Við notkun ljósleiðara og rafmagnssnúra er raki mikilvægasti þátturinn sem veldur skertri afköstum. Ef vatn kemst inn í ljósleiðara getur það aukið rýrnun ljósleiðarans; ef það kemst inn í rafmagnssnúru getur það dregið úr einangrunargetu snúrunnar og haft áhrif á virkni hennar. Þess vegna eru vatnsheldandi einingar, svo sem vatnsgleypandi efni, hannaðar í framleiðsluferli ljósleiðara og rafmagnssnúra til að koma í veg fyrir raka eða vatn og tryggja þannig rekstraröryggi.
Helstu afurðir vatnsgleypandi efna eru meðal annars vatnsgleypið duft,vatnsheldandi teip, vatnsheldandi garnog bólgueyðandi vatnsheldandi smurolía o.s.frv. Eftir því hvar notað er má nota eina tegund af vatnsheldandi efni eða nokkrar mismunandi gerðir samtímis til að tryggja vatnsheldni kaplanna.
Með hraðri notkun 5G tækni er notkun ljósleiðara að verða sífellt útbreiddari og kröfur um þá eru að verða strangari. Sérstaklega með innleiðingu grænna og umhverfisverndarkrafna eru fullkomlega þurrir ljósleiðarar sífellt vinsælli á markaðnum. Mikilvægur eiginleiki fullkomlega þurrra ljósleiðara er að þeir nota ekki vatnsþéttandi fitu eða bólguþéttandi fitu. Í staðinn eru vatnsþéttandi borði og vatnsþéttandi trefjar notaðir til að þétta allan þversnið snúrunnar.
Notkun vatnsheldandi límbands í kapla og ljósleiðara er nokkuð algeng og mikið er til af rannsóknum um það. Hins vegar eru tiltölulega fáar rannsóknir birtar á vatnsheldandi garni, sérstaklega á vatnsheldandi trefjaefnum með afargleypnum eiginleikum. Vegna þess hve auðvelt er að taka þau upp við framleiðslu á ljósleiðara- og rafmagnssnúrum og einfaldrar vinnslu eru afargleypnir trefjaefni nú ákjósanlegasta vatnsheldandi efnið í framleiðslu á kaplum og ljósleiðara, sérstaklega þurrum ljósleiðara.
Notkun í framleiðslu á rafmagnssnúrum
Með sífelldri eflingu innviðauppbyggingar í Kína heldur eftirspurn eftir rafmagnssnúrum frá orkuverkefnum áfram að aukast. Snúrur eru venjulega lagðar beint í jarðveg, í skurði, göng eða yfir höfuð. Þær eru óhjákvæmilega í röku umhverfi eða í beinni snertingu við vatn og geta jafnvel verið dýfðar í vatn í stuttan eða langan tíma, sem veldur því að vatn smýgur hægt inn í snúruna. Undir áhrifum rafsviðs geta trélík mannvirki myndast í einangrunarlagi leiðarans, fyrirbæri sem kallast vatnstré. Þegar vatnstré vaxa að vissu marki munu þau leiða til bilunar á einangrun snúrunnar. Vatnstré eru nú viðurkennd á alþjóðavettvangi sem ein helsta orsök öldrunar snúrna. Til að bæta öryggi og áreiðanleika aflgjafakerfisins verður hönnun og framleiðsla snúrna að nota vatnsheldandi mannvirki eða vatnsheldandi ráðstafanir til að tryggja að snúran hafi góða vatnsheldandi eiginleika.
Vatnsgegndræpi í kaplum má almennt skipta í tvo flokka: geisla- (eða þversum) gegnum slíðrið og langsum (eða ásum) gegnum leiðarann og kjarna kapalsins. Til að loka vatnsvörninni er oft notuð alhliða vatnsvörn, svo sem ál-plast samsett borði sem er vafið langsum og síðan pressað út með pólýetýleni. Ef algjör geisla-vatnsvörn er nauðsynleg er notuð málmskífa. Fyrir algengar kaplar beinist vatnsvörn aðallega að langsum (ásum) vatnsgegndræpi.
Við hönnun kapalbyggingar ætti að taka mið af vatnsþoli í langsum (eða áslegum) átt leiðarans, vatnsþoli utan einangrunarlagsins og vatnsþoli í allri uppbyggingunni við vatnsheldni. Almennt séð er vatnsheldandi efni fyllt með vatnsheldandi efni innan og á yfirborði leiðarans. Fyrir háspennustrengi með leiðurum sem eru skipt í geira er mælt með því að nota vatnsheldandi garn sem vatnsheldandi efni í miðjunni, eins og sýnt er á mynd 1. Einnig er hægt að nota vatnsheldandi garn í fullri uppbyggingu vatnsheldandi mannvirkja. Með því að setja vatnsheldandi garn eða vatnsheldandi reipi ofin úr vatnsheldandi garni í bilin milli hinna ýmsu íhluta kapalsins er hægt að loka rásum fyrir vatn til að renna eftir áslegum átt kapalsins til að tryggja að kröfur um langsum vatnsþéttleika séu uppfylltar. Skýringarmynd af dæmigerðum fullri uppbyggingu vatnsheldandi kapalsins er sýnd á mynd 2.
Í kapalbyggingunum sem nefndar eru hér að ofan eru vatnsgleypnir trefjar notaðir sem vatnsblokkandi eining. Þessi virkni byggir á miklu magni af ofurgleypnum plastefnum sem eru til staðar á yfirborði trefjaefnisins. Þegar plastefnið kemst í snertingu við vatn þenst það hratt út í um það bil eitt sinn upprunalegt rúmmál sitt og myndar lokað vatnsblokkandi lag á ummálsþversniði kapalkjarna, sem lokar fyrir vatnsgegndræpisrásir og stöðvar frekari dreifingu og útbreiðslu vatns eða vatnsgufu eftir lengdarstefnunni og verndar þannig kapalinn á áhrifaríkan hátt.
Notkun í ljósleiðara
Ljósleiðni, vélræn frammistaða og umhverfisframmistaða ljósleiðara eru grundvallarkröfur samskiptakerfa. Ein ráðstöfun til að tryggja endingartíma ljósleiðara er að koma í veg fyrir að vatn komist inn í ljósleiðarann meðan á notkun stendur, sem myndi valda auknu tapi (þ.e. vetnistapi). Innrás vatns hefur áhrif á ljósgleypnipunkta ljósleiðarans á bylgjulengdarbilinu frá 1,3 μm til 1,60 μm, sem leiðir til aukins ljósleiðarataps. Þetta bylgjulengdarband nær yfir flest flutningsglugga sem notaðir eru í núverandi ljósleiðarasamskiptakerfum. Þess vegna verður vatnsheld uppbygging lykilþáttur í smíði ljósleiðara.
Vatnsheldandi uppbygging í ljósleiðurum skiptist í radíal vatnsheldandi hönnun og langsum vatnsheldandi hönnun. Radíal vatnsheldandi hönnunin notar alhliða vatnsheldandi slíður, þ.e. uppbyggingu með ál-plasti eða stál-plast samsettum borða sem er vafin langsum og síðan pressuð út með pólýetýleni. Samtímis er laus rör úr fjölliðaefnum eins og PBT (pólýbútýlen tereftalati) eða ryðfríu stáli bætt við utan um ljósleiðarann. Í langsum vatnsheldri uppbyggingu er tekið tillit til notkunar margra laga af vatnsheldandi efni fyrir alla hluta uppbyggingarinnar. Vatnsheldandi efni inni í lausa rörinu (eða í rifum á beinagrindarstreng) er breytt úr fyllingargerð vatnsheldandi fitu í vatnsgleypandi trefjaefni fyrir rörið. Einn eða tveir þræðir af vatnsheldandi garni eru settir samsíða styrktarþætti kapalkjarna til að koma í veg fyrir að utanaðkomandi vatnsgufa komist langsum eftir styrktarþættinum. Ef nauðsyn krefur er einnig hægt að setja vatnsheldandi trefjar í bilin á milli lausra strengja til að tryggja að ljósleiðarinn standist strangar vatnsgegndræpisprófanir. Uppbygging fullkomlega þurrs ljósleiðara notar oft lagskipta gerð, eins og sýnt er á mynd 3.
Birtingartími: 28. ágúst 2025