منع الماء في الكابلات: أشرطة وخصلات وحشو هلامي

اتجاهان للحماية

يتحدث المهندسون عن دخول الماء إلى الكابل من اتجاهين:

• شعاعياً: ماء يعبر الغلاف من الخارج، بالانتشار مع الوقت أو عبر تلف. ويتحكم في ذلك مادة الغلاف وأي حاجز معدني أو ملجنّ تحته.
• طولياً: ماء دخل من نقطة واحدة يتحرك داخل الكابل، عبر الفراغات بين الموصلات والألياف والأنابيب والحشو. ويتحكم في ذلك مواد منع الماء داخل الكابل.

الحماية الشعاعية تقلل كم الماء الذي يدخل. والحماية الطولية تحدّد كم المسافة التي يقطعها متى دخل. والكابل المدفون أو المموَّر يحتاج نظرة على الاثنين، لأن تلف الغلاف أثناء التركيب أو من حركة التربة خطر معتاد لا استثناء. وأي مستوى حماية يحتاجه المشروع وكيف يُختبر يحدده معيار الكابل أو مواصفة المشروع ويؤكَّد لكل ورقة بيانات.

الطرق الرئيسية

والتوليفة المستخدمة في كابل معين، والاختبار الذي يثبتها، تذكران وفق المعيار أو ورقة البيانات. وتركيبات منع الماء تتفاوت كثيراً بين المصانع، فلا يفترض المكتب أن تصميم مصنع ينطبق على آخر.

كابل الألياف: تصاميم هلامية وجافة

الماء مصدر قلق خاص في كابل الألياف لأنه يمكن أن يتجمد فيجهد الألياف، وعلى مدى طويل يمكن أن يؤثر في متانة الليف. لذلك تشمل كابلات الأنابيب السائبة الخارجية دائماً تقريباً منع ماء طولياً. ومرجع GYTS في صفحة كابلات الألياف الخارجية مبني من عنصر شد فولاذي مركزي، وأنابيب سائبة محشوة هلاماً مجمَّعة بحبال حشو، ومادة منع ماء في القلب، وشريط فولاذ مضلَّج ملجنّ بالبلاستيك (PSP)، وغلاف PE. أما نسخة GYTA فتستخدم ملجن ألومنيوم-بولي إيثيلين (APL) بدلاً منه. وتصف أوراق البيانات العلنية لهذه العائلة القلبَ محشواً بمركب أو مزوَّداً بخيط وشريط مانعَي ماء.

تصاميم الحشو الكامل بالهلام لها سجل طويل. وتصاميم القلب الجاف، التي تستخدم خصلات وأشرطة منتفخة في القلب مع إبقاء الهلام في الأنابيب، أسهل وأنظف تجهيزاً عند الوصلات. ويفضلها المركِّبون كثيراً لهذا السبب. فالأنابيب المحشوة بالهلام تحتاج مذيباً ومناديل عند كل وصلة، وتستغرق تجهيزاً أطول وتترك راسباً في الصناديق، وهذا يتكدس على الشبكات كثيرة الوصلات. وتصاميم القلب الجاف تقلل ذلك العمل، لكنها تعتمد على وجود المواد المنتفخة على طول الكامل، فنتيجة اختبار نفاذ الماء تهم أكثر. وللكابلات الجوية والقنوات ذات نقاط الوصول الكثيرة، فرق المناولة قد يفوق فروق السعر الصغيرة. والاختيار بينهما يقرره عادة معيار مشغّل الشبكة. وTelcordia GR-20 هو المرجع الشائع لمتطلبات كابل الألياف الخارجي؛ ويشرح مقال الأنبوب السائب مقابل الغلاف المشدود لماذا كابلات الغلاف المشدود الداخلية عادة بلا منع ماء أصلاً.

كابل الطاقة: متى وأين

كابل الطاقة المنخفض المركَّب في مواضع داخلية جافة نادراً ما يضم طبقات منع ماء مخصصة. وللتركيبات المدفونة والرطبة تتغير الصورة، خصوصاً عند الجهد المتوسط. فالماء الذي يبلغ عزل XLPE تحت إجهاد كهربائي يمكن، مع الوقت، أن يسهم في تكوّن الأشجار المائية، كما في مقال الطبقات شبه الموصلة. فمواصفات الجهد المتوسط للأرض الرطبة تطلب غالباً:

• منع ماء طولياً بأشرطة منتفخة فوق شاشة العزل وحول الشاشة المعدنية، فيبقى الماء الداخل من عيب غلاف محلياً.
• حاجزاً شعاعياً مثل ملجن ألومنيوم أو معدن آخر ملتحم بالغلاف الخارجي.
• غلافاً خارجياً PE بدلاً من PVC حيث تسمح طريقة التركيب.

وتركيبة الجهد المتوسط المرجعية في صفحة كابلات الجهد المتوسط تصميم قياسي Cu/XLPE/CTS/PVC بلا طبقات منع ماء مخصصة، فالكابل المانع للماء عند الجهد المتوسط تركيبة مختلفة تحتاج تغطية اختبار نمطي خاصة بها. والمصمم أو المرافق يحدد هل يلزم وكيف يُختبر.

ما يسوء

إخفاقات منع الماء عادة غير مرئية عند التسليم. والأسباب الشائعة:

1. مادة ناقصة أو منقوصة: خصلات أو أشرطة منتفخة محذوفة، أو مطبقة بفجوات، لتوفير الكلفة.
2. موضع خاطئ: خصلات منع ماء في القلب لا حيث يسافر الماء فعلاً، مثلاً بين الأنبوب والغلاف.
3. أطراف غير مغلقة: بكرات تُشحن أو تُخزن بأطراف كابل مفتوحة، فيدخل الماء قبل التركيب. وأغطية الأطراف جزء بسيط ومهم من التغليف؛ راجع التغليف والبكرات.
4. انجراف تركيبة: مصنع يغيّر مورّد الشريط أو الخيط دون تحديث الاختبار النمطي.

اختبار نفاذ الماء على عينة، بطريقة المعيار المنطبق، هو الفحص الأوضح. ويطلب المكتب تقرير الاختبار النمطي الشامل لنفاذ الماء لنفس التركيبة، وللطلبات الكبيرة أو الحرجة اختبار عينة بشهود ضمن الاختبار والفحص.

تحديد منع الماء

بند طلب عرض السعر ينبغي أن يذكر هل يلزم منع ماء طولي، وهل يلزم حاجز شعاعي، ومادة الغلاف، وطريقة الاختبار التي ستُستخدم للتحقق، وأي تفضيل من المشغّل لتصاميم جافة أو مملوءة. ولكابل الألياف، أضف عدد القلوب وطريقة التركيب (قناة أو جو أو دفن مباشر). ومدة تسليم التركيبات المانعة للماء تتوقف على المواد وجدولة الخط وتؤكَّد كتابياً لكل طلب؛ راجع صفحة الحد الأدنى للطلب ومدة التسليم، أو أرسل القائمة عبر نموذج عرض السعر.