Kesimpulannya adalah: ya, tetapi dengan syarat tertentu.

Mereka yang bekerja di bidang teknik elektro kemungkinan besar pernah menghadapi dilema ini: jika ada air di parit kabel, apakah boleh merendam langsung kabel XLPE? Apakah pemasangan bawah air memerlukan lapisan anti air tambahan?

Jawabannya adalah—kabel XLPE sendiri memiliki tingkat ketahanan air tertentu, tetapi apakah kabel tersebut dapat direndam dalam jangka waktu lama bergantung pada desain struktural dan tingkat perlindungannya.

Apakah bahan isolasi XLPE itu sendiri rentan terhadap kerusakan akibat air?

XLPE (polietilen yang dihubungkan silang) dapat digunakan di lingkungan lembab karena struktur molekulnya. Sementara batas suhu atas untuk polietilen biasa adalah sekitar 70°C, XLPE membentuk struktur jaringan tiga dimensi melalui ikatan silang kimia, yang secara signifikan meningkatkan kristalinitasnya. Struktur padat ini sangat mengurangi laju penetrasi molekul air. Pada kelembaban relatif 95%, XLPE hanya menyerap sebagian kecil air dibandingkan dengan PE biasa.

Dengan kata lain, lapisan isolasi XLPE itu sendiri memiliki tingkat penyerapan air yang sangat rendah, membuatnya jauh lebih andal daripada PVC di lingkungan lembab normal.

Namun, "penyerapan air rendah" tidak berarti "tidak ada penyerapan air". Molekul air perlahan-lahan berdifusi dan menembus lapisan isolasi. Data laboratorium menunjukkan bahwa kabel XLPE yang direndam dalam air murni 25°C selama 30 hari dapat mengalami penurunan resistansi isolasi hingga sepersepuluh atau bahkan kurang dari nilai aslinya; jika air mengandung garam, penurunannya bisa melebihi 90%. Ini menunjukkan bahwa bahan isolasi itu sendiri tidak dapat menahan perendaman air dalam jangka waktu lama.

Lapisan anti air kabel tidak bergantung pada lapisan isolasi, tetapi pada "struktur tiga lapis".

Banyak orang memiliki kesalahpahaman: bahwa semakin padat lapisan isolasi, semakin tahan air. Faktanya, lapisan anti air kabel adalah proyek sistematis, dengan kira-kira tiga garis pertahanan dari dalam ke luar:

Garis pertama: penghalang air konduktor. Air yang merembes ke celah konduktor adalah masalah yang paling merepotkan. Kabel anti air kelas atas mengisi celah konduktor dengan pasta atau benang penahan air, yang mengembang saat bersentuhan dengan air untuk menutup celah.

Garis kedua: lapisan penahan air radial. Pita penahan air dililitkan di luar lapisan isolasi, juga berdasarkan prinsip pengembangan air. Beberapa produsen mengekstrusi pita komposit aluminium-plastik di sekeliling lapisan isolasi, ditambah selubung polietilen, menggunakan fusi panas suhu tinggi untuk menyatukannya sepenuhnya, membentuk penghalang fisik.

Garis ketiga dan terkuat: selubung logam. Untuk kabel tegangan tinggi (misalnya, 69kV ke atas), selubung logam langsung dipasang—seperti selubung aluminium yang ditekan panas, selubung timbal, atau selubung aluminium bergelombang yang dilas. Logam benar-benar kedap air, sehingga kemampuan anti air radial jenis kabel ini adalah "mutlak".

Tingkat tegangan yang berbeda memiliki persyaratan anti air yang sangat berbeda. Solusi anti air untuk kabel tegangan rendah (misalnya, 600V atau 1kV) sama sekali berbeda dari kabel tegangan tinggi.

Kabel tegangan rendah dan menengah: Umumnya, selubung luar HDPE yang diekstrusi ditambah pita penahan air sudah cukup. Selubung HDPE memiliki kepadatan lebih dari 0,94 g/cm³, dengan struktur molekul yang padat dan koefisien permeabilitas uap air yang sangat rendah. Banyak kabel pompa submersible dan kabel sumur dalam menggunakan struktur ini, yang dirancang khusus untuk perendaman air jangka panjang.

Kabel tegangan tinggi dan sangat tinggi: Selubung logam wajib. Selubung aluminium dan selubung timbal memberikan penyegelan yang lengkap. Banyak kabel bawah laut di luar negeri menggunakan isolasi XLPE dengan struktur selubung logam, yang umum terlihat pada proyek seperti ladang angin Laut Utara.

Data uji dunia nyata memberi tahu Anda: Berapa lama kabel XLPE yang anti air dengan baik dapat bertahan setelah direndam?

Teori adalah satu hal, tetapi data aktual lebih meyakinkan.

Uji rekayasa bawah air: Kabel dengan isolasi XLPE beroperasi terus menerus selama 5 tahun di air setinggi 3 meter tanpa degradasi signifikan pada kinerja isolasi atau peningkatan kerugian dielektrik akibat kelembaban.

Kecelakaan rembesan air terowongan kereta bawah tanah: Kabel dengan struktur penahan air radial mempertahankan lebih dari 90% resistansi isolasi awalnya setelah secara tidak sengaja terendam selama 24 jam.

Uji penuaan yang dipercepat: Penelitian SINTEF menunjukkan bahwa kabel XLPE pada dasarnya tidak mengembangkan pohon air ketika kelembaban relatif di bawah 70%; untuk sistem dengan selubung ganda, mungkin diperlukan lebih dari 50 tahun agar kelembaban relatif lapisan isolasi mencapai 70%.

Di sisi lain: Di garasi parkir bawah tanah perumahan, setelah 36 jam tergenang air, resistansi isolasi kabel tiga fasa turun dari 2000 MΩ menjadi 2,3 MΩ. Apa bedanya? Kemungkinan besar, ini disebabkan oleh lapisan anti air yang tidak memadai.

"Pohon air" adalah musuh terbesar kabel XLPE saat direndam. Ketika membahas masalah perendaman kabel XLPE, "penuaan pohon air" tidak dapat dihindari. Ini adalah fenomena degradasi mikroskopis pada isolasi XLPE yang disebabkan oleh kombinasi kelembaban dan medan listrik.

Proses pembentukan pohon air kira-kira sebagai berikut: Kelembaban merembes ke lapisan isolasi melalui cacat pada selubung. Di bawah pengaruh medan listrik, molekul air bergabung dengan kotoran dalam bahan isolasi untuk membentuk lingkungan mikro yang asam. Kemudian, medan listrik mendorong migrasi ion, menyebabkan rantai molekul putus dan membentuk pori-pori kecil, yang perlahan-lahan berkembang menjadi saluran pohon air yang bercabang.

Setelah pohon air terbentuk, kekuatan isolasi menurun secara signifikan—kekuatan dielektrik saluran pohon air hanya sepersepuluh hingga seperlima dari XLPE normal. Jika pohon air terus berkembang, ia dapat berubah menjadi pohon listrik di bawah tegangan lebih, yang pada akhirnya menyebabkan kerusakan isolasi.

Dampak pohon air pada masa pakai kabel sangat nyata: Kabel XLPE yang dirancang untuk masa pakai 30 hingga 40 tahun ketika tidak direndam dalam air dapat memiliki masa pakai yang dipersingkat menjadi 5 hingga 10 tahun jika direndam dalam jangka waktu lama; jika air mengandung garam atau zat asam, masa pakai bahkan bisa kurang dari 3 tahun.

Oleh karena itu, lapisan anti air dan ketahanan terhadap kelembaban tidak hanya untuk mencegah korsleting, tetapi juga untuk memastikan masa pakai kabel.

Dalam skenario apa kabel XLPE dapat direndam dalam air dengan aman?

Kabel pompa submersible dan kabel sumur dalam: Kabel-kabel ini dirancang untuk perendaman air jangka panjang. Isolasi XLPE yang dikombinasikan dengan selubung HDPE atau pelindung pita baja sudah sangat memadai. Bahkan ada kategori khusus "kabel XLPE submersible" di pasar internasional, yang digunakan dalam sistem drainase, pompa limbah, dan pompa sumur dalam.

Kabel bawah laut: Kabel bawah laut mewakili puncak aplikasi anti air XLPE. Kabel bawah laut berisolasi XLPE 500kV telah berhasil digunakan di kedalaman 200 meter di luar negeri. Namun, kabel bawah laut memiliki selubung logam khusus dan desain tahan korosi, yang tidak dapat diganti secara langsung oleh kabel XLPE biasa.

Penguburan bawah tanah dan akumulasi air di parit kabel: Ini tergantung pada produk spesifik. Kabel daya XLPE biasa umumnya baik-baik saja untuk perendaman air sesekali dalam jangka pendek, tetapi perendaman jangka panjang tidak disarankan. Saat memilih, cari peringkat anti air IPX7 atau lebih tinggi sesuai dengan IEC 60529, atau produk yang diberi label "penahan air" atau "submersible".

Tips Praktis untuk Pemasangan Kabel

Bahkan jika Anda menggunakan kabel anti air, masih ada beberapa detail yang perlu diperhatikan selama konstruksi di lapangan: Sambungan adalah titik terlemah—sebaik apa pun kabel itu sendiri dilapisi anti air, itu tidak berguna jika sambungannya tidak disegel dengan benar. Cangkang luar anti air yang sudah dibuat sebelumnya yang diisi dengan sealant diperlukan untuk mencapai perlindungan IP68.

Hindari perendaman kabel dalam jangka waktu lama—parit kabel harus memiliki lubang drainase, dan baki kabel harus memiliki penutup hujan; ini adalah persyaratan dasar.

Beli kabel sesuai standar internasional—IEC 60502-2 (kabel berisolasi yang diekstrusi dengan tegangan pengenal dari 1kV hingga 30kV), IEEE 404 (standar sambungan kabel), dan AEIC CS8 (kabel XLPE tegangan menengah dan tinggi) semuanya memiliki persyaratan khusus untuk ketahanan terhadap kelembaban. Kabel anti air yang memenuhi syarat harus lulus uji tekanan perendaman dan uji permeabilitas air.

Ringkasan
Bisakah kabel polietilen yang dihubungkan silang direndam dalam air? Ya, tetapi tergantung pada jenisnya.

Kabel daya XLPE biasa: Perendaman air sesekali dalam jangka pendek dapat diterima, tetapi perendaman jangka panjang tidak disarankan.

Kabel XLPE anti air: Kabel-kabel ini memiliki struktur penahan air, selubung HDPE, atau selubung logam, yang dirancang khusus untuk menahan lingkungan perendaman air. Gunakan dengan percaya diri.

Dua poin penting yang perlu dipertimbangkan: pertama, sejauh mana struktur anti air kabel; dan kedua, kualitas penyegelan sambungan.

Terakhir, peringatan: pencegahan jauh lebih penting daripada perbaikan ketika air masuk ke kabel. Begitu pohon air terbentuk di isolasi, kinerja kabel tidak dapat dipulihkan. Pengeringan hanya menghilangkan air bebas, tetapi kerusakan mikroskopis yang ditinggalkan oleh pohon air tidak dapat diperbaiki. Oleh karena itu, saat memilih kabel, jangan hanya melihat harganya; pertimbangkan juga peringkat anti air dan konfigurasi strukturalnya.