Tydens die werking van optiese en elektriese kabels is vogpenetrasie die belangrikste faktor wat lei tot prestasievermindering. As water 'n optiese kabel binnedring, kan dit die veselverswakking verhoog; as dit 'n elektriese kabel binnedring, kan dit die kabel se isolasieprestasie verminder, wat die werking daarvan beïnvloed. Daarom word waterblokkerende eenhede, soos waterabsorberende materiale, in die vervaardigingsproses van optiese en elektriese kabels ontwerp om vog- of waterpenetrasie te voorkom en sodoende operasionele veiligheid te verseker.
Die belangrikste produkvorme van waterabsorberende materiale sluit in waterabsorberende poeier,waterblokkerende band, waterblokkerende gare, en swellende waterblokkerende vet, ens. Afhangende van die toedieningsplek, kan een tipe waterblokkerende materiaal gebruik word, of verskeie verskillende tipes kan gelyktydig gebruik word om die waterdigte werkverrigting van die kabels te verseker.
Met die vinnige toepassing van 5G-tegnologie word die gebruik van optiese kabels toenemend wydverspreid, en die vereistes daarvoor word strenger. Veral met die bekendstelling van groen en omgewingsbeskermingsvereistes word volledig droë optiese kabels toenemend deur die mark bevoordeel. 'n Belangrike kenmerk van volledig droë optiese kabels is dat hulle nie vultipe waterblokkerende vet of swellende waterblokkerende vet gebruik nie. In plaas daarvan word waterblokkerende band en waterblokkerende vesels gebruik vir waterblokkering oor die hele dwarssnit van die kabel.
Die toepassing van waterblokkerende band in kabels en optiese kabels is redelik algemeen, en daar is oorvloedige navorsingsliteratuur daaroor. Daar is egter relatief minder navorsing gerapporteer oor waterblokkerende gare, veral oor waterblokkerende veselmateriale met superabsorberende eienskappe. As gevolg van hul maklike aflewering tydens die vervaardiging van optiese en elektriese kabels en eenvoudige verwerking, is superabsorberende veselmateriale tans die voorkeur-waterblokkerende materiaal in die vervaardiging van kabels en optiese kabels, veral droë optiese kabels.
Toepassing in kragkabelvervaardiging
Met die voortdurende versterking van China se infrastruktuurkonstruksie, bly die vraag na kragkabels van ondersteunende kragprojekte toeneem. Kabels word gewoonlik geïnstalleer deur direkte begrawing, in kabelloopgrawe, tonnels of oorhoofse metodes. Hulle is onvermydelik in vogtige omgewings of in direkte kontak met water, en kan selfs korttermyn of langtermyn in water gedompel word, wat veroorsaak dat water stadig in die binnekant van die kabel binnedring. Onder die werking van 'n elektriese veld kan boomagtige strukture in die geleier se isolasielaag vorm, 'n verskynsel wat bekend staan as waterboomvorming. Wanneer waterbome tot 'n sekere mate groei, sal dit lei tot die afbreek van die kabelisolasie. Waterboomvorming word nou internasionaal erken as een van die hoofredes vir kabelveroudering. Om die veiligheid en betroubaarheid van die kragtoevoerstelsel te verbeter, moet kabelontwerp en -vervaardiging waterblokkerende strukture of waterdigtingsmaatreëls aanneem om te verseker dat die kabel goeie waterblokkerende werkverrigting het.
Waterpenetrasiepaaie in kabels kan oor die algemeen in twee tipes verdeel word: radiale (of transversale) penetrasie deur die mantel, en longitudinale (of aksiale) penetrasie langs die geleier en kabelkern. Vir radiale (transversale) waterblokkering word 'n omvattende waterblokkerende mantel, soos 'n aluminium-plastiek-saamgestelde band wat in die lengte toegedraai en dan met poliëtileen geëxtrudeer is, dikwels gebruik. Indien volledige radiale waterblokkering benodig word, word 'n metaalmantelstruktuur aangeneem. Vir algemeen gebruikte kabels fokus waterblokkerende beskerming hoofsaaklik op longitudinale (aksiale) waterpenetrasie.
Wanneer die kabelstruktuur ontwerp word, moet waterdigtheidsmaatreëls rekening hou met waterweerstand in die longitudinale (of aksiale) rigting van die geleier, waterweerstand buite die isolasielaag, en waterweerstand dwarsdeur die hele struktuur. Die algemene metode vir waterblokkerende geleiers is om waterblokkerende materiale binne en op die oppervlak van die geleier te vul. Vir hoëspanningskabels met geleiers wat in sektore verdeel is, word waterblokkerende gare aanbeveel om as die waterblokkerende materiaal in die middel te gebruik, soos getoon in Figuur 1. Waterblokkerende gare kan ook in volstruktuur waterblokkerende strukture toegepas word. Deur waterblokkerende gare of waterblokkerende toue wat van waterblokkerende gare geweef is, in die gapings tussen die verskillende komponente van die kabel te plaas, kan die kanale vir water om langs die aksiale rigting van die kabel te vloei, geblokkeer word om te verseker dat aan die longitudinale waterdigtheidsvereistes voldoen word. Die skematiese diagram van 'n tipiese volstruktuur waterblokkerende kabel word in Figuur 2 getoon.
In die bogenoemde kabelstrukture word waterabsorberende veselmateriale as die waterblokkerende eenheid gebruik. Die meganisme is afhanklik van die groot hoeveelheid superabsorberende hars wat op die oppervlak van die veselmateriaal teenwoordig is. Wanneer dit met water in aanraking kom, sit die hars vinnig uit tot tot maal sy oorspronklike volume, wat 'n geslote waterblokkerende laag op die omtreksdeursnee van die kabelkern vorm, wat die waterpenetrasiekanale blokkeer en die verdere verspreiding en uitbreiding van water of waterdamp langs die lengterigting stop, wat die kabel effektief beskerm.
Toepassing in optiese kabels
Die optiese transmissieprestasie, meganiese prestasie en omgewingsprestasie van optiese kabels is die mees basiese vereistes van 'n kommunikasiestelsel. Een maatreël om die lewensduur van 'n optiese kabel te verseker, is om te verhoed dat water tydens werking in die optiese vesel penetreer, wat verhoogde verlies (d.w.s. waterstofverlies) kan veroorsaak. Die indringing van water beïnvloed die ligabsorpsiepieke van die optiese vesel in die golflengtebereik van 1.3μm tot 1.60μm, wat lei tot verhoogde optiese veselverlies. Hierdie golflengteband dek die meeste van die transmissievensters wat in huidige optiese kommunikasiestelsels gebruik word. Daarom word waterdigte struktuurontwerp 'n sleutelelement in die konstruksie van optiese kabels.
Die waterblokkerende struktuurontwerp in optiese kabels word verdeel in radiale waterblokkerende ontwerp en longitudinale waterblokkerende ontwerp. Die radiale waterblokkerende ontwerp gebruik 'n omvattende waterblokkerende skede, d.w.s. 'n struktuur met aluminium-plastiek of staal-plastiek saamgestelde band wat in die lengte toegedraai en dan met poliëtileen geëxtrudeer word. Terselfdertyd word 'n los buis gemaak van polimeermateriale soos PBT (polibutileentereftalaat) of vlekvrye staal buite die optiese vesel bygevoeg. In die longitudinale waterdigte struktuurontwerp word die toepassing van veelvuldige lae waterblokkerende materiale vir elke deel van die struktuur oorweeg. Die waterblokkerende materiaal binne die los buis (of in die groewe van 'n skelettipe kabel) word verander van vultipe waterblokkerende vet na waterabsorberende veselmateriaal vir die buis. Een of twee stringe waterblokkerende gare word parallel met die kabelkernversterkingselement geplaas om te verhoed dat eksterne waterdamp in die lengte langs die versterkingslid penetreer. Indien nodig, kan waterblokkerende vesels ook in die gapings tussen die los gestrande buise geplaas word om te verseker dat die optiese kabel streng waterpenetrasietoetse slaag. Die struktuur van 'n volledig droë optiese kabel gebruik dikwels 'n gelaagde stringtipe, soos getoon in Figuur 3.
Plasingstyd: 28 Augustus 2025