Optiliste ja elektriliste kaablite töötamise ajal on kõige olulisem jõudlust halvendav tegur niiskuse sissetung. Kui vesi satub optilisse kaablisse, võib see suurendada kiudude sumbumist; kui see satub elektrikaablisse, võib see vähendada kaabli isolatsiooniomadusi, mõjutades selle tööd. Seetõttu on optiliste ja elektriliste kaablite tootmisprotsessi sisse projekteeritud vett blokeerivad elemendid, näiteks vett imavad materjalid, et vältida niiskuse või vee sissetungimist ja tagada tööohutus.
Vett imavate materjalide peamised tootevormid hõlmavad vett imavat pulbrit,vett blokeeriv teip, vetthülgav lõngja paisuvat tüüpi vett blokeerivat määret jne. Sõltuvalt kasutuskohast võib kaablite veekindluse tagamiseks kasutada ühte tüüpi vett blokeerivat materjali või mitut erinevat tüüpi samaaegselt.
5G-tehnoloogia kiire levikuga muutub optiliste kaablite kasutamine üha laialdasemaks ja neile esitatavad nõuded muutuvad rangemaks. Eriti roheliste ja keskkonnakaitsenõuete kehtestamisega eelistavad turg üha enam täiskuivad optilised kaablid. Täiskuivade optiliste kaablite oluline omadus on see, et nende puhul ei kasutata täitetüüpi vett blokeerivat määret ega paisuvat vett blokeerivat määret. Selle asemel kasutatakse vett blokeerivat teipi ja vett blokeerivaid kiude vee blokeerimiseks kogu kaabli ristlõike ulatuses.
Veetõkkelindi kasutamine kaablites ja optilistes kaablites on üsna levinud ning selle kohta on palju uurimiskirjandust. Veetõkke lõnga kohta on aga suhteliselt vähem uuringuid avaldatud, eriti üliimavate omadustega vetttõkestavate kiudmaterjalide kohta. Tänu nende hõlpsale tasuvusele optiliste ja elektriliste kaablite tootmisel ja lihtsale töötlemisele on üliimavad kiudmaterjalid praegu eelistatud vetttõkestav materjal kaablite ja optiliste kaablite, eriti kuivade optiliste kaablite tootmisel.
Rakendus toitekaablite tootmises
Hiina taristuehituse pideva tugevnemisega kasvab nõudlus elektriprojektide toetavate elektrikaablite järele jätkuvalt. Kaablid paigaldatakse tavaliselt otse maetuna, kaablikraavidesse, tunnelitesse või õhuliinidele. Need on paratamatult niiskes keskkonnas või otseses kokkupuutes veega ning võivad isegi lühiajaliselt või pikaajaliselt vette kasta, põhjustades vee aeglast imbumist kaabli sisemusse. Elektrivälja toimel võivad juhi isolatsioonikihti moodustuda puutaolised struktuurid, mida nimetatakse veepuudeks. Kui veepuud teatud määral kasvavad, põhjustavad need kaabli isolatsiooni lagunemise. Veepuud on nüüdseks rahvusvaheliselt tunnustatud kui üks peamisi kaabli vananemise põhjuseid. Elektrivarustussüsteemi ohutuse ja töökindluse parandamiseks peavad kaabli projekteerimisel ja tootmisel kasutama vett blokeerivaid konstruktsioone või veekindlaid meetmeid, et tagada kaabli hea veetõke.
Kaablite veetungimisteed võib üldiselt jagada kahte tüüpi: radiaalne (või põikisuunaline) läbiminek läbi kesta ja pikisuunaline (või aksiaalne) läbiminek mööda juhet ja kaabli südamikku. Radiaalseks (põikisuunaliseks) veetõkkeks kasutatakse sageli terviklikku veetõkkekatet, näiteks pikisuunas mähitud ja seejärel polüetüleeniga ekstrudeeritud alumiinium-plast komposiitlinti. Kui on vaja täielikku radiaalset veetõket, kasutatakse metallkesta konstruktsiooni. Tavaliselt kasutatavate kaablite puhul keskendub veetõkkekaitse peamiselt pikisuunalisele (aksiaalsele) veetungimisele.
Kaablikonstruktsiooni projekteerimisel tuleks veekindluse meetmete puhul arvestada veekindlusega juhi pikisuunas (või aksiaalsuunas), veekindlusega väljaspool isolatsioonikihti ja veekindlusega kogu konstruktsiooni ulatuses. Veetõkke juhtide üldine meetod on täita veetõkkematerjalid juhi sees ja pinnal. Sektoriteks jagatud juhtmetega kõrgepingekaablite puhul on soovitatav kasutada veetõkkematerjalina keskel veetõkke lõnga, nagu on näidatud joonisel 1. Veetõkke lõnga saab kasutada ka täiskonstruktsiooniga veetõkkekonstruktsioonides. Asetades veetõkke lõnga või veetõkke lõngast kootud veetõkkeköied kaabli erinevate komponentide vahedesse, saab blokeerida vee voolamise kanalid kaabli aksiaalsuunas, et tagada pikisuunaliste veekindluse nõuete täitmine. Tüüpilise täiskonstruktsiooniga veetõkke kaabli skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 2.
Ülalmainitud kaablistruktuurides kasutatakse vett imavaid kiudmaterjale veetõkkeelemendina. Mehhanism tugineb kiudmaterjali pinnal olevale suurele hulgale üliimavale vaigule. Veega kokku puutudes paisub vaik kiiresti kuni 80 korda oma algsest mahust, moodustades kaabli südamiku ümbermõõdu ristlõikele suletud vett imava kihi, blokeerides vee läbitungimise kanalid ja peatades vee või veeauru edasise difusiooni ja leviku pikisuunas, kaitstes seega kaablit tõhusalt.
Rakendus optilistes kaablites
Optiliste kaablite optiline ülekandevõime, mehaaniline jõudlus ja keskkonnamõju on sidesüsteemi kõige põhilisemad nõuded. Üks meede optilise kaabli kasutusea tagamiseks on vältida vee tungimist optilisse kiudu töötamise ajal, mis põhjustaks suurenenud kadusid (st vesinikukaod). Vee sissetungimine mõjutab optilise kiu valguse neeldumise piike lainepikkuste vahemikus 1,3 μm kuni 1,60 μm, mis suurendab optilise kiu kadusid. See lainepikkuste vahemik katab enamiku praegustes optilistes sidesüsteemides kasutatavatest ülekandeakendest. Seetõttu on veekindla konstruktsiooni disain optilise kaabli konstruktsiooni võtmeelement.
Optiliste kaablite vett blokeeriv struktuur jaguneb radiaalseks ja pikisuunaliseks vett blokeerivaks konstruktsiooniks. Radiaalses vett blokeerivas konstruktsioonis kasutatakse terviklikku vett blokeerivat kesta, st struktuuri, mille alumiinium-plast- või teras-plastkomposiitlint on pikisuunas mähitud ja seejärel polüetüleeniga ekstrudeeritud. Samal ajal lisatakse optilise kiu välisküljele polümeermaterjalidest, näiteks PBT-st (polübutüleentereftalaat) või roostevabast terasest, valmistatud lahtine toru. Pikisuunalises veekindlas konstruktsioonis kaalutakse iga konstruktsiooni osa jaoks mitme kihi vett blokeeriva materjali pealekandmist. Lahtise toru sees (või karkasskaabli soontes) olev vett blokeeriv materjal muudetakse täitetüüpi vett blokeerivast määrdest vett imavaks kiudmaterjaliks. Kaabli südamiku tugevduselemendiga paralleelselt asetatakse üks või kaks vett blokeeriva lõnga kiudu, et vältida välise veeauru tungimist pikisuunas mööda tugevduselementi. Vajadusel saab vett blokeerivaid kiude paigutada ka keerutatud lahtiste torude vahedesse, et tagada optilise kaabli rangete veetõrjumistestide läbimine. Täiesti kuiva optilise kaabli struktuuris kasutatakse sageli kihilist keermestatud tüüpi, nagu on näidatud joonisel 3.
Postituse aeg: 28. august 2025