ภาพรวมของวัสดุและโครงสร้างสายเคเบิลกันน้ำ

วัสดุสายเคเบิลกันน้ำ

วัสดุป้องกันน้ำโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ได้แก่ การป้องกันน้ำแบบแอคทีฟและการป้องกันน้ำแบบพาสซีฟ การป้องกันน้ำแบบแอคทีฟใช้คุณสมบัติการดูดซับน้ำและการขยายตัวของวัสดุ เมื่อปลอกหุ้มหรือข้อต่อเสียหาย วัสดุเหล่านี้จะขยายตัวเมื่อสัมผัสกับน้ำ ทำให้จำกัดการซึมผ่านของน้ำเข้าไปในสายเคเบิล วัสดุดังกล่าวได้แก่...เจลดูดซับน้ำและขยายตัวเทปกันน้ำ, ผงกันน้ำเส้นด้ายกันน้ำและสายกันน้ำแบบพาสซีฟ ในทางกลับกัน การกันน้ำแบบพาสซีฟจะใช้วัสดุที่ไม่ดูดซับน้ำเพื่อป้องกันน้ำจากภายนอกสายเคเบิลเมื่อปลอกหุ้มเสียหาย ตัวอย่างของวัสดุกันน้ำแบบพาสซีฟ ได้แก่ กาวที่มีส่วนผสมของปิโตรเลียม กาวร้อน และกาวที่ขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน

I. วัสดุป้องกันน้ำแบบพาสซีฟ

การเติมวัสดุป้องกันน้ำแบบพาสซีฟ เช่น ปิโตรเลียมเพสต์ ลงในสายเคเบิลเป็นวิธีการหลักในการป้องกันน้ำในสายเคเบิลไฟฟ้ารุ่นแรกๆ วิธีนี้ป้องกันน้ำเข้าสู่สายเคเบิลได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่มีข้อเสียดังต่อไปนี้:

1. มันทำให้สายเคเบิลมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมาก

2. ทำให้ประสิทธิภาพการนำไฟฟ้าของสายเคเบิลลดลง

3. คราบน้ำมันปิโตรเลียมทำให้ข้อต่อสายเคเบิลสกปรกมาก ทำให้ทำความสะอาดได้ยาก

4. กระบวนการเติมให้เต็มนั้นควบคุมได้ยาก และการเติมไม่เต็มอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกันน้ำลดลง

II. วัสดุป้องกันน้ำซึมแบบแอคทีฟ

ปัจจุบัน วัสดุป้องกันน้ำซึมที่ใช้ในสายเคเบิลส่วนใหญ่ ได้แก่ เทปป้องกันน้ำ ผงป้องกันน้ำ เชือกป้องกันน้ำ และเส้นใยป้องกันน้ำ เมื่อเทียบกับสารป้องกันน้ำแบบน้ำมัน วัสดุป้องกันน้ำซึมมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ดูดซับน้ำได้สูงและมีอัตราการบวมตัวสูง สามารถดูดซับน้ำได้อย่างรวดเร็วและบวมตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างสารคล้ายเจลที่ป้องกันการซึมของน้ำ จึงมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยของฉนวนสายเคเบิล นอกจากนี้ วัสดุป้องกันน้ำซึมยังมีน้ำหนักเบา สะอาด และติดตั้งและเชื่อมต่อได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน:

1.ผงกันน้ำเกาะติดผิวได้ยากและไม่สม่ำเสมอ

2. เทปหรือเส้นใยกันน้ำอาจทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การระบายความร้อนลดลง ทำให้สายเคเบิลเสื่อมสภาพเร็วขึ้น และจำกัดความสามารถในการส่งกำลังของสายเคเบิล

3. วัสดุที่มีคุณสมบัติในการกันน้ำอย่างมีประสิทธิภาพมักมีราคาสูงกว่า

การวิเคราะห์การป้องกันน้ำซึม: ปัจจุบัน วิธีหลักในประเทศจีนในการป้องกันน้ำซึมเข้าสู่ชั้นฉนวนของสายเคเบิลคือการเพิ่มชั้นกันน้ำ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สามารถป้องกันน้ำซึมเข้าสู่สายเคเบิลได้อย่างครอบคลุม เราต้องพิจารณาไม่เพียงแต่การซึมผ่านของน้ำในแนวรัศมีเท่านั้น แต่ยังต้องป้องกันการแพร่กระจายของน้ำในแนวยาวอย่างมีประสิทธิภาพเมื่อน้ำซึมเข้าไปในสายเคเบิลแล้วด้วย

ชั้นฉนวนกันน้ำโพลีเอทิลีน (ปลอกหุ้มด้านใน): การขึ้นรูปชั้นกันน้ำโพลีเอทิลีนด้วยการอัดรีด ร่วมกับชั้นรองรับความชื้น (เช่น เทปกันน้ำ) สามารถตอบสนองความต้องการในการกันน้ำตามแนวยาวและการป้องกันความชื้นในสายเคเบิลที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นปานกลาง ชั้นกันน้ำโพลีเอทิลีนผลิตได้ง่ายและไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม

ชั้นฉนวนกันน้ำที่ยึดติดด้วยเทปอลูมิเนียมเคลือบพลาสติกและโพลีเอทิลีน: หากติดตั้งสายเคเบิลในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำหรือชื้นมาก ความสามารถในการป้องกันน้ำในแนวรัศมีของชั้นฉนวนโพลีเอทิลีนอาจไม่เพียงพอ สำหรับสายเคเบิลที่ต้องการประสิทธิภาพการป้องกันน้ำในแนวรัศมีที่สูงขึ้น ปัจจุบันจึงนิยมพันเทปคอมโพสิตอลูมิเนียม-พลาสติกรอบแกนสายเคเบิล ซีลนี้กันน้ำได้มากกว่าโพลีเอทิลีนบริสุทธิ์หลายร้อยหรือหลายพันเท่า ตราบใดที่รอยต่อของเทปคอมโพสิตยึดติดและปิดผนึกอย่างสมบูรณ์ การซึมผ่านของน้ำแทบจะเป็นไปไม่ได้ เทปคอมโพสิตอลูมิเนียม-พลาสติกต้องใช้กระบวนการพันและยึดติดในแนวยาว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการลงทุนเพิ่มเติมและการดัดแปลงอุปกรณ์

ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรม การป้องกันน้ำซึมตามแนวยาวมีความซับซ้อนกว่าการป้องกันน้ำซึมตามแนวรัศมี มีการใช้วิธีการต่างๆ เช่น การเปลี่ยนโครงสร้างตัวนำให้เป็นแบบอัดแน่น แต่ผลที่ได้มีน้อยมาก เนื่องจากยังมีช่องว่างในตัวนำที่อัดแน่นอยู่ ทำให้มีน้ำซึมผ่านได้ด้วยแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอย เพื่อให้เกิดการป้องกันน้ำซึมตามแนวยาวอย่างแท้จริง จำเป็นต้องเติมวัสดุป้องกันน้ำลงในช่องว่างของตัวนำแบบตีเกลียว มาตรการและโครงสร้างสองระดับต่อไปนี้สามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันน้ำซึมตามแนวยาวในสายเคเบิลได้:

1. การใช้ตัวนำกันน้ำ เพิ่มเชือกกันน้ำ ผงกันน้ำ เส้นด้ายกันน้ำ หรือพันเทปกันน้ำรอบตัวนำที่อัดแน่นแล้ว

2. การใช้แกนกันน้ำ ในกระบวนการผลิตสายเคเบิล ให้เติมแกนด้วยเส้นใยกันน้ำ เชือก หรือพันแกนด้วยเทปกันน้ำที่เป็นกึ่งตัวนำหรือฉนวน

ปัจจุบัน ความท้าทายสำคัญในการป้องกันการซึมของน้ำในแนวยาวอยู่ที่ตัวนำไฟฟ้าที่สามารถป้องกันการซึมของน้ำได้ กล่าวคือ วิธีการเติมสารป้องกันการซึมของน้ำระหว่างตัวนำ และควรใช้สารป้องกันการซึมของน้ำชนิดใด ซึ่งยังคงเป็นหัวข้อของการวิจัยอยู่

Ⅲ. บทสรุป

เทคโนโลยีการป้องกันน้ำซึมแบบรัศมีส่วนใหญ่ใช้ชั้นฉนวนป้องกันน้ำห่อหุ้มรอบชั้นฉนวนของตัวนำ โดยมีชั้นรองรับความชื้นเพิ่มอยู่ด้านนอก สำหรับสายเคเบิลแรงดันปานกลาง มักใช้เทปคอมโพสิตอะลูมิเนียม-พลาสติก ในขณะที่สายเคเบิลแรงดันสูงมักใช้ปลอกหุ้มโลหะที่ทำจากตะกั่ว อะลูมิเนียม หรือสแตนเลส

เทคโนโลยีการป้องกันน้ำซึมตามแนวยาวมุ่งเน้นไปที่การเติมช่องว่างระหว่างเส้นใยนำไฟฟ้าด้วยวัสดุป้องกันน้ำเพื่อป้องกันการแพร่กระจายของน้ำไปตามแกนกลาง จากการพัฒนาทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน การเติมด้วยผงป้องกันน้ำค่อนข้างมีประสิทธิภาพสำหรับการป้องกันน้ำซึมตามแนวยาว

การผลิตสายเคเบิลกันน้ำย่อมส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อนและการนำไฟฟ้าของสายเคเบิล ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกหรือออกแบบโครงสร้างสายเคเบิลป้องกันน้ำที่เหมาะสมตามข้อกำหนดทางวิศวกรรม