در طول عملیات کابل‌های نوری و الکتریکی، مهمترین عامل منجر به کاهش عملکرد، نفوذ رطوبت است. اگر آب وارد کابل نوری شود، می‌تواند تضعیف فیبر را افزایش دهد؛ اگر وارد کابل الکتریکی شود، می‌تواند عملکرد عایق کابل را کاهش دهد و بر عملکرد آن تأثیر بگذارد. بنابراین، واحدهای مسدودکننده آب، مانند مواد جاذب آب، در فرآیند تولید کابل‌های نوری و الکتریکی طراحی شده‌اند تا از نفوذ رطوبت یا آب جلوگیری کنند و ایمنی عملیاتی را تضمین کنند.
اشکال اصلی محصولات مواد جاذب آب شامل پودر جاذب آب،نوار آب بند کننده, نخ مسدود کننده آبو گریس مسدودکننده آب از نوع متورم‌شونده و غیره. بسته به محل کاربرد، ممکن است از یک نوع ماده مسدودکننده آب استفاده شود، یا ممکن است چندین نوع مختلف به طور همزمان برای اطمینان از عملکرد ضد آب کابل‌ها استفاده شوند.
با گسترش سریع فناوری 5G، استفاده از کابل‌های نوری به طور فزاینده‌ای گسترش می‌یابد و الزامات مربوط به آنها سختگیرانه‌تر می‌شود. به ویژه با معرفی الزامات حفاظت از محیط زیست و محیط زیست، کابل‌های نوری کاملاً خشک به طور فزاینده‌ای مورد توجه بازار قرار می‌گیرند. یکی از ویژگی‌های قابل توجه کابل‌های نوری کاملاً خشک این است که آنها از گریس مسدودکننده آب از نوع پرکننده یا گریس مسدودکننده آب از نوع متورم استفاده نمی‌کنند. در عوض، از نوار مسدودکننده آب و الیاف مسدودکننده آب برای مسدود کردن آب در کل سطح مقطع کابل استفاده می‌شود.
استفاده از نوار آب‌بند در کابل‌ها و کابل‌های نوری کاملاً رایج است و تحقیقات فراوانی در مورد آن وجود دارد. با این حال، تحقیقات نسبتاً کمتری در مورد نخ آب‌بند، به ویژه در مورد مواد فیبر آب‌بند با خواص فوق جاذب، گزارش شده است. به دلیل پرداخت آسان آنها در طول ساخت کابل‌های نوری و الکتریکی و پردازش ساده، مواد فیبر فوق جاذب در حال حاضر ماده آب‌بند ترجیحی در ساخت کابل‌ها و کابل‌های نوری، به ویژه کابل‌های نوری خشک هستند.
کاربرد در تولید کابل برق
با تقویت مداوم ساخت و سازهای زیرساختی چین، تقاضا برای کابل‌های برق از پروژه‌های برق‌رسانی همچنان رو به افزایش است. کابل‌ها معمولاً به صورت دفن مستقیم، در ترانشه‌های کابل، تونل‌ها یا روش‌های هوایی نصب می‌شوند. آنها به ناچار در محیط‌های مرطوب یا در تماس مستقیم با آب قرار دارند و حتی ممکن است برای مدت کوتاه یا طولانی در آب غوطه‌ور شوند و باعث شوند آب به آرامی به داخل کابل نفوذ کند. تحت تأثیر میدان الکتریکی، ساختارهای درخت‌مانند می‌توانند در لایه عایق هادی تشکیل شوند، پدیده‌ای که به عنوان پدیده درخت‌مانندی آب شناخته می‌شود. هنگامی که درخت‌مانندی آب تا حد مشخصی رشد می‌کند، منجر به خرابی عایق کابل می‌شود. پدیده درخت‌مانندی آب اکنون به عنوان یکی از دلایل اصلی فرسودگی کابل در سطح بین‌المللی شناخته می‌شود. برای بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم تأمین برق، طراحی و تولید کابل باید ساختارهای مسدودکننده آب یا اقدامات ضد آب را اتخاذ کند تا از عملکرد خوب کابل در برابر آب اطمینان حاصل شود.
مسیرهای نفوذ آب در کابل‌ها را می‌توان به طور کلی به دو نوع تقسیم کرد: نفوذ شعاعی (یا عرضی) از طریق غلاف، و نفوذ طولی (یا محوری) در امتداد هادی و هسته کابل. برای مسدود کردن شعاعی (عرضی) آب، اغلب از یک غلاف مسدود کننده آب جامع، مانند یک نوار کامپوزیت آلومینیومی-پلاستیکی که به صورت طولی پیچیده شده و سپس با پلی اتیلن اکسترود شده است، استفاده می‌شود. در صورت نیاز به مسدود کردن کامل شعاعی آب، از یک ساختار غلاف فلزی استفاده می‌شود. برای کابل‌های رایج، حفاظت در برابر مسدود کردن آب عمدتاً بر نفوذ طولی (محوری) آب تمرکز دارد.
هنگام طراحی سازه کابل، اقدامات ضد آب باید مقاومت آب در جهت طولی (یا محوری) هادی، مقاومت آب در خارج از لایه عایق و مقاومت آب در کل سازه را در نظر بگیرد. روش کلی برای هادی‌های مسدودکننده آب، پر کردن مواد مسدودکننده آب در داخل و روی سطح هادی است. برای کابل‌های ولتاژ بالا با هادی‌های تقسیم‌شده به بخش‌های مختلف، توصیه می‌شود از نخ مسدودکننده آب به عنوان ماده مسدودکننده آب در مرکز استفاده شود، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. نخ مسدودکننده آب همچنین می‌تواند در سازه‌های مسدودکننده آب با سازه کامل استفاده شود. با قرار دادن نخ مسدودکننده آب یا طناب‌های مسدودکننده آب بافته‌شده از نخ مسدودکننده آب در شکاف‌های بین اجزای مختلف کابل، می‌توان کانال‌های جریان آب در امتداد جهت محوری کابل را مسدود کرد تا از برآورده شدن الزامات آب‌بندی طولی اطمینان حاصل شود. نمودار شماتیک یک کابل مسدودکننده آب با سازه کامل معمولی در شکل 2 نشان داده شده است.
در ساختارهای کابلی ذکر شده در بالا، از مواد فیبری جاذب آب به عنوان واحد مسدودکننده آب استفاده می‌شود. این مکانیسم به مقدار زیادی رزین فوق جاذب موجود در سطح ماده فیبری متکی است. هنگام مواجهه با آب، رزین به سرعت تا 10 برابر حجم اولیه خود منبسط می‌شود و یک لایه مسدودکننده آب بسته روی سطح مقطع محیطی هسته کابل تشکیل می‌دهد، کانال‌های نفوذ آب را مسدود می‌کند و از انتشار و گسترش بیشتر آب یا بخار آب در جهت طولی جلوگیری می‌کند و در نتیجه به طور مؤثر از کابل محافظت می‌کند.
کاربرد در کابل‌های نوری
عملکرد انتقال نوری، عملکرد مکانیکی و عملکرد محیطی کابل‌های نوری از اساسی‌ترین الزامات یک سیستم ارتباطی هستند. یکی از اقدامات برای اطمینان از طول عمر مفید یک کابل نوری، جلوگیری از نفوذ آب به داخل فیبر نوری در حین کار است که باعث افزایش تلفات (یعنی تلفات هیدروژن) می‌شود. نفوذ آب بر پیک‌های جذب نور فیبر نوری در محدوده طول موج 1.3 میکرومتر تا 1.60 میکرومتر تأثیر می‌گذارد و منجر به افزایش تلفات فیبر نوری می‌شود. این باند طول موج، بیشتر پنجره‌های انتقال مورد استفاده در سیستم‌های ارتباطی نوری فعلی را پوشش می‌دهد. بنابراین، طراحی ساختار ضد آب به یک عنصر کلیدی در ساخت کابل نوری تبدیل می‌شود.
طراحی ساختار مسدودکننده آب در کابل‌های نوری به دو طرح مسدودکننده آب شعاعی و مسدودکننده آب طولی تقسیم می‌شود. طرح مسدودکننده آب شعاعی از یک غلاف جامع مسدودکننده آب استفاده می‌کند، یعنی ساختاری با نوار کامپوزیت آلومینیوم-پلاستیک یا فولاد-پلاستیک که به صورت طولی پیچیده شده و سپس با پلی‌اتیلن اکسترود شده است. همزمان، یک لوله شل ساخته شده از مواد پلیمری مانند PBT (پلی‌بوتیلن ترفتالات) یا فولاد ضد زنگ به خارج از فیبر نوری اضافه می‌شود. در طراحی ساختار ضد آب طولی، استفاده از چندین لایه از مواد مسدودکننده آب برای هر قسمت از سازه در نظر گرفته شده است. ماده مسدودکننده آب درون لوله شل (یا در شیارهای یک کابل از نوع اسکلتی) از گریس مسدودکننده آب نوع پرکننده به ماده فیبر جاذب آب برای لوله تغییر می‌کند. یک یا دو رشته نخ مسدودکننده آب به موازات عنصر تقویت‌کننده هسته کابل قرار می‌گیرند تا از نفوذ طولی بخار آب خارجی در امتداد عضو مقاومتی جلوگیری شود. در صورت لزوم، می‌توان فیبرهای مسدودکننده آب را نیز در شکاف‌های بین لوله‌های شل رشته‌ای قرار داد تا اطمینان حاصل شود که کابل نوری از آزمایش‌های دقیق نفوذ آب سربلند بیرون می‌آید. ساختار یک کابل نوری کاملاً خشک اغلب از نوع رشته‌ای لایه‌ای استفاده می‌کند، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است.
زمان ارسال: ۲۸ آگوست ۲۰۲۵