Tijekom rada optičkih i električnih kabela, najznačajniji faktor koji dovodi do smanjenja performansi je prodiranje vlage. Ako voda uđe u optički kabel, može povećati slabljenje vlakana; ako uđe u električni kabel, može smanjiti izolacijske performanse kabela, utječući na njegov rad. Stoga se jedinice za blokiranje vode, poput materijala koji upijaju vodu, ugrađuju u proces proizvodnje optičkih i električnih kabela kako bi se spriječilo prodiranje vlage ili vode, osiguravajući sigurnost rada.
Glavni oblici proizvoda od materijala koji upijaju vodu uključuju prah koji upija vodu,traka za blokiranje vode, pređa koja blokira vodu, i mast za blokiranje vode koja bubri itd. Ovisno o mjestu primjene, može se koristiti jedna vrsta materijala za blokiranje vode ili se istovremeno može koristiti nekoliko različitih vrsta kako bi se osigurala vodootpornost kabela.
S brzom primjenom 5G tehnologije, upotreba optičkih kabela postaje sve raširenija, a zahtjevi za njih postaju stroži. Posebno s uvođenjem ekoloških i ekoloških zahtjeva, potpuno suhi optički kabeli sve su popularniji na tržištu. Značajna značajka potpuno suhih optičkih kabela je da ne koriste mast za punjenje koja blokira vodu ili mast za bubrenje koja blokira vodu. Umjesto toga, traka za blokiranje vode i vlakna za blokiranje vode koriste se za blokiranje vode po cijelom presjeku kabela.
Primjena trake za blokiranje vode u kabelima i optičkim kabelima prilično je uobičajena i o tome postoji obilna istraživačka literatura. Međutim, relativno je manje istraživanja o pređi za blokiranje vode, posebno o vlaknastim materijalima za blokiranje vode sa super upijajućim svojstvima. Zbog lakog odmotavanja tijekom proizvodnje optičkih i električnih kabela i jednostavne obrade, super upijajući vlaknasti materijali trenutno su preferirani materijal za blokiranje vode u proizvodnji kabela i optičkih kabela, posebno suhih optičkih kabela.
Primjena u proizvodnji energetskih kabela
S kontinuiranim jačanjem izgradnje infrastrukture u Kini, potražnja za energetskim kabelima za potporu energetskim projektima nastavlja rasti. Kabeli se obično postavljaju izravnim ukopavanjem, u kabelske rovove, tunele ili nadzemnim metodama. Neizbježno su u vlažnim okruženjima ili u izravnom kontaktu s vodom, pa čak mogu biti i kratkoročno ili dugoročno uronjeni u vodu, što uzrokuje da voda polako prodire u unutrašnjost kabela. Pod djelovanjem električnog polja, u izolacijskom sloju vodiča mogu se formirati strukture nalik drvetu, fenomen poznat kao vodeno stablo. Kada vodeno stablo naraste do određene mjere, dovest će do propadanja izolacije kabela. Vodeno stablo sada je međunarodno prepoznato kao jedan od glavnih uzroka starenja kabela. Kako bi se poboljšala sigurnost i pouzdanost sustava napajanja, dizajn i proizvodnja kabela moraju usvojiti strukture za blokiranje vode ili mjere hidroizolacije kako bi se osiguralo da kabel ima dobre performanse blokiranja vode.
Putovi prodiranja vode u kabelima općenito se mogu podijeliti na dvije vrste: radijalno (ili poprečno) prodiranje kroz plašt i uzdužno (ili aksijalno) prodiranje duž vodiča i jezgre kabela. Za radijalno (poprečno) blokiranje vode često se koristi sveobuhvatni plašt za blokiranje vode, kao što je aluminijsko-plastična kompozitna traka uzdužno omotana, a zatim ekstrudirana polietilenom. Ako je potrebno potpuno radijalno blokiranje vode, usvaja se metalna struktura plašta. Za uobičajeno korištene kabele, zaštita od blokiranja vode uglavnom se usredotočuje na uzdužno (aksijalno) prodiranje vode.
Prilikom projektiranja kabelske konstrukcije, mjere vodonepropusnosti trebaju uzeti u obzir vodonepropusnost u uzdužnom (ili aksijalnom) smjeru vodiča, vodonepropusnost izvan izolacijskog sloja i vodonepropusnost u cijeloj konstrukciji. Opća metoda za vodiče za blokiranje vode je ispunjavanje vodonepropusnih materijala unutar i na površini vodiča. Za visokonaponske kabele s vodičima podijeljenim u sektore, preporučuje se korištenje vodonepropusne pređe kao vodonepropusnog materijala u središtu, kao što je prikazano na slici 1. Vodonepropusna pređa može se primijeniti i u vodonepropusnim konstrukcijama pune konstrukcije. Postavljanjem vodonepropusne pređe ili vodonepropusnih užadi ispletenih od vodonepropusne pređe u praznine između različitih komponenti kabela, kanali za protok vode duž aksijalnog smjera kabela mogu se blokirati kako bi se osiguralo ispunjavanje zahtjeva za uzdužnu vodonepropusnost. Shematski dijagram tipičnog vodonepropusnog kabela pune konstrukcije prikazan je na slici 2.
U gore spomenutim kabelskim strukturama, kao jedinica za blokiranje vode koriste se vlaknasti materijali koji upijaju vodu. Mehanizam se oslanja na veliku količinu super upijajuće smole prisutne na površini vlaknastog materijala. U susretu s vodom, smola se brzo širi do ⅛ puta većeg od svog izvornog volumena, formirajući zatvoreni sloj za blokiranje vode na obodnom presjeku jezgre kabela, blokirajući kanale za prodiranje vode i zaustavljajući daljnju difuziju i širenje vode ili vodene pare duž uzdužnog smjera, čime se učinkovito štiti kabel.
Primjena u optičkim kabelima
Optičke prijenosne performanse, mehaničke performanse i utjecaj na okoliš optičkih kabela najosnovniji su zahtjevi komunikacijskog sustava. Jedna od mjera za osiguranje vijeka trajanja optičkog kabela je sprječavanje prodiranja vode u optičko vlakno tijekom rada, što bi uzrokovalo povećane gubitke (tj. gubitak vodika). Prodor vode utječe na vrhove apsorpcije svjetlosti optičkog vlakna u rasponu valnih duljina od 1,3 μm do 1,60 μm, što dovodi do povećanih gubitaka u optičkim vlaknima. Ovaj valni pojas pokriva većinu prijenosnih prozora koji se koriste u trenutnim optičkim komunikacijskim sustavima. Stoga, vodootporni dizajn strukture postaje ključni element u konstrukciji optičkog kabela.
Dizajn strukture za blokiranje vode u optičkim kabelima podijeljen je na radijalni dizajn za blokiranje vode i uzdužni dizajn za blokiranje vode. Radijalni dizajn za blokiranje vode usvaja sveobuhvatni plašt za blokiranje vode, tj. strukturu s kompozitnom trakom od aluminija i plastike ili čelika i plastike uzdužno omotanom, a zatim ekstrudiranom polietilenom. Istovremeno, izvan optičkog vlakna dodaje se labava cijev izrađena od polimernih materijala poput PBT-a (polibutilen tereftalata) ili nehrđajućeg čelika. U dizajnu uzdužne vodootporne strukture, razmatra se primjena više slojeva materijala za blokiranje vode za svaki dio strukture. Materijal za blokiranje vode unutar labave cijevi (ili u utorima kabela kostura) mijenja se iz masti za blokiranje vode u materijal od vlakana koji upija vodu za cijev. Jedna ili dvije niti pređe za blokiranje vode postavljaju se paralelno s elementom za ojačanje jezgre kabela kako bi se spriječilo uzdužno prodiranje vanjske vodene pare duž elementa za ojačanje. Ako je potrebno, vlakna za blokiranje vode mogu se postaviti i u praznine između upletenih labavih cijevi kako bi se osiguralo da optički kabel prolazi stroge testove prodiranja vode. Struktura potpuno suhog optičkog kabela često koristi slojevito polaganje, kao što je prikazano na slici 3.
Vrijeme objave: 28. kolovoza 2025.