Sonuç: evet, ancak belirli koşullar altında.

Elektrik mühendisliği alanında çalışanlar muhtemelen bu ikilemle karşılaşmışlardır: kablo kanalında su varsa, doğrudan suya batırmak uygun mudur XLPE kabloları? Su altı döşemesi ek su yalıtımı gerektirir mi?

Cevap şudur: XLPE kablolarının kendileri belirli bir derecede suya dayanıklılığa sahiptir, ancak uzun süre suya batırılıp batırılamayacakları yapısal tasarımlarına ve koruma seviyelerine bağlıdır.

XLPE yalıtım malzemesi suya karşı hassas mıdır?

XLPE (çapraz bağlı polietilen), moleküler yapısı nedeniyle nemli ortamlarda kullanılabilir. Sıradan polietilenin üst sıcaklık sınırı yaklaşık 70°C iken, XLPE kimyasal çapraz bağlama yoluyla üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturarak kristalinitesini önemli ölçüde artırır. Bu yoğun yapı, su molekülü nüfuz etme oranını büyük ölçüde azaltır. %95 bağıl nemde, XLPE sıradan PE'ye kıyasla yalnızca bir miktar su emer.

Başka bir deyişle, XLPE yalıtım katmanının kendisi çok düşük bir su emme oranına sahiptir, bu da onu normal nemli ortamlarda PVC'den çok daha güvenilir kılar.

Ancak, "düşük su emme" "su emmeme" anlamına gelmez. Su molekülleri yavaşça yayılır ve yalıtım katmanına nüfuz eder. Laboratuvar verileri, 25°C saf suda 30 gün boyunca suya batırılan XLPE kablolarının yalıtım direncinde orijinal değerlerinin onda birine veya daha azına düşüş yaşayabileceğini göstermektedir; su tuz içeriyorsa, düşüş %90'ı aşabilir. Bu, yalıtım malzemesinin kendisinin uzun süreli suya dayanım gösteremediğini göstermektedir.

Kablo su yalıtımı, yalıtım katmanına değil, "üç katmanlı yapıya" dayanır.

Birçok insan yanılgıya sahiptir: yalıtım katmanı ne kadar yoğunsa, o kadar su geçirmezdir. Aslında, kablo su yalıtımı sistematik bir projedir ve içeriden dışarıya doğru yaklaşık üç savunma hattı vardır:

Birinci hat: iletken su bariyeri. İletken boşluklarına sızan su en sorunlu konudur. Üst düzey su geçirmez kablolar, iletken boşluklarını su ile temas ettiğinde genleşerek boşlukları kapatan su engelleyici macun veya iplikle doldurur.

İkinci hat: radyal su engelleyici katman. Yalıtım katmanının dışına su engelleyici bant sarılır, bu da su genleşmesi prensibine dayanır. Bazı üreticiler, yalıtım katmanının etrafına alüminyum-plastik kompozit bant ekstrüde eder, artı bir polietilen kılıf, yüksek sıcaklıkta ısı kaynağı kullanarak bunları tamamen birbirine bağlar ve fiziksel bir bariyer oluşturur.

Üçüncü ve en güçlü hat: metal kılıf. Yüksek gerilim kabloları (örneğin, 69kV ve üzeri) için doğrudan bir metal kılıf uygulanır; örneğin sıcak preslenmiş alüminyum kılıf, kurşun kılıf veya kaynaklı oluklu alüminyum kılıf. Metal tamamen suya geçirmezdir, bu nedenle bu tür kabloların radyal su geçirmezlik kabiliyeti "mutlaktır".

Farklı gerilim seviyeleri, büyük ölçüde farklı su yalıtımı gereksinimlerine sahiptir. Düşük gerilim kabloları (örneğin, 600V veya 1kV) için su yalıtımı çözümleri, yüksek gerilim kablolarından tamamen farklıdır.

Düşük ve orta gerilim kabloları: Genellikle, ekstrüde edilmiş HDPE dış kılıf artı su engelleyici bant yeterlidir. HDPE kılıflar, 0,94 g/cm³'ten fazla yoğunluğa, sıkıca paketlenmiş moleküler yapıya ve çok düşük su buharı geçirgenlik katsayısına sahiptir. Birçok dalgıç pompa kablosu ve derin kuyu kablosu, özellikle uzun süreli suya batırma için tasarlanmış bu yapıyı kullanır.

Yüksek ve ultra yüksek gerilim kabloları: Metal kılıf zorunludur. Alüminyum kılıflar ve kurşun kılıflar tam sızdırmazlık sağlar. Yurtdışındaki birçok denizaltı kablosu, yaygın olarak Kuzey Denizi rüzgar çiftliği gibi projelerde görülen XLPE yalıtımlı metal kılıf yapısını kullanır.

Gerçek dünya test verileri size şunu söylüyor: İyi su geçirmez bir XLPE kablosu suya batırıldıktan sonra ne kadar süre dayanabilir?

Teori bir şeydir, ancak gerçek veriler daha ikna edicidir.

Bir su altı mühendislik testi: XLPE yalıtımlı kablolar, 3 metre suda 5 yıl boyunca sürekli çalıştırıldı ve nem nedeniyle yalıtım performansında önemli bir bozulma veya dielektrik kaybında artış olmadı.

Bir metro tüneli su sızması kazası: Radyal su engelleyici yapıya sahip bir kablo, 24 saat boyunca kazara suya batırıldıktan sonra başlangıç yalıtım direncini %90'ın üzerinde korudu.

Hızlandırılmış yaşlanma testi: SINTEF araştırmaları, bağıl nem %70'in altında olduğunda XLPE kablolarının esasen su ağaçları oluşturmadığını göstermektedir; çift kılıflı sistemlerde, yalıtım katmanı bağıl neminin %70'e ulaşması 50 yıldan fazla sürebilir.

Öte yandan: Bir konut yer altı otoparkında, 36 saatlik selden sonra, üç fazlı bir kablonun yalıtım direnci 2000 MΩ'dan 2,3 MΩ'a düştü. Fark nedir? Büyük olasılıkla, yetersiz su yalıtımından kaynaklanmaktadır.

"Su ağaçları", suya batırıldığında XLPE kablolarının en büyük düşmanıdır. XLPE kablolarının suya batırılması konusunu tartışırken, "su ağacı yaşlanması" kaçınılmazdır. Bu, nem ve elektrik alanının birleşik etkilerinden kaynaklanan XLPE yalıtımında mikroskobik bir bozulma fenomenidir.

Su ağaçlarının oluşum süreci kabaca şu şekildedir: Nem, kılıf kusurlarından yalıtım katmanına sızar. Elektrik alanının etkisi altında, su molekülleri yalıtım malzemesindeki safsızlıklarla birleşerek asidik bir mikro ortam oluşturur. Ardından, elektrik alanı iyon göçünü yönlendirerek moleküler zincirlerin kırılmasına ve küçük gözeneklerin oluşmasına neden olur, bu da yavaş yavaş dendritik su ağacı kanallarına genişler.

Bir su ağacı oluştuğunda, yalıtım gücü önemli ölçüde düşer; su ağacı kanalının dielektrik gücü, normal XLPE'nin yalnızca onda biri ila beşte biri kadardır. Su ağacı gelişmeye devam ederse, aşırı gerilim altında bir elektrik ağacına dönüşebilir ve nihayetinde yalıtım arızasına yol açabilir.

Su ağaçlarının kablo ömrü üzerindeki etkisi çok gerçektir: Suya batırılmadığında 30 ila 40 yıl ömür için tasarlanmış XLPE kablolarının ömrü, uzun süre suya batırılırsa 5 ila 10 yıla kısalabilir; su tuz veya asidik maddeler içeriyorsa, ömür 3 yıldan az olabilir.

Bu nedenle, su yalıtımı ve neme dayanıklılık sadece kısa devreleri önlemekle kalmaz, aynı zamanda kablo ömrünü de sağlamakla ilgilidir.

Hangi senaryolarda XLPE kabloları güvenle suya batırılabilir?

Dalgıç pompa kabloları ve derin kuyu kabloları: Bu kablolar uzun süreli suya batırma için tasarlanmıştır. XLPE yalıtımı, HDPE kılıf veya çelik bant zırh ile birleştirildiğinde mükemmel şekilde yeterlidir. Uluslararası pazarda "dalgıç XLPE kablosu" olarak adlandırılan özel bir kategori bile vardır, drenaj sistemleri, kanalizasyon pompaları ve derin kuyu pompalarında kullanılır.

Denizaltı kabloları: Denizaltı kabloları, XLPE su yalıtımı uygulamalarının zirvesini temsil eder. 500kV XLPE yalıtımlı denizaltı kabloları yurtdışında 200 metre derinliklerde başarıyla kullanılmıştır. Ancak, denizaltı kabloları özel metal kılıflara ve korozyona dayanıklı tasarımlara sahiptir, bu da sıradan XLPE kablolarıyla doğrudan değiştirilemez.

Kablo kanallarında yer altı gömme ve su birikmesi: Bu, belirli ürüne bağlıdır. Sıradan XLPE güç kabloları genellikle ara sıra kısa süreli suya batırma için uygundur, ancak uzun süreli suya batırma su geçirmez kablolar gerektirir. Seçim yaparken, IEC 60529'a göre IPX7 veya daha yüksek su geçirmezlik derecelerine veya "su engelleyici" veya "dalgıç" olarak etiketlenmiş ürünlere bakın.

Kablo Döşeme İçin Pratik İpuçları

Su geçirmez kablolar kullansanız bile, saha inşaatı sırasında dikkat etmeniz gereken birkaç ayrıntı vardır: Eklemler en zayıf noktadır; kablonun kendisi ne kadar iyi su geçirmez olursa olsun, eklemler düzgün bir şekilde kapatılmazsa işe yaramaz. Sızdırmazlık malzemesiyle doldurulmuş önceden üretilmiş su geçirmez dış kabuk, IP68 koruması elde etmek için gereklidir.

Kabloların uzun süre suya batırılmasından kaçının; kablo kanallarında drenaj delikleri, kablo tepsilerinde yağmur örtüleri olmalıdır; bunlar temel gereksinimlerdir.

Uluslararası standartlara göre kablo satın alın; IEC 60502-2 (1kV ila 30kV nominal gerilimli ekstrüde yalıtımlı kablolar), IEEE 404 (kablo ek standartları) ve AEIC CS8 (orta ve yüksek gerilim XLPE kabloları) nem dayanımı için özel gereksinimlere sahiptir. Nitelikli bir su geçirmez kablo, batırma basınç testlerini ve su geçirgenlik testlerini geçmelidir.

Özet
Çapraz bağlı polietilen kablolar suya batırılabilir mi? Evet, ancak türe bağlıdır.

Sıradan XLPE güç kabloları: Kısa süreli, ara sıra suya batırma kabul edilebilir, ancak uzun süreli batırma önerilmez.

Su geçirmez XLPE kabloları: Bu kablolar, su batırma ortamlarına dayanacak şekilde özel olarak tasarlanmış su engelleyici yapı, HDPE kılıf veya metal kılıf özelliklerine sahiptir. Güvenle kullanın.

Dikkate alınması gereken iki anahtar nokta: birincisi, kablonun su geçirmez yapısının kapsamı; ikincisi, eklem sızdırmazlığının kalitesi.

Son olarak, bir uyarı: kablolara su girdiğinde önleme, iyileştirmeden çok daha önemlidir. Su ağaçları yalıtıma bir kez oluştuğunda, kablonun performansı geri döndürülemez. Kurutma sadece serbest suyu giderir, ancak su ağaçlarının bıraktığı mikroskobik hasar onarılamaz. Bu nedenle, kablo seçerken sadece fiyata bakmayın; su geçirmezlik derecesini ve yapısal konfigürasyonu da göz önünde bulundurun.