้าน
โครงสร้างป้องกันน้ำรอบด้านของสายเคเบิลนี้ จำเป็นต้องให้ตัวนำมีคุณสมบัติป้องกันน้ำด้วย และเมื่อรวมกับข้อกำหนดในการป้องกันน้ำในแนวรัศมีและแนวยาว จะทำให้สามารถป้องกันน้ำได้รอบด้าน โครงสร้างทั่วไปประกอบด้วย: ตัวนำป้องกันน้ำ, ชั้นป้องกันตัวนำ, ฉนวน, ชั้นป้องกันฉนวน, เทปป้องกันน้ำกึ่งตัวนำ, ชั้นป้องกันโลหะ (เทปทองแดงหรือลวดทองแดง), เชือกป้องกันน้ำ, เทปป้องกันน้ำกึ่งตัวนำ, เทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกสองด้านสำหรับห่อหุ้มตามแนวยาว, และปลอกหุ้มด้านนอก

สายเคเบิลกันน้ำแบบสามแกนสามารถปรับปรุงให้เป็นโครงสร้างสายเคเบิลกันน้ำแบบแกนเดี่ยวสามแกน (คล้ายกับโครงสร้างสายเคเบิลฉนวนแบบสามแกนสำหรับงานติดตั้งบนเสา) กล่าวคือ แต่ละแกนของสายเคเบิลจะถูกผลิตขึ้นก่อนตามโครงสร้างสายเคเบิลกันน้ำแบบแกนเดี่ยว จากนั้นจึงนำสายเคเบิลแยกสามเส้นมาบิดรวมกันเพื่อแทนที่สายเคเบิลกันน้ำแบบสามแกน ด้วยวิธีนี้ ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อน้ำของสายเคเบิลเท่านั้น แต่ยังช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตสายเคเบิลและการติดตั้งและการวางสายเคเบิลในภายหลังอีกด้วย

4. ข้อควรระวังในการผลิตหัวต่อสายเคเบิลกันน้ำ

(1) เลือกวัสดุข้อต่อที่เหมาะสมตามข้อกำหนดและรุ่นของสายเคเบิลเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของข้อต่อสายเคเบิล
(2) อย่าเลือกวันที่ฝนตกเมื่อทำการต่อสายเคเบิลเพื่อป้องกันน้ำรั่วซึม เนื่องจากน้ำที่รั่วเข้าไปในสายเคเบิลจะส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่ออายุการใช้งานของสายเคเบิล และในกรณีร้ายแรงอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรได้
(3) ก่อนทำการต่อสายเคเบิลกันน้ำ ให้อ่านคำแนะนำการใช้งานผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตอย่างละเอียด
(4) เมื่อกดท่อทองแดงที่ข้อต่อ ไม่ควรกดแรงเกินไป เพียงแค่กดให้เข้าที่ก็พอแล้ว ปลายท่อทองแดงหลังจากบีบแล้วควรขัดให้เรียบไม่มีเสี้ยน
(5) เมื่อใช้ไฟเป่าเพื่อทำข้อต่อหดความร้อนของสายเคเบิล ให้สังเกตว่าไฟเป่าเคลื่อนที่ไปมา ไม่ใช่เป่าไปในทิศทางเดียวอย่างต่อเนื่อง
(6) ขนาดของข้อต่อสายเคเบิลหดตัวเย็นต้องดำเนินการตามคำแนะนำในแบบอย่างเคร่งครัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อดึงส่วนรองรับในท่อที่สงวนไว้ จะต้องระมัดระวัง
(7) หากจำเป็น สามารถใช้สารซีลที่ข้อต่อสายเคเบิลเพื่อปิดผนึกและปรับปรุงความสามารถในการกันน้ำของสายเคเบิลให้ดียิ่งขึ้น