Selama pengoperasian kabel optik dan listrik, faktor paling signifikan yang menyebabkan penurunan kinerja adalah penetrasi kelembapan. Jika air masuk ke kabel optik, hal ini dapat meningkatkan atenuasi serat; jika masuk ke kabel listrik, hal ini dapat mengurangi kinerja insulasi kabel, yang memengaruhi pengoperasiannya. Oleh karena itu, unit penahan air, seperti material penyerap air, dirancang dalam proses manufaktur kabel optik dan listrik untuk mencegah kelembapan atau penetrasi air, sehingga menjamin keselamatan operasional.
Bentuk produk utama bahan penyerap air meliputi bubuk penyerap air,pita penahan air, benang penahan air, dan gemuk penahan air jenis pembengkakan, dll. Bergantung pada lokasi aplikasi, satu jenis material penahan air dapat digunakan, atau beberapa jenis berbeda dapat digunakan secara bersamaan untuk memastikan kinerja kabel kedap air.
Dengan pesatnya penerapan teknologi 5G, penggunaan kabel optik semakin meluas, dan persyaratannya pun semakin ketat. Terutama dengan diperkenalkannya persyaratan perlindungan lingkungan dan hijau, kabel optik kering sepenuhnya semakin diminati pasar. Keunggulan utama kabel optik kering sepenuhnya adalah tidak menggunakan gemuk penahan air tipe pengisian atau gemuk penahan air tipe pengembangan. Sebagai gantinya, pita penahan air dan serat penahan air digunakan untuk menahan air di seluruh penampang kabel.
Penggunaan pita penahan air pada kabel dan kabel optik cukup umum, dan terdapat banyak literatur penelitian tentangnya. Namun, penelitian tentang benang penahan air relatif lebih sedikit, terutama pada material serat penahan air dengan sifat super-absorben. Karena mudah diaplikasikan selama pembuatan kabel optik dan listrik serta proses yang sederhana, material serat super-absorben saat ini menjadi material penahan air yang lebih disukai dalam pembuatan kabel dan kabel optik, terutama kabel optik kering.
Aplikasi dalam Pembuatan Kabel Listrik
Dengan terus menguatnya pembangunan infrastruktur di Tiongkok, permintaan kabel listrik untuk mendukung proyek-proyek kelistrikan terus meningkat. Kabel biasanya dipasang dengan metode penimbunan langsung, di parit kabel, terowongan, atau metode di atas kepala. Kabel-kabel tersebut tak terhindarkan berada di lingkungan lembap atau bersentuhan langsung dengan air, bahkan mungkin terendam air dalam jangka pendek maupun panjang, yang menyebabkan air perlahan-lahan meresap ke dalam kabel. Di bawah pengaruh medan listrik, struktur seperti pohon dapat terbentuk di lapisan insulasi konduktor, sebuah fenomena yang dikenal sebagai water treeing. Ketika pohon air tumbuh hingga batas tertentu, hal ini akan menyebabkan kerusakan pada insulasi kabel. Water treeing kini diakui secara internasional sebagai salah satu penyebab utama penuaan kabel. Untuk meningkatkan keamanan dan keandalan sistem catu daya, desain dan manufaktur kabel harus mengadopsi struktur penahan air atau langkah-langkah kedap air untuk memastikan kabel memiliki kinerja penahan air yang baik.
Jalur penetrasi air pada kabel secara umum dapat dibagi menjadi dua jenis: penetrasi radial (atau transversal) melalui selubung, dan penetrasi longitudinal (atau aksial) di sepanjang konduktor dan inti kabel. Untuk pemblokiran air radial (transversal), selubung pemblokiran air yang komprehensif, seperti pita komposit aluminium-plastik yang dibungkus longitudinal dan kemudian diekstrusi dengan polietilena, sering digunakan. Jika pemblokiran air radial yang lengkap diperlukan, struktur selubung logam digunakan. Untuk kabel yang umum digunakan, perlindungan pemblokiran air terutama berfokus pada penetrasi air longitudinal (aksial).
Saat merancang struktur kabel, langkah-langkah kedap air harus mempertimbangkan ketahanan air pada arah longitudinal (atau aksial) konduktor, ketahanan air di luar lapisan insulasi, dan ketahanan air di seluruh struktur. Metode umum untuk konduktor penahan air adalah dengan mengisi material penahan air di bagian dalam dan permukaan konduktor. Untuk kabel tegangan tinggi dengan konduktor yang terbagi dalam beberapa sektor, disarankan menggunakan benang penahan air sebagai material penahan air di bagian tengah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Benang penahan air juga dapat diaplikasikan pada struktur penahan air struktur penuh. Dengan menempatkan benang penahan air atau tali penahan air yang ditenun dari benang penahan air di celah-celah antara berbagai komponen kabel, saluran air yang mengalir sepanjang arah aksial kabel dapat diblokir untuk memastikan bahwa persyaratan kedap air longitudinal terpenuhi. Diagram skema kabel penahan air struktur penuh yang umum ditunjukkan pada Gambar 2.
Pada struktur kabel yang disebutkan di atas, material serat penyerap air digunakan sebagai unit penahan air. Mekanisme ini bergantung pada sejumlah besar resin superabsorben yang terdapat pada permukaan material serat. Saat terkena air, resin tersebut dengan cepat mengembang hingga 400 hingga 400 kali lipat volume aslinya, membentuk lapisan penahan air tertutup pada penampang keliling inti kabel, menghalangi saluran penetrasi air, dan menghentikan difusi dan perluasan air atau uap air lebih lanjut di sepanjang arah longitudinal, sehingga secara efektif melindungi kabel.
Aplikasi dalam Kabel Optik
Performa transmisi optik, performa mekanis, dan performa lingkungan kabel optik merupakan persyaratan paling dasar dari sebuah sistem komunikasi. Salah satu langkah untuk memastikan masa pakai kabel optik adalah mencegah air masuk ke dalam serat optik selama pengoperasian, yang dapat menyebabkan peningkatan rugi-rugi (yaitu, kehilangan hidrogen). Intrusi air memengaruhi puncak serapan cahaya serat optik pada rentang panjang gelombang 1,3μm hingga 1,60μm, yang menyebabkan peningkatan rugi-rugi serat optik. Pita panjang gelombang ini mencakup sebagian besar jendela transmisi yang digunakan dalam sistem komunikasi optik saat ini. Oleh karena itu, desain struktur kedap air menjadi elemen kunci dalam konstruksi kabel optik.
Desain struktur penahan air pada kabel optik dibagi menjadi desain penahan air radial dan desain penahan air longitudinal. Desain penahan air radial mengadopsi selubung penahan air yang komprehensif, yaitu struktur dengan pita komposit aluminium-plastik atau baja-plastik yang dibungkus secara longitudinal dan kemudian diekstrusi dengan polietilena. Bersamaan dengan itu, tabung lepas yang terbuat dari bahan polimer seperti PBT (Polibutilen tereftalat) atau baja tahan karat ditambahkan di luar serat optik. Dalam desain struktur kedap air longitudinal, penerapan beberapa lapisan bahan penahan air dipertimbangkan untuk setiap bagian struktur. Bahan penahan air di dalam tabung lepas (atau di dalam alur kabel tipe rangka) diubah dari gemuk penahan air tipe pengisi menjadi bahan serat penyerap air untuk tabung tersebut. Satu atau dua untai benang penahan air ditempatkan sejajar dengan elemen penguat inti kabel untuk mencegah uap air eksternal menembus secara longitudinal di sepanjang elemen penguat. Jika perlu, serat penahan air juga dapat ditempatkan di celah-celah di antara tabung-tabung lepas yang terpilin untuk memastikan kabel optik lolos uji penetrasi air yang ketat. Struktur kabel optik yang benar-benar kering sering kali menggunakan tipe pilinan berlapis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Waktu posting: 28-Agu-2025