کابل های مقاوم در برابر نفوذ آب

کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب را می‌توان یکی از بهترین دستاوردها در حوزه‌ی الکترونیک دانست. در دنیای امروز، اغلب دستگاه‌ها به‌صورت پرتابل هستند و به‌راحتی در فضای باز می‌توان از آن‌ها استفاده کرد؛ البته، باوجود قابلیت حمل، کماکان نیاز به سیم‌ و کابل‌ در بسیاری از موارد ضروری است.

اینکه شما بتوانید به‌سادگی وسایل‌تان را در هرجایی نصب کنید، یک مساله‌ی مهم نیز به‌وجود آورده است و آن سازگاری با محیط است. اگر تجهیزات شما با محیط اطراف سازگاری نداشته باشند، نمی‌توانند بهترین عملکرد خود را به شما عرضه کنند؛ البته، این مشکل فقط مخصوص وسایل پرتابل نیست، هر وسیله‌ای در هر محیطی، چه خشک، مرطوب، سرد، گرم و... باید بتواند دوام بیاورد و عملکرد درستی داشته باشد. یکی از مهم‌ترین تجهیزاتی که تقریبا هر وسیله‌ای به آن نیاز دارد و در هر جایی امکان دارد که کار گذاشته شود، کابل‌ها هستند. اگر بخواهید یک کابل معمولی را برای وسیله‌ای مثل پمپ شناور در آب استفاده کنید، نباید انتظار داشته باشید که به بهترین شکل کار خود را انجام دهد و عمر طولانی داشته باشد؛ چون، آب علاوه بر آسیب فیزیکی که به کابل‌ها می‌زند، باعث تغییر در خصوصیات الکتریکی آن‌ها نیز می‌شود. خوشبختانه این مشکل مهم در مورد آب و رطوبت حل شده است و کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب به‌خوبی می‌توانند بدون اینکه مشکلی برای آن‌ها ایجاد شود، در چنین محیط‌هایی مقاومت کنند.

خرید انواع سیم و کابل برق از فروشگاه زیتون کابل

چگونه کابل‌ها را در برابر نفوذ آب مقاوم می‌کنند؟

کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب ساختاری پیچیده‌تر از یک کابل معمولی دارند. کابل‌های رایج برای کاربردهای مختلف معمولا از یک سری رشته‌های فلزی، غالبا مسی، و یک روکش فلزی و پلاستیکی ساخته شده‌اند؛ اما، برای مقاوم‌سازی کابل در برابر آب، میان ر‌شته‌ها و روکش میانی را از مواد مقاوم در برابر آب (SAP) پر می‌کنند یا اینکه از رشته‌های مقاوم استفاده می‌کنند. این مواد پلیمری می‌توانند در هر شکلی باشند؛ اما، بهترین شکل آن‌ها به‌صورت پودری است. لایه‌ی اضافه‌شده به‌صورت شعاعی اطراف سیم‌های اصلی را می‌پوشاند و در صورتی‌که بدنه‌ی کابل آسیب ببیند، اجازه نمی‌دهد آب به آن‌ها برسد.

روش‌های مقاوم‌سازی کابل‌ها در برابر آب

برای کابل‌هایی که در آب شناور می‌شوند یا دائما در تماس با آب هستند نیز به دو شیوه‌ی محافظ طولی و عرضی، عایق ضدآب تهیه می‌کنند. در هر دو محافظ از روش‌هایی نظیر بلوک‌ها و نوارهای ضدآب یا پودر ضدآب برای جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت استفاده می‌شود.

محافظ عرضی

این نوع محافظ تضمین می‌کند که آب به سیم هسته‌ی کابل نفوذ نمی‌کند و در واقع برای جلوگیری از نفوذ آب به عمق کابل جلوگیری می‌کند. متریال‌های استفاده شده در این نوع، مواد لاستیکی ضدآب هستند که کل کابل را پوشش می‌دهند.

محافظ طولی

این محافظ به‌عنوان مانعی در برابر نفوذ رطوبت به داخل کابل در تمام طول مسیر کابل است؛ به بیان دیگر، این محافظ سعی می‌کند که بدنه‌ی بیرونی کابل را از نفوذ رطوبت حفاظت کند.

مقاوم نبودن کابل در برابر نفوذ آب چه مشکلاتی ایجاد می‌کند؟

نفوذ آب به یک سیستم الکتریکی اصلا خبر خوشایندی نیست. اگر فکر می‌کنید که با قرار دادن کابل‌های‌تان در یک مکان دور از آب مشکل را حل می‌کنید، سخت در اشتباهید. شما نباید از قاتل خاموش کابل‌ها، یعنی رطوبت غافل شوید. کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب، مشکل آب و رطوبت را برای همیشه حل می‌کنند.

یک کابل معمولی به‌سادگی ممکن است در محیط‌های مرطوب دچار خوردگی شود که این پدیده، به‌علت وجود الکترولیت‌ها و ترکیبات یونی یا نمک هوا اتفاق می‌افتد. گازهای صنعتی نیز می‌توانند باعث تسریع این پدیده شوند؛ اما، این تنها مزیت استفاده از کابل‌ ضد آب نیست. در تاسیسات ماهواره و تلویزیون هم رطوبت می‌تواند باعث کاهش یا حتی بدتر از آن، از دست رفتن قدرت تقویت‌کننده، شود. همچنین یک جریان مستقیم DC روی کابل می‌تواند روند خوردگی سیم را افزایش دهد. متاسفانه هادی‌های مسی حتی اگر یک‌روز در آب قرار گیرند، کاهش عملکرد چشمگیری پیدا می‌کنند. یک مشکل مهم‌تر که برای رفع آن، استفاده از کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب را پیشنهاد می‌کنیم، نویز است.

ممکن است در آنالیزور شما همه‌چیز عادی نشان داده شود؛ بنابراین، شاید شما هرگز متوجه نشوید که کابل در یک نقطه‌ به‌علت تماس با آب یا رطوبت دچار خوردگی شده و این نویز آزاردهنده هم نتیجه‌ی همین اتفاق است. به‌صورت کلی باید بگوییم برای جلوگیری از این پیامدهای احتمالی، استفاده از کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب‌، خصوصا در کاربردهای مهم و در فضاهای مرطوب یا بارانی مناسب‌ترین والبته‌ عاقلانه‌ترین انتخاب است.

پدیده‌ی آب درختی، بلای جان عایق‌ها

یکی از مهم ترین پدیده های که باعث به وجود آمدن خطا در شبکه های زمينی عنوان می شود پديده آب درختی يا Water Treeing (واکنش پليمرها با آب) در کابلهای XLPE می باشد. به طور کلی در استاندارد IEC ، کلمات Disruptive Discharge به معنی تخلیه مخرب بار الکتریکی شناخته می شود که شامل هر سه نوع تخلیه یعنی(جرقه زدن، فلاش زدن و پانچ) را شامل می شود.

این بدان معناست که هر نوع تخلیه الکتریکی که در اثر اتفاق افتادن آن، جریان تخلیه تمام عایق را پل زده و باعث کاهش افت ولتاژ الکترودهای دو سر عایق تا نزدیکی صفر ولت شود. این اتفاق بر اثر فرایند تخلیه‌ی جزئی مخرب و تاثیر آن روی عایق جامد اتفاق می‌افتد که جرقه‌های آن بر عایق دی‌الکتریک به‌شکل درختی رد خود را برجا می‌گذارد.

در نهایت می توان گفت، وجود عواملی مانند آلودگی، حفره و یون باعث پدیده درخت آبی خواهد شد که به‌مرور موجب خرابی سطحی عایق‌ها می‌شود و سپس، پدیده‌ی شکست الکتریکی عایق جامد رخ می‌دهد. منظور از شکست الکتریکی از بین رفتن دیوار دفاعی محافظ در برابر الکتریسیته است. این پدیده در ابتدا در یک منطقه‌ی میکروسکوپی شروع می‌شود و به مرور گسترش می یابد. به‌همین علت شناسایی این پدیده تا زمان بزرگ‌تر شدن و دیده‌شدن آن کار راحتی نیست.

انواع کابل های مقاوم در برابر نفوذ آب

کابل‌ های مقاوم در برابر نفوذ آب کاربردهای مختلفی دارند و هر نوع آن برای کاربردی خاص قابل استفاده است. دسته‌بندی‌های مختلفی برای این کابل‌ها براساس نوع حفاظت، سایز، جنس و... وجود دارد که براساس نیاز باید مدل مناسب را انتخاب کنید؛ اما، یک دسته‌بندی مهم برای کابل‌های ضد آب ، براساس تکنولوژی به‌کار رفته برای جلوگیری از نفوذ آب است.

انواع روش های مقاوم سازی کابل در برابر آب

چهار نوع تکنولوژی برای کابل های مقاوم در برابر نفوذ آب استفاده می‌شود:

مسدودسازی با ژل

در این روش که به آن مسدودسازی خیس هم می‌گویند، از ژل تیکسوتروپیک، برای پرکردن فضای خالی بین کابل و روکش استفاده می‌شود و دیگر هیچ‌گونه شکافی برای نفوذ آب به داخل کابل وجود نخواهد داشت. در جاهایی که کابل ممکن است در معرض آلاینده‌های شیمیایی قرار بگیرد، این نوع کابل مناسب‌تر است؛ زیرا، یک لایه‌ی حفاظتی اضافه نیز برای سیم یا فیبر به‌وجود می‌آورد. عیب این مدل وزن آن است که کمی سنگین‌تر از سایر مدل‌هاست و البته ساخت آن نیز کار ساده‌ای نیست.

مسدودسازی با پودر

همان‌طور که از نامش مشخص است در این مدل به‌جای ژل، از پودر مقاوم در برابر آب، برای پر کردن منافذ میانی کابل و روکش استفاده می‌شود. به این روش مسدودسازی خشک هم گفته می‌شود. مسدودسازی با پودر، وزن کمتری نسبت به ژل دارد و براساس ظرفیت جذب و سرعت انواع مختلفی دارد و پس از تماس با رطوبت، مجددا خشک می‌شود؛ اما، اجازه نمی‌دهد آسیبی به سیم یا فیبر برسد. علی‌رغم اینکه این مدل مزایای زیادی دارد؛ ولی برای مکان‌های با آلودگی یا رطوبت خیلی زیاد مناسب نیست.

مسدودسازی با نوار

در این نوع از کابل‌ها، برای جلوگیری از نفوذ آب، از یک نوار SAP استفاده می‌شود. این نوار به‌صورت یک روکش عایق روی کابل کشیده می‌شود یا اینکه داخل آن و در زیر جکت قرار می‌گیرد و یک لایه‌ی عایق به کابل اضافه می‌کند. در صورتی‌که جکت آسیبی ببیند و آب به داخل آن نفوذ کند، این لایه جلوی نفوذ آن را می‌گیرد و آب هیچ تاثیری روی سیم یا فیبر نخواهد گذاشت. این مدل از کابل های مقاوم در برابر نفوذ آب نیز از ژل سبک‌تر هستند و انواع مختلفی براساس ظرفیت جذب و سرعت دارند. همچنین به‌راحتی قابل برش و جابجایی و اتصال هستند. مشکلی که مسدودسازی با نوار دارد، این است که برای فضاهای با آلاینده و رطوبت زیاد قابل استفاده نیست.

مسدودسازی با نخ

تکنولوژی دیگری که برای مسدودسازی آب و رطوبت در کابل‌ها از آن استفاده می‌شود، استفاده از نخ است. این روش هم دقیقا مشابه مسدودسازی با نوار است، فقط به‌جای نوار از نخ SAP استفاده می‌شود و کاربردهای مشابهی دارد.

سخن پایانی

کابل های مقاوم در برابر نفوذ آب برای کاربردهای مختلف قابل استفاده‌اند. از این نوع کابل بیشتر برای محیط‌های مرطوب یا داخل آب استفاده می‌شود. سنسورهای فشار، سیستم‌های هشدار آتش، ارتباطات دریایی، تجهیزات فضای باز و... چندین نمونه از موارد استفاده‌ از کابل‌های ضدآب هستند که حفاظت و امنیت آن‌ها بسیار حیاتی است. استفاده از کابل‌های معمولی به‌جای کابل‌های ضد آب می‌تواند باعث خوردگی یا پوسیدگی و نفوذ آب در سیم شود که نتیجه‌ی آن قطعی ارتباط یا بروز اختلال در آن است. اگر می‌خواهید خیالتان از بابت بروز هرگونه مشکلی در زمینه‌ی کابل‌های تجهیزاتتان راحت باشد، بهتر است در انتخاب کابل مناسب، دقت کافی به خرج دهید.

منبع:

patents.google.com/patent/US7087842