Materiales de cables que bloquean el agua
Los materiales de bloqueo de agua generalmente se dividen en dos categorías: bloqueo activo de agua y bloqueo pasivo de agua. El bloqueo activo de agua aprovecha las propiedades de absorción de agua y expansión de los materiales activos. Cuando la funda o la unión se dañan, estos materiales se expanden al entrar en contacto con el agua, lo que limita su penetración en el cable. Estos materiales incluyengel expansivo que absorbe aguacinta bloqueadora de agua, polvo bloqueador de agua,hilo que bloquea el aguay cable con bloqueo de agua. El bloqueo pasivo de agua, por otro lado, utiliza materiales hidrofóbicos para bloquear el agua fuera del cable cuando la funda está dañada. Ejemplos de materiales de bloqueo pasivo de agua son la pasta a base de petróleo, el adhesivo termofusible y la pasta termoexpandible.
I. Materiales pasivos de bloqueo de agua
El relleno de cables con materiales pasivos de bloqueo de agua, como la pasta de petróleo, fue el principal método de bloqueo de agua en los primeros cables eléctricos. Este método impide eficazmente la entrada de agua en el cable, pero presenta las siguientes desventajas:
1. Aumenta significativamente el peso del cable;
2. Provoca una reducción en el rendimiento conductor del cable;
3.La pasta de petróleo contamina gravemente las uniones de los cables, lo que dificulta su limpieza;
4. El proceso de llenado completo es difícil de controlar y un llenado incompleto puede resultar en un rendimiento deficiente de bloqueo de agua.
II. Materiales de bloqueo activo del agua
Actualmente, los materiales impermeabilizantes activos utilizados en cables son principalmente cintas, polvos, cordones e hilos impermeabilizantes. En comparación con la pasta de petróleo, los materiales impermeabilizantes activos presentan las siguientes características: alta absorción de agua y alta tasa de hinchamiento. Absorben agua rápidamente y se hinchan rápidamente para formar una sustancia gelatinosa que bloquea la infiltración de agua, garantizando así la seguridad del aislamiento del cable. Además, son ligeros, limpios y fáciles de instalar y unir. Sin embargo, también presentan algunas desventajas:
1. El polvo bloqueador de agua es difícil de aplicar de manera uniforme;
2. La cinta o el hilo bloqueador de agua pueden aumentar el diámetro exterior, lo que perjudica la disipación del calor, acelera el envejecimiento térmico del cable y limita la capacidad de transmisión del cable;
3. Los materiales de bloqueo activo del agua generalmente son más caros.
Análisis de bloqueo de agua: Actualmente, el principal método en China para evitar que el agua penetre en la capa aislante de los cables es aumentar la impermeabilidad. Sin embargo, para lograr un bloqueo de agua completo en los cables, no solo debemos considerar la penetración radial, sino también prevenir eficazmente su difusión longitudinal una vez que entra en el cable.
Capa de aislamiento impermeable de polietileno (cubierta interior): La extrusión de una capa de polietileno impermeabilizante, en combinación con una capa amortiguadora que absorbe la humedad (como una cinta impermeabilizante), permite cumplir con los requisitos de impermeabilización longitudinal y protección contra la humedad en cables instalados en entornos moderadamente húmedos. La capa impermeabilizante de polietileno es fácil de fabricar y no requiere equipo adicional.
Cinta de aluminio recubierta de plástico con capa de aislamiento impermeable y unión de polietileno: Si los cables se instalan en entornos con agua o extremadamente húmedos, la capacidad de bloqueo radial del agua de las capas de aislamiento de polietileno puede ser insuficiente. Para cables que requieren un mayor rendimiento de bloqueo radial del agua, ahora es común envolver el núcleo del cable con una capa de cinta compuesta de aluminio y plástico. Este sellado es cientos o incluso miles de veces más resistente al agua que el polietileno puro. Siempre que la costura de la cinta compuesta esté completamente adherida y sellada, la penetración de agua es prácticamente imposible. La cinta compuesta de aluminio y plástico requiere un proceso de envoltura y unión longitudinal, lo que implica una inversión adicional y modificaciones del equipo.
En la práctica de la ingeniería, lograr el bloqueo longitudinal del agua es más complejo que el bloqueo radial. Se han utilizado diversos métodos, como modificar la estructura del conductor a un diseño de compresión apretada, pero los efectos han sido mínimos, ya que aún existen huecos en el conductor prensado que permiten la difusión del agua por capilaridad. Para lograr un verdadero bloqueo longitudinal del agua, es necesario rellenar los huecos en el conductor trenzado con materiales bloqueadores. Se pueden utilizar los siguientes dos niveles de medidas y estructuras para lograr el bloqueo longitudinal del agua en cables:
1. Uso de conductores impermeabilizantes. Añada cordón impermeabilizante, polvo impermeabilizante, hilo impermeabilizante o envuelva el conductor bien apretado con cinta impermeabilizante.
2. Uso de núcleos impermeabilizantes. Durante la fabricación del cable, rellene el núcleo con hilo o cordón impermeabilizante, o envuélvalo con cinta aislante o semiconductora impermeabilizante.
En la actualidad, el desafío clave en el bloqueo longitudinal del agua radica en los conductores que los bloquean: cómo llenar con sustancias bloqueadoras de agua entre los conductores y qué sustancias bloqueadoras de agua utilizar sigue siendo un foco de investigación.
3. Conclusión
La tecnología radial de bloqueo de agua utiliza principalmente capas de aislamiento que bloquean el agua y que envuelven la capa aislante del conductor, con una capa exterior que absorbe la humedad. Para cables de media tensión, se suele utilizar cinta compuesta de aluminio y plástico, mientras que para cables de alta tensión se suelen utilizar cubiertas de sellado metálicas de plomo, aluminio o acero inoxidable.
La tecnología de bloqueo longitudinal de agua se centra principalmente en rellenar los huecos entre los hilos conductores con materiales que bloquean el agua para impedir su difusión a lo largo del núcleo. Según los avances tecnológicos actuales, el relleno con polvo bloqueador de agua es relativamente eficaz para el bloqueo longitudinal de agua.
La obtención de cables impermeables afectará inevitablemente la disipación de calor y el rendimiento conductor del cable, por lo que es esencial seleccionar o diseñar la estructura de cable con bloqueo de agua adecuada en función de los requisitos de ingeniería.
Hora de publicación: 14 de febrero de 2025