Током рада оптичких и електричних каблова, најзначајнији фактор који доводи до деградације перформанси је продирање влаге. Ако вода уђе у оптички кабл, може повећати слабљење влакана; ако уђе у електрични кабл, може смањити изолационе перформансе кабла, што утиче на његов рад. Стога се јединице за блокирање воде, као што су материјали који апсорбују воду, пројектују у процес производње оптичких и електричних каблова како би се спречило продирање влаге или воде, осигуравајући безбедност рада.
Главни облици производа од материјала који апсорбују воду укључују прах који апсорбује воду,трака за блокирање воде, пређа која блокира воду, и маст за блокирање воде која бубри, итд. У зависности од места примене, може се користити једна врста материјала за блокирање воде или се могу користити неколико различитих врста истовремено како би се осигурале водоотпорне перформансе каблова.
Са брзом применом 5G технологије, употреба оптичких каблова постаје све распрострањенија, а захтеви за њих постају строжи. Посебно са увођењем еколошких захтева и захтева за заштиту животне средине, потпуно суви оптички каблови су све фаворизованији на тржишту. Значајна карактеристика потпуно сувих оптичких каблова је да не користе маст за блокирање воде типа пуњења или маст за блокирање воде типа бубрења. Уместо тога, трака за блокирање воде и влакна за блокирање воде се користе за блокирање воде дуж целог попречног пресека кабла.
Примена траке за блокирање воде у кабловима и оптичким кабловима је прилично уобичајена и постоји обиље истраживачке литературе о томе. Међутим, релативно је мање истраживања објављено о предиву за блокирање воде, посебно о влакнастим материјалима за блокирање воде са супер апсорбујућим својствима. Због лаког одвајања током производње оптичких и електричних каблова и једноставне обраде, супер апсорбујући влакнасти материјали су тренутно преферирани материјал за блокирање воде у производњи каблова и оптичких каблова, посебно сувих оптичких каблова.
Примена у производњи каблова за напајање
Са континуираним јачањем изградње инфраструктуре у Кини, потражња за кабловима за напајање од стране енергетских пројеката наставља да расте. Каблови се обично постављају директним закопавањем, у кабловским рововима, тунелима или надземним методама. Они су неизбежно у влажним срединама или у директном контакту са водом, па чак могу бити и краткорочно или дугорочно уроњени у воду, што узрокује да вода полако продре у унутрашњост кабла. Под дејством електричног поља, структуре сличне дрвету могу се формирати у изолационом слоју проводника, феномен познат као „водено дрво“. Када „водено дрво“ нарасте до одређене мере, довешће до квара изолације кабла. „Водено дрво“ је сада међународно признато као један од главних узрока старења каблова. Да би се побољшала безбедност и поузданост система напајања, пројектовање и производња каблова морају усвојити структуре за блокирање воде или мере хидроизолације како би се осигурало да кабл има добре перформансе за блокирање воде.
Путеви продора воде у кабловима се генерално могу поделити на два типа: радијални (или попречни) продор кроз плашт и уздужни (или аксијални) продор дуж проводника и језгра кабла. За радијално (попречно) блокирање воде, често се користи свеобухватни плашт за блокирање воде, као што је алуминијумско-пластична композитна трака уздужно обмотана, а затим екструдирана полиетиленом. Ако је потребно потпуно радијално блокирање воде, усваја се метална структура плашта. За уобичајено коришћене каблове, заштита од блокирања воде се углавном фокусира на уздужни (аксијални) продор воде.
Приликом пројектовања кабловске структуре, мере водоотпорности треба да узму у обзир отпорност на воду у уздужном (или аксијалном) правцу проводника, отпорност на воду изван изолационог слоја и отпорност на воду у целој структури. Општа метода за проводнике који блокирају воду је пуњење материјала за блокирање воде унутар и на површини проводника. За високонапонске каблове са проводницима подељеним у секторе, препоручује се употреба водоотпорне пређе као материјала за блокирање воде у центру, као што је приказано на слици 1. Водоотпорна пређа се такође може применити у водоотпорним структурама пуне структуре. Постављањем водоотпорне пређе или водоотпорних ужади исплетених од водоотпорне пређе у празнине између различитих компоненти кабла, канали за проток воде дуж аксијалног правца кабла могу се блокирати како би се осигурало да су испуњени захтеви за уздужну водонепропусност. Шематски дијаграм типичног водоотпорног кабла пуне структуре приказан је на слици 2.
У горе поменутим кабловским структурама, као јединица за блокирање воде користе се влакнасти материјали који апсорбују воду. Механизам се ослања на велику количину супер апсорбујуће смоле присутне на површини влакнастог материјала. Када дође у контакт са водом, смола се брзо шири до ⅛ пута веће запремине од своје првобитне, формирајући затворени слој за блокирање воде на ободу попречног пресека језгра кабла, блокирајући канале за продирање воде и заустављајући даљу дифузију и ширење воде или водене паре дуж уздужног правца, чиме се ефикасно штити кабл.
Примена у оптичким кабловима
Перформансе оптичког преноса, механичке перформансе и еколошке перформансе оптичких каблова су најосновнији захтеви комуникационог система. Једна од мера за обезбеђивање века трајања оптичког кабла је спречавање продирања воде у оптичко влакно током рада, што би изазвало повећане губитке (тј. губитак водоника). Продор воде утиче на врхове апсорпције светлости оптичког влакна у опсегу таласних дужина од 1,3μm до 1,60μm, што доводи до повећаних губитака у оптичким влакнима. Овај опсег таласних дужина покрива већину прозора преноса који се користе у тренутним оптичким комуникационим системима. Стога, дизајн водоотпорне структуре постаје кључни елемент у конструкцији оптичког кабла.
Дизајн структуре за блокирање воде у оптичким кабловима подељен је на радијални дизајн за блокирање воде и уздужни дизајн за блокирање воде. Радијални дизајн за блокирање воде усваја свеобухватни омотач за блокирање воде, тј. структуру са композитном траком од алуминијума и пластике или челика и пластике, уздужно обмотаном, а затим екструдираном полиетиленом. Истовремено, споља на оптичко влакно се додаје лабава цев направљена од полимерних материјала попут ПБТ-а (полибутилен терефталата) или нерђајућег челика. Код уздужног дизајна водоотпорне структуре, разматра се примена више слојева материјала за блокирање воде за сваки део структуре. Материјал за блокирање воде унутар лабаве цеви (или у жлебовима скелетног кабла) мења се из масти за блокирање воде типа пуњења у влакнасти материјал који апсорбује воду за цев. Једна или две нити предива за блокирање воде постављају се паралелно са елементом за ојачање језгра кабла како би се спречило продирање спољашње водене паре уздужно дуж елемента за ојачање. Ако је потребно, влакна за блокирање воде могу се поставити и у размаке између увијених лабавих цеви како би се осигурало да оптички кабл прође строге тестове продора воде. Структура потпуно сувог оптичког кабла често користи слојевити тип наслага, као што је приказано на слици 3.
Време објаве: 28. август 2025.