Materiales de cable impermeables
Los materiales de bloqueo de agua generalmente se pueden dividir en dos categorías: bloqueo de agua activo y bloqueo de agua pasivo. El bloqueo de agua activo utiliza las propiedades de absorción de agua e hinchazón de los materiales activos. Cuando la cubierta o la junta se dañan, estos materiales se expanden al entrar en contacto con el agua, limitando su penetración dentro del cable. Dichos materiales incluyen:gel expansivo absorbente de agua, cinta bloqueadora de agua, polvo bloqueador de agua,hilo impermeabley cordón impermeable. Por otro lado, el bloqueo pasivo del agua utiliza materiales hidrofóbicos para impedir la entrada de agua al exterior del cable cuando la cubierta está dañada. Algunos ejemplos de materiales de bloqueo pasivo del agua son la pasta rellena de petróleo, el adhesivo termofusible y la pasta termoexpandible.
I. Materiales pasivos de bloqueo de agua
El relleno de materiales pasivos impermeables, como la pasta de petróleo, en los cables era el método principal para impedir la entrada de agua en los primeros cables de alta tensión. Este método evita eficazmente que el agua penetre en el cable, pero presenta los siguientes inconvenientes:
1. Aumenta significativamente el peso del cable;
2. Provoca una reducción en el rendimiento conductivo del cable;
3. La pasta de petróleo contamina gravemente las uniones de los cables, lo que dificulta la 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 activos que bloquean el agua
Actualmente, los materiales de bloqueo de agua activos utilizados en cables son principalmente cinta, polvo, cordón e hilo bloqueantes. En comparación con la pasta de petróleo, estos materiales presentan las siguientes características: alta absorción de agua y alta tasa de hinchamiento. Absorben agua rápidamente y se hinchan con rapidez 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 impermeabilizante es difícil de aplicar de manera uniforme;
2. La cinta o el hilo que bloquean el agua pueden aumentar el diámetro exterior, lo que perjudica la disipación del calor, acelera el envejecimiento térmico del cable y limita su capacidad de transmisión;
3. Los materiales que bloquean el agua de forma activa suelen ser más caros.
Análisis de la protección contra el agua: Actualmente, el método principal en China para evitar que el agua penetre en la capa aislante de los cables consiste en aumentar el espesor de la capa impermeable. Sin embargo, para lograr una protección integral contra el agua en los cables, no solo debemos considerar la penetración radial, sino también prevenir eficazmente la difusión longitudinal del agua una vez que ingresa al cable.
Capa aislante impermeable de polietileno (cubierta interior): La extrusión de una capa impermeable de polietileno, combinada con una capa amortiguadora de humedad (como cinta impermeable), permite cumplir con los requisitos de protección contra la humedad y el agua en cables instalados en entornos moderadamente húmedos. La capa impermeable de polietileno es fácil de fabricar y no requiere equipo adicional.
Capa de aislamiento impermeable con revestimiento de plástico y unión de polietileno para cables de aluminio: Si los cables se instalan en ambientes húmedos o con agua, la capacidad de bloqueo radial del agua de las capas de aislamiento de polietileno puede resultar insuficiente. Para cables que requieren un mayor rendimiento de bloqueo radial del agua, actualmente 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 unión de la cinta compuesta esté completamente 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 en el 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 alta presión, pero sus efectos han sido mínimos debido a que aún existen espacios en el conductor comprimido que permiten la difusión del agua por capilaridad. Para lograr un verdadero bloqueo longitudinal del agua, es necesario rellenar los espacios en el conductor trenzado con materiales impermeables. Se pueden utilizar los siguientes dos niveles de medidas y estructuras para lograr el bloqueo longitudinal del agua en cables:
1. Uso de conductores impermeables. Añada cordón impermeable, polvo impermeable, hilo impermeable o envuelva cinta impermeable alrededor del conductor bien apretado.
2. Uso de núcleos impermeables. Durante el proceso de fabricación del cable, rellene el núcleo con hilo o cordón impermeable, o envuélvalo con cinta aislante o semiconductora impermeable.
Actualmente, el principal desafío en el bloqueo longitudinal del agua reside en los conductores que bloquean el agua: cómo rellenar con sustancias que bloquean el agua el espacio entre los conductores y qué sustancias que bloquean el agua utilizar sigue siendo un tema central de la investigación.
III. Conclusión
La tecnología de bloqueo radial de agua utiliza principalmente capas aislantes que bloquean el agua, envolviendo la capa aislante del conductor, con una capa amortiguadora de humedad añadida en el exterior. Para cables de media tensión, se suele utilizar cinta compuesta de aluminio y plástico, mientras que para cables de alta tensión se suelen emplear cubiertas de sellado metálicas de plomo, aluminio o acero inoxidable.
La tecnología de bloqueo de agua longitudinal se centra principalmente en rellenar los espacios 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 resulta relativamente eficaz para el bloqueo longitudinal.
Lograr cables impermeables afectará inevitablemente la disipación de calor y el rendimiento conductivo del cable, por lo que es esencial seleccionar o diseñar la estructura de cable impermeable adecuada en función de los requisitos de ingeniería.
Fecha de publicación: 14 de febrero de 2025