防水ケーブルの材質と構造の概要

防水ケーブル材料

防水材は一般的に、能動防水と受動防水の2つのカテゴリーに分けられます。能動防水は、能動素材の吸水性と膨張性を利用します。シースやジョイントが損傷した場合、これらの素材は水と接触して膨張し、ケーブル内への水の浸透を抑制します。このような素材には、以下のようなものがあります。吸水性膨張ゲル、防水テープ、防水パウダー、防水糸、そして防水コードがあります。一方、パッシブ防水は、被覆が損傷した際にケーブル外部への水の侵入を疎水性材料で遮断します。パッシブ防水材料の例としては、石油系ペースト、ホットメルト接着剤、熱膨張性ペーストなどがあります。

I. 受動的な防水材

初期の電力ケーブルでは、石油ペーストなどの受動的な防水材をケーブルに充填することが防水の主な方法でした。この方法はケーブルへの水の浸入を効果的に防ぎますが、以下の欠点があります。

1.ケーブルの重量が大幅に増加します。

2.ケーブルの導電性能が低下します。

3.石油ペーストはケーブルジョイントをひどく汚染し、清掃を困難にします。

4. 完全な充填プロセスを制御することは難しく、不完全な充填は防水性能の低下につながる可能性があります。

II. 活性防水材

現在、ケーブルに使用されている能動止水材は、主に止水テープ、止水パウダー、止水コード、止水糸です。石油系ペーストと比較すると、能動止水材は吸水性と膨潤率が高いという特徴があります。急速に水分を吸収し、急速に膨潤してゲル状物質を形成し、水の浸入を遮断することで、ケーブルの絶縁安全性を確保します。さらに、能動止水材は軽量で清潔であり、設置や接合も容易です。しかし、いくつかの欠点もあります。

1.防水パウダーが均一に付着しにくい。

2.防水テープや防水糸を使用すると、外径が大きくなり、放熱性が損なわれ、ケーブルの熱劣化が促進され、ケーブルの伝送容量が制限される可能性があります。

3. 能動的な防水材は一般的に高価です。

防水解析：現在、中国ではケーブルの絶縁層への水の浸入を防ぐ主な方法は、防水層を増やすことです。しかし、ケーブルの包括的な防水を実現するには、放射状の浸水を考慮するだけでなく、ケーブルに浸入した水の縦方向の拡散を効果的に防止する必要があります。

ポリエチレン（内シース）防水絶縁層：ポリエチレン製の防水層を押出成形し、吸湿性クッション層（防水テープなど）と組み合わせることで、中程度の湿度環境に設置されたケーブルの縦方向の防水性と防湿性要件を満たすことができます。ポリエチレン製の防水層は製造が容易で、追加の設備は必要ありません。

プラスチックコーティングされたアルミテープとポリエチレンを接着した防水絶縁層：ケーブルが水中や極度に湿度の高い環境に設置される場合、ポリエチレン絶縁層の放射状の防水性能だけでは不十分となる可能性があります。より高い放射状の防水性能が求められるケーブルでは、ケーブルコアの周囲にアルミとプラスチックを複合したテープを巻き付けることが一般的になっています。このシールは、純粋なポリエチレンに比べて数百倍、あるいは数千倍もの耐水性を備えています。複合テープの継ぎ目が完全に接着され、密閉されている限り、水の浸入はほぼ不可能です。アルミとプラスチックを複合したテープは、縦方向に巻き付けて接着する工程が必要であり、追加の投資と設備の改造が必要になります。

工学的な実務において、縦方向の遮水は放射状の遮水よりも複雑です。導体構造をタイトプレス設計に変更するなど、様々な方法が試みられてきましたが、圧縮された導体には依然として隙間があり、毛細管現象によって水が拡散するため、効果は最小限にとどまっています。真の縦方向の遮水を実現するには、撚線導体の隙間を遮水材で埋める必要があります。ケーブルの縦方向の遮水には、以下の2つのレベルの対策と構造が用いられます。

1. 防水導体の使用。しっかりと圧縮された導体の周りに防水コード、防水パウダー、防水糸を追加するか、防水テープを巻き付けます。

2. 防水芯線の使用。ケーブル製造工程において、芯線に防水糸や防水コードを充填するか、半導電性または絶縁性の防水テープで芯線を包みます。

現在、縦方向の防水における主な課題は防水導体にあり、導体間に防水物質をどのように充填するか、またどのような防水物質を使用するかが依然として研究の焦点となっています。

Ⅲ. 結論

ラジアル防水技術は、主に導体の絶縁層の周囲に防水絶縁層を巻き付け、その外側に吸湿クッション層を追加します。中電圧ケーブルではアルミニウムとプラスチックの複合テープが一般的に使用され、高電圧ケーブルでは鉛、アルミニウム、またはステンレス鋼製の金属シーリングジャケットが一般的に使用されます。

縦方向の防水技術は、主に導電線間の隙間を防水材で充填し、芯線に沿った水の拡散を遮断することに重点を置いています。現在の技術開発では、防水粉末を充填することが縦方向の防水に比較的効果的であることが分かっています。

ケーブルの防水化は必然的にケーブルの放熱性と伝導性能に影響を与えるため、エンジニアリング要件に基づいて適切な防水ケーブル構造を選択または設計することが重要です。