Durante o funcionamento dos cables ópticos e eléctricos, o factor máis significativo que leva á degradación do rendemento é a penetración da humidade. Se a auga entra nun cable óptico, pode aumentar a atenuación da fibra; se entra nun cable eléctrico, pode reducir o rendemento do illamento do cable, o que afecta o seu funcionamento. Polo tanto, as unidades de bloqueo de auga, como os materiais absorbentes de auga, están deseñadas no proceso de fabricación de cables ópticos e eléctricos para evitar a humidade ou a penetración de auga, garantindo a seguridade operativa.
As principais formas de produtos de materiais absorbentes de auga inclúen o po absorbente de auga,cinta que bloquea a auga, fío que bloquea a augae graxa bloqueadora de auga de tipo inchable, etc. Dependendo do lugar de aplicación, pódese usar un tipo de material bloqueador de auga ou varios tipos diferentes simultaneamente para garantir o rendemento impermeable dos cables.
Coa rápida aplicación da tecnoloxía 5G, o uso de cables ópticos é cada vez máis común e os requisitos para eles son cada vez máis estritos. En particular coa introdución de requisitos ecolóxicos e de protección ambiental, os cables ópticos totalmente secos son cada vez máis favorecidos polo mercado. Unha característica significativa dos cables ópticos totalmente secos é que non usan graxa bloqueadora de auga de tipo recheo nin graxa bloqueadora de auga de tipo inchazo. No seu lugar, utilízase cinta bloqueadora de auga e fibras bloqueadoras de auga para bloquear a auga en toda a sección transversal do cable.
A aplicación de cinta adhesiva para bloquear a auga en cables e cables ópticos é bastante común, e existe abundante literatura de investigación sobre ela. Non obstante, hai relativamente menos investigacións publicadas sobre fíos adhesivos para bloquear a auga, especialmente sobre materiais de fibra adhesiva para bloquear a auga con propiedades superabsorbentes. Debido á súa fácil retirada durante a fabricación de cables ópticos e eléctricos e ao seu procesamento sinxelo, os materiais de fibra superabsorbentes son actualmente o material adhesivo para bloquear a auga preferido na fabricación de cables e cables ópticos, especialmente cables ópticos secos.
Aplicación na fabricación de cables de alimentación
Co fortalecemento continuo da construción de infraestruturas na China, a demanda de cables de alimentación para apoiar proxectos enerxéticos segue a aumentar. Os cables adoitan instalarse mediante enterramento directo, en gabias para cables, túneles ou métodos aéreos. Inevitablemente, atópanse en ambientes húmidos ou en contacto directo coa auga, e mesmo poden estar mergullados na auga a curto ou longo prazo, o que fai que a auga penetre lentamente no interior do cable. Baixo a acción dun campo eléctrico, poden formarse estruturas semellantes a árbores na capa de illamento do condutor, un fenómeno coñecido como arborización acuática. Cando as árbores acuáticas medran ata certo punto, provocan a rotura do illamento do cable. A arborización acuática é agora recoñecida internacionalmente como unha das principais causas do envellecemento dos cables. Para mellorar a seguridade e a fiabilidade do sistema de subministración de enerxía, o deseño e a fabricación de cables deben adoptar estruturas de bloqueo de auga ou medidas de impermeabilización para garantir que o cable teña un bo rendemento de bloqueo de auga.
As vías de penetración de auga nos cables pódense dividir xeralmente en dous tipos: penetración radial (ou transversal) a través da vaíña e penetración lonxitudinal (ou axial) ao longo do condutor e do núcleo do cable. Para o bloqueo radial (transversal) da auga, adoita empregarse unha vaíña de bloqueo completa, como unha cinta composta de aluminio-plástico envolta lonxitudinalmente e logo extruída con polietileno. Se se require un bloqueo radial completo da auga, adóptase unha estrutura de vaíña metálica. Para os cables de uso común, a protección contra o bloqueo da auga céntrase principalmente na penetración lonxitudinal (axial) da auga.
Ao deseñar a estrutura do cable, as medidas de impermeabilización deben ter en conta a resistencia á auga na dirección lonxitudinal (ou axial) do condutor, a resistencia á auga fóra da capa de illamento e a resistencia á auga en toda a estrutura. O método xeral para os condutores que bloquean a auga é encher con materiais bloqueadores de auga dentro e na superficie do condutor. Para cables de alta tensión con condutores divididos en sectores, recoméndase o uso de fío bloqueador de auga como material bloqueador de auga no centro, como se mostra na Figura 1. O fío bloqueador de auga tamén se pode aplicar en estruturas bloqueadoras de auga de estrutura completa. Ao colocar fío bloqueador de auga ou cordas bloqueadoras de auga tecidas con fío bloqueador de auga nos ocos entre os distintos compoñentes do cable, pódense bloquear os canais para que a auga flúa ao longo da dirección axial do cable para garantir que se cumpran os requisitos de estanqueidade lonxitudinal. O diagrama esquemático dun cable bloqueador de auga típico de estrutura completa móstrase na Figura 2.
Nas estruturas de cables mencionadas anteriormente, utilízanse materiais de fibra absorbentes de auga como unidade de bloqueo de auga. O mecanismo baséase na gran cantidade de resina superabsorbente presente na superficie do material de fibra. Ao entrar en contacto coa auga, a resina expándese rapidamente ata multiplicar o seu volume orixinal, formando unha capa pechada de bloqueo de auga na sección transversal circunferencial do núcleo do cable, bloqueando os canais de penetración da auga e detendo a difusión e extensión posteriores da auga ou do vapor de auga ao longo da dirección lonxitudinal, protexendo así eficazmente o cable.
Aplicación en cables ópticos
O rendemento de transmisión óptica, o rendemento mecánico e o rendemento ambiental dos cables ópticos son os requisitos máis básicos dun sistema de comunicación. Unha medida para garantir a vida útil dun cable óptico é evitar que a auga penetre na fibra óptica durante o funcionamento, o que causaría un aumento das perdas (é dicir, a perda de hidróxeno). A intrusión de auga afecta os picos de absorción de luz da fibra óptica no rango de lonxitudes de onda de 1,3 μm a 1,60 μm, o que leva a un aumento da perda da fibra óptica. Esta banda de lonxitudes de onda cobre a maioría das fiestras de transmisión utilizadas nos sistemas de comunicación óptica actuais. Polo tanto, o deseño da estrutura impermeable convértese nun elemento clave na construción de cables ópticos.
O deseño da estrutura de bloqueo de auga nos cables ópticos divídese en deseño de bloqueo de auga radial e deseño de bloqueo de auga lonxitudinal. O deseño de bloqueo de auga radial adopta unha vaíña de bloqueo de auga completa, é dicir, unha estrutura con cinta composta de aluminio-plástico ou aceiro-plástico envolvida lonxitudinalmente e logo extruída con polietileno. Simultaneamente, engádese un tubo solto feito de materiais poliméricos como PBT (tereftalato de polibutileno) ou aceiro inoxidable fóra da fibra óptica. No deseño da estrutura impermeable lonxitudinal, considérase a aplicación de múltiples capas de materiais de bloqueo de auga para cada parte da estrutura. O material de bloqueo de auga dentro do tubo solto (ou nas ranuras dun cable tipo esqueleto) cambia de graxa de bloqueo de auga de tipo recheo a material de fibra absorbente de auga para o tubo. Un ou dous fíos de fío de bloqueo de auga colócanse paralelos ao elemento de reforzo do núcleo do cable para evitar que o vapor de auga externo penetre lonxitudinalmente ao longo do membro de resistencia. Se é necesario, tamén se poden colocar fibras de bloqueo de auga nos ocos entre os tubos soltos trenzados para garantir que o cable óptico supere probas de penetración de auga estritas. A estrutura dun cable óptico totalmente seco adoita empregar un tipo de trenzado en capas, como se mostra na Figura 3.
Data de publicación: 28 de agosto de 2025