Materiales de cable bloqueadores de agua
Los materiales de bloqueo de agua generalmente se dividen en dos categorías: bloqueo activo y bloqueo pasivo. El bloqueo activo aprovecha las propiedades de absorción e hinchamiento 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 en el cable. Dichos materiales incluyen:gel expansivo absorbente de agua, cinta impermeabilizante, polvo impermeabilizante,hilo impermeabley cordón impermeable. El bloqueo pasivo de agua, en cambio, utiliza materiales hidrófobos para impedir el paso del agua al exterior del cable cuando la cubierta está dañada. Ejemplos de materiales de bloqueo pasivo de agua son la pasta con base de petróleo, el adhesivo termofusible y la pasta termoexpansible.
I. Materiales pasivos de bloqueo de agua
El principal método para proteger los cables de la humedad en los primeros cables de energía consistía en rellenarlos con materiales impermeabilizantes pasivos, como pasta de petróleo. Este método evita eficazmente la entrada de agua 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 juntas 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 activos de bloqueo de agua
Actualmente, los materiales hidrófugos activos utilizados en los cables son principalmente cintas, polvos, cordones e hilos hidrófugos. En comparación con la pasta de petróleo, los materiales hidrófugos activos presentan las siguientes características: alta absorción de agua y alta capacidad de hinchamiento. Absorben el agua rápidamente y se hinchan con celeridad, formando una sustancia gelatinosa que impide 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 algunos inconvenientes:
1. El polvo hidrófugo es difícil de adherir de manera uniforme;
2. Las cintas o hilos impermeables 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 activos de bloqueo de agua suelen ser 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 consiste en aumentar el grosor de la capa impermeable. Sin embargo, para lograr un bloqueo completo del agua en los cables, no solo debemos considerar la penetración radial, sino también prevenir eficazmente la difusión longitudinal del agua una vez que entra en el cable.
Capa aislante impermeable de polietileno (cubierta interior): La extrusión de una capa impermeable de polietileno, en combinación con una capa amortiguadora de humedad (como cinta impermeable), permite cumplir con los requisitos de protección longitudinal contra la humedad y el agua en cables instalados en ambientes moderadamente húmedos. La capa impermeable de polietileno es fácil de fabricar y no requiere equipo adicional.
Cinta de aluminio recubierta de plástico con capa aislante impermeable de polietileno: Si los cables se instalan en agua o en ambientes extremadamente húmedos, la capacidad de bloqueo radial del agua de las capas aislantes 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 su eficacia ha sido mínima debido a 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 del conductor trenzado con materiales hidrófugos. 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, polvo o hilo impermeable, o envuelva el conductor bien prensado con cinta impermeable.
2. Uso de núcleos impermeables. Durante el proceso de fabricación del cable, rellene el núcleo con hilo o cordón impermeable, o envuélvalo con cinta impermeable semiconductora o aislante.
Actualmente, el principal desafío en el bloqueo longitudinal del agua reside en los conductores bloqueadores de agua: cómo rellenar los espacios entre los conductores con sustancias bloqueadoras de agua y qué sustancias utilizar sigue siendo un foco de investigación.
III. Conclusión
La tecnología de bloqueo radial de agua utiliza principalmente capas aislantes impermeables que envuelven 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 los cables de alta tensión emplean habitualmente cubiertas de sellado metálicas de plomo, aluminio o acero inoxidable.
La tecnología de bloqueo longitudinal de agua se centra principalmente en rellenar los espacios entre los filamentos conductores con materiales hidrófugos para impedir la difusión del agua a lo largo del núcleo. Según los avances tecnológicos actuales, el relleno con polvo hidrófugo resulta relativamente eficaz para el bloqueo longitudinal de agua.
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 según los requisitos de ingeniería.
Fecha de publicación: 14 de febrero de 2025