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Introducción al cable estanco/cable impermeable/cable sumergible
El cable estanco se utiliza principalmente para la conexión eléctrica entre equipos y es necesario para trabajar en entornos submarinos. El cable estanco es un cable con rendimiento impermeable, que se puede utilizar en entornos húmedos e inundados. Por lo general, adopta un diseño y materiales especiales para evitar que la humedad penetre en el cable, protegiendo así el rendimiento y la seguridad del cable.
Historial de desarrollo de cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles
Con el rápido desarrollo de la industria de construcción naval y de los buques submarinos, no solo existen requisitos de estanqueidad transversal para los cables marinos, sino también requisitos de estanqueidad longitudinal. Al mismo tiempo, para obtener señales acústicas submarinas débiles en la interferencia del océano, el cable debe tener un buen rendimiento de bajo ruido. Los cables estancos y de bajo ruido harán importantes contribuciones al desarrollo de los cables submarinos y la acústica submarina.
Existen muchas variedades de cables estancos longitudinales, incluidos cables de teléfono con aislamiento de plástico rellenos de yeso, cables estancos rellenos de polvo, cables estancos con estructuras de pared estancas, etc. A principios de la década de 1960, el Reino Unido comenzó a producir cables rellenos a modo de prueba. Desde 1967, todos los cables de cableado de la Administración General de Correos y Telecomunicaciones británica han adoptado cables rellenos. A fines de la década de 1960, Estados Unidos comenzó a producir cables rellenos en dos departamentos importantes, Bell Laboratories y Essex Company, y amplió su aplicación en cables enterrados directamente. En 1977-1978, los cables rellenos representaban el 100% de los cables enterrados directamente. Algunos otros países capitalistas, como Japón y Alemania Occidental, también otorgaron gran importancia al desarrollo de relés estancos.
Estructura del cable estanco/cable impermeable/cable sumergible
En China, también existen algunas variedades de cables longitudinales estancos. Nuestra empresa ha desarrollado cables de radiofrecuencia de alta resistencia de polietileno irradiado 900# —2 y cables longitudinales sellados completamente rellenos de polietileno. Las unidades Brother también tienen cables rellenos de vaselina. Estos cables se centran en resolver los problemas de fugas longitudinales y de impermeabilidad de los cables.
Conductor: cable de cobre ultrafino resistente a la flexión, trenzado fino y libre de oxígeno/cable de cobre estañado, de conformidad con los principales estándares internacionales como IEC60228, EN, UL, etc.
Aislamiento: PE, PUR, TPE y otros materiales.
Núcleo del cable: números negros y números blancos, más de 3 núcleos con cable de tierra de color amarillo-verde (amarillo-verde opcional)
Estructura: capas anti-torsión o pares trenzados agrupados + relleno de huecos trenzados múltiples
Vaina interior: vaina interior de extrusión fuerte modificada de baja viscosidad (opcional)
Interior: se pueden agregar líneas de pantalla de video, líneas de comunicación, etc. según las necesidades del cliente.
Blindaje: blindaje trenzado de malla de cobre estañado, densidad > 80%
Material de la funda: poliuretano poliéter/material de poliuretano ordinario, etc.
Color de la funda: negro/gris/naranja/amarillo, también se puede personalizar.
La razón por la que los cables estancos pueden mantener su rendimiento eléctrico e integridad mecánica en entornos húmedos o bajo el agua se debe principalmente a la selección especial de materiales y al diseño estructural. A continuación, se enumeran los materiales clave que componen los cables estancos y sus respectivas funciones:
Materiales de la cubierta exterior de cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles Cloruro de polivinilo (PVC):
El PVC es un material común para revestimientos exteriores que se utiliza ampliamente debido a su precio relativamente bajo, su buena resistencia al desgaste y a la intemperie. Sin embargo, para aplicaciones que requieren un mayor rendimiento a prueba de agua, el PVC puede no ser la mejor opción.
Cable de poliuretano (PU):
La cubierta exterior de poliuretano tiene mejor resistencia al desgaste y al aceite, y es adecuada para ocasiones que requieren mayor resistencia mecánica y resistencia química.
Cable de polietileno reticulado (XLPE):
XLPE es un material de polietileno obtenido mediante tratamiento de reticulación química, que tiene mayor resistencia al calor y rendimiento de aislamiento eléctrico y es adecuado para aplicaciones en entornos de alta temperatura y alta presión.
Materiales de la capa de aislamiento de cables estancos
Cable de caucho termoplástico (TPR):
TPR es un material con buena elasticidad y flexibilidad, adecuado para hacer la capa de aislamiento de cables y puede proporcionar un buen efecto de aislamiento eléctrico.
Cable de elastómero de poliuretano termoplástico (TPU): el elastómero de poliuretano termoplástico (TPU) se puede dividir en tipo poliéster y tipo poliéter según la estructura molecular, y se puede dividir en grado de moldeo por inyección, grado de extrusión, grado de moldeo por soplado, etc. según el método de procesamiento.
Elastómero termoplástico (TPE):
El TPE tiene una excelente resistencia al envejecimiento y suavidad, y es adecuado como material de aislamiento para cables estancos, especialmente en aplicaciones que requieren curvaturas frecuentes.
Fluoroplástico (como FEP, PTFE):
El fluoroplástico es un material ideal para fabricar aislamientos de cables herméticos de alto rendimiento debido a su excelente resistencia química, resistencia al calor y no absorción de agua, especialmente para aplicaciones en entornos extremos.
Cable estanco/Cable impermeable Material de la capa impermeable
Cinta impermeable:
Dentro del cable, generalmente se envuelve una capa de cinta impermeable alrededor del conductor para evitar que la humedad penetre en el cable.
Relleno impermeable:
Algunos cables rellenan los huecos con pegamento o grasa impermeable para mejorar aún más el efecto impermeable.
Recubrimiento impermeable:
Se aplica una capa de revestimiento impermeable a la superficie del cable para evitar eficazmente la entrada de humedad.
Material de capa de protección de cable impermeable
Trenza de metal:
El uso de una trenza de metal como capa de protección no solo puede mejorar la capacidad antiinterferencia del cable, sino también mejorar su resistencia mecánica.
Papel de aluminio o papel de cobre:
En algunos casos, se agrega una capa de papel de aluminio o de cobre a la capa de aislamiento como capa de protección para mejorar el rendimiento de la compatibilidad electromagnética (EMC).
Materiales de refuerzo de cables impermeables
Armadura de alambre de acero:
Para aplicaciones que requieren protección mecánica adicional, como cables submarinos, se utiliza una armadura de alambre de acero para mejorar la resistencia a la tracción y a la compresión del cable.
Materiales reforzados con fibra:
También se pueden utilizar materiales reforzados con fibra (como fibras de aramida) para mejorar la resistencia mecánica del cable cuando no se requiere armadura metálica.
Uniones de cables y materiales terminales estancos
Sellador impermeable:
Se utiliza sellador impermeable en las uniones y terminales del cable para garantizar el sellado de estas partes y evitar la entrada de humedad.
Anillo de sellado impermeable:
Cuando el cable pasa a través de la pared o de la carcasa del equipo, se utiliza un anillo de sellado impermeable para cerrar cualquier posible hueco.
Mediante la combinación y el diseño razonables de estos materiales, los cables estancos pueden proporcionar conexiones eléctricas confiables en diversos entornos hostiles para garantizar el funcionamiento normal del equipo.
Clasificación de cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles
Los cables estancos se dividen en estancos longitudinales y estancos transversales.
Puntos clave de la estanqueidad transversal: Se trata principalmente de rellenar los huecos entre cables multiconductores con pegamento y cinta impermeabilizante.
Puntos clave de la estanqueidad longitudinal: Además de rellenar los huecos entre los cables, la torsión del conductor también debe rellenarse con cola.
En la actualidad, los cables estancos longitudinales de uso común se pueden dividir en seis categorías según sus usos y características, a saber:
Cables eléctricos estancos longitudinales;
Cables coaxiales estancos longitudinales;
Cables de señal longitudinales estancos (estructura de doble grano);
Cables de control estancos longitudinales;
Cables ópticos estancos longitudinales;
Cables compuestos longitudinales estancos (incluyendo fibra óptica, señal, línea eléctrica y línea de control o cualquier combinación de las mismas, este tipo de tarifa eléctrica es más baja.
Características de los cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles
- Rendimiento a prueba de agua: los cables a prueba de agua utilizan un diseño y materiales especiales a prueba de agua para evitar de manera efectiva que la humedad penetre en el cable. Este rendimiento a prueba de agua puede proporcionar una transmisión confiable de energía, señal y datos en entornos húmedos e inundados.
- Rendimiento de sellado: los cables herméticos suelen tener un buen rendimiento de sellado, lo que puede evitar que la humedad ingrese al cable a través de la cubierta o el conector del cable. Este rendimiento de sellado puede garantizar el funcionamiento confiable a largo plazo del cable en entornos húmedos o bajo el agua.
- Durabilidad: Los cables estancos suelen tener una buena durabilidad y pueden resistir la influencia de las condiciones ambientales como la humedad, las inundaciones, la corrosión, etc. Por lo general, adoptan materiales y estructuras resistentes al agua y a la corrosión para garantizar un rendimiento estable a largo plazo.
- Amplia gama de aplicaciones: Los cables estancos son adecuados para diversos escenarios que requieren un rendimiento a prueba de agua, como equipos submarinos, equipos para exteriores, barcos, ingeniería marina, minas, etc. Pueden transmitir energía, señales y datos para satisfacer las necesidades de diferentes aplicaciones.
Ventajas de los cables estancos/Cable impermeable
- Pequeño diámetro exterior, peso ligero, pequeña ocupación de espacio (una serie de problemas que normalmente se pueden resolver con varios cables se pueden sustituir por un cable compuesto);
- Bajos costos de adquisición de clientes, bajos costos de construcción y bajos costos de construcción de redes;
- Tiene un rendimiento de flexión superior y buena resistencia a la presión lateral, y es fácil de construir;
- Proporciona múltiples tecnologías de transmisión al mismo tiempo, con alta adaptabilidad y escalabilidad del mismo equipo, y el producto tiene una amplia gama de aplicaciones;
- Proporciona acceso a un gran ancho de banda;
- Ahorra costes, utiliza la fibra óptica como uso reservado al hogar y evita cableado secundario;
- Resolver el problema del consumo de energía de los equipos en la construcción de la red (evitar el tendido repetido de líneas de suministro de energía).
Principales áreas de aplicación de cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles:
Aplicaciones oceánicas y submarinas
Los cables estancos, por sus propiedades únicas de impermeabilidad, son de gran valor en diversas ocasiones que requieren resistencia al agua o trabajar en ambientes húmedos.
Exploración e investigación de los océanos:
Detectores submarinos: Los equipos utilizados para la exploración de aguas profundas, estudios geológicos y otras actividades generalmente requieren cables estancos para transmitir energía y datos.
Robots submarinos (ROV/AUV): Los vehículos submarinos autónomos o controlados de forma remota dependen de cables herméticos para alimentarse y transmitir señales de control cuando realizan tareas.
Ingeniería oceánica:
Parques eólicos marinos: se requieren conexiones eléctricas confiables entre la estructura de cimentación y la torre de las turbinas eólicas marinas, y los cables estancos son una opción ideal.
Plataformas de perforación petrolera: En las plataformas de extracción de petróleo y gas en alta mar, se utilizan cables estancos para conectar diversos equipos y garantizar su funcionamiento normal en entornos de agua salada.
Barcos y submarinos:
Equipos de a bordo: El sistema de navegación, el equipo de comunicación, el sistema de control del motor, etc. del barco requieren cables estancos para garantizar su funcionamiento normal.
Cuando se opera en el agua.
Cables submarinos: La conexión entre equipos internos y externos en los submarinos también requiere el uso de cables estancos para garantizar la seguridad de las operaciones submarinas.
Aplicaciones industriales
Automatización de fábrica: En algunas líneas de producción que necesitan limpieza periódica, los cables herméticos pueden evitar que el agua y los detergentes entren en el interior del cable para garantizar el funcionamiento continuo de la línea de producción.
Procesamiento de alimentos: En las plantas de procesamiento de alimentos, se utilizan cables estancos para conectar equipos que necesitan lavarse frecuentemente con agua, como cintas transportadoras, máquinas envasadoras, etc.
Minería: En las minas subterráneas, se utilizan cables estancos para conectar instalaciones importantes como sistemas de iluminación, equipos de ventilación y polipastos para garantizar el funcionamiento normal de los equipos en ambientes húmedos.
Construcción de infraestructura
Sistemas de drenaje urbano: En los sistemas de drenaje urbano, se utilizan cables estancos para conectar equipos como bombas de agua y controladores de válvulas para garantizar el funcionamiento normal de los sistemas de drenaje durante las temporadas de lluvias o inundaciones.
Puentes y Túneles: En la construcción de puentes y túneles se utilizan cables estancos para conectar sistemas de iluminación, ventilación, monitorización y otros para garantizar la seguridad de estas infraestructuras en entornos húmedos o submarinos.
Plantas de tratamiento de agua: En las plantas de tratamiento de aguas residuales y sistemas de suministro de agua, se utilizan cables estancos para conectar diversos instrumentos de monitoreo, equipos de estaciones de bombeo, etc. para garantizar la seguridad eléctrica durante el tratamiento y transporte de la calidad del agua.
Agricultura y jardinería
Sistema de riego: En el sistema de riego de la finca se utilizan cables estancos para conectar equipos de aspersión, sistemas de riego por goteo, etc. para garantizar que los cables no se vean afectados por el agua durante el proceso de riego.
Control de invernadero: La humedad en el invernadero es alta y se utilizan cables herméticos para conectar sistemas de control de temperatura, sistemas de pulverización y otros equipos para mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento de las plantas.
Entorno especial
Piscinas y spas: En piscinas y spas se utilizan cables estancos para conectar iluminación, sistemas de filtración, equipos de calefacción, etc. para garantizar la seguridad y comodidad de los visitantes.
Vallas publicitarias exteriores: En las pantallas o vallas LED exteriores se utilizan cables estancos para conectar las fuentes de alimentación y las unidades de control para evitar la entrada de agua de lluvia y provocar fallos de funcionamiento.
Recomendaciones de productos y parámetros técnicos de cables estancos/cables impermeables
Tensión nominal: 300/500 V; (se pueden personalizar otras especificaciones)
Tensión de prueba: 1500 V;
Rango de temperatura: -65℃～+125℃; (se pueden personalizar otras especificaciones)
Radio de curvatura mínimo del cable resistente al agua del mar durante el movimiento continuo: 4× diámetro exterior del cable
Resistencia a la presión longitudinal y transversal: 10 Mpa
Radio de curvatura: 6D
Doblado según norma: GJB1916, 10.000 veces.
Material de la funda impermeable: TPU
19 núcleos (4 cables de señal blindados de 0,5 mm2 + 4 cables de red de categoría 7 de 26 AWG + 2 cables de alimentación de 1,0 mm2 + coaxial de 50 ohmios + 4 cables de control de 0,75 mm2) (se pueden personalizar otras especificaciones)
Ámbito de aplicación del cable estanco/cable impermeable/cable sumergible
El cable estanco es adecuado para cables integrados multinúcleo de alta estanqueidad y resistentes a la flexión en los campos de barcos, plataformas petrolíferas en alta mar, exploración de recursos en aguas profundas, etc. También se puede utilizar para varios tipos de cables conductores de motores sumergibles, alambres y cables utilizados para telescópicos/arrastre en aguas profundas, bombas sumergibles y varios aparatos eléctricos que funcionan bajo el agua desde la conexión de energía submarina hasta la de agua.
Algunas normas y consideraciones comunes para la clasificación de cables estancos:
Clasificación IP
Una de las normas más utilizadas es la clasificación de protección de entrada internacional (clasificación IP), que es un conjunto de clasificaciones de protección definidas por la norma IEC 60529 para indicar el grado de protección de los productos eléctricos contra la intrusión externa de sólidos y líquidos. En el caso de los cables estancos, la principal preocupación es la resistencia al agua:
IP68: este es el nivel más alto de resistencia al agua, lo que indica que el dispositivo puede sumergirse en agua a una presión y profundidad específicas durante un tiempo prolongado sin que entre agua. En concreto, IP68 significa que el dispositivo puede sumergirse completamente en agua en las condiciones especificadas por el fabricante (como la profundidad y la duración del agua).
Clasificación de la prueba de presión del agua
Además de la clasificación IP, los cables estancos también pueden clasificarse según su capacidad para soportar la presión del agua. Esta clasificación suele tener en cuenta la durabilidad del cable en diferentes condiciones de presión del agua:
4,5 MPa: Algunos cables estancos pueden soportar 4,5 MPa (aproximadamente equivalente a 45 bar) de presión de agua longitudinal.
6,0 MPa: Un nivel superior de cables estancos puede soportar 6,0 MPa (aproximadamente igual a 60 bar) de presión de agua lateral y longitudinal.
10,0 MPa / 70,0 MPa: Para aplicaciones que necesitan trabajar en entornos con presiones de agua extremadamente altas, como equipos de exploración en aguas profundas, los cables estancos pueden necesitar soportar presiones de agua de hasta 10,0 MPa o incluso 70,0 MPa.
Otros indicadores de desempeño
Además del nivel de protección y la prueba de presión de agua mencionados anteriormente, el rendimiento de los cables estancos también se puede medir mediante los siguientes indicadores:
Nivel de voltaje: el nivel máximo de voltaje que puede soportar el cable, como 500 V o 1000 V.
Prueba de resistencia de tensión CA: La capacidad del cable para soportar una tensión CA superior a la tensión nominal durante un tiempo específico sin sufrir averías.
Rango de temperatura de funcionamiento: La capacidad del cable para funcionar normalmente dentro de un rango de temperatura específico.
Resistencia mecánica: Incluye la resistencia a la tracción y a la compresión del cable.
Casos de aplicación de cables estancos
Dependiendo de los grados anteriores, los cables estancos son adecuados para una variedad de entornos:
Aplicaciones en aguas poco profundas: para conexiones de equipos en lagos y ríos, generalmente se utilizan cables estancos de menor calidad.
Aplicaciones en aguas profundas: para la exploración marina y los equipos de aguas profundas, se requieren cables estancos de alta calidad para garantizar que se mantenga el rendimiento bajo alta presión.
Entorno especial: si el cable necesita funcionar en temperaturas extremas o en entornos de corrosión química, se requiere un cable hermético personalizado.
Tendencia de desarrollo técnico de cables estancos/cables impermeables/cables sumergibles
En la actualidad, los investigadores de TST CABLES están trabajando para desarrollar materiales para cables impermeables de mayor rendimiento que satisfagan las necesidades del mercado futuro. Por ejemplo:
Cable estanco de polímero de alto rendimiento: Desarrollar nuevos materiales poliméricos, como poliuretano modificado (TPU), poliimida (PI), etc., para mejorar la resistencia al agua, la resistencia química y la resistencia mecánica del cable.
Cable hermético con nanomateriales: utilice la nanotecnología para mejorar las propiedades impermeables y mecánicas del cable, por ejemplo añadiendo nanopartículas para mejorar la microestructura del material.
Cable hermético hecho de material de origen biológico: explore el uso de polímeros de origen biológico para reemplazar materiales plásticos tradicionales y reducir el impacto en el medio ambiente.
Cable estanco de material degradable: Desarrollar materiales de cable estancos que puedan degradarse naturalmente bajo ciertas condiciones para reducir el daño de los desechos al medio ambiente.
Cable micro estanco: Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica, los cables estancos tienden a ser de menor tamaño y son adecuados para aplicaciones que requieren un diseño compacto.
Cable estanco de diseño liviano: reduce el peso del cable optimizando la selección del material y el diseño estructural, mejora la portabilidad y la conveniencia de instalación.
Componentes de cable modulares estancos: Desarrollar componentes modulares desmontables y reemplazables para facilitar la reparación y actualización de cables y reducir los costos de mantenimiento.
Cable estanco con sensores incorporados: sensores integrados de temperatura, humedad, presión y otros para lograr un monitoreo en tiempo real del estado de operación del cable y una alerta temprana de posibles fallas.
Cable hermético de comunicación inalámbrica: al utilizar la tecnología de comunicación inalámbrica, el cable puede transmitir datos de forma remota, lo que resulta conveniente para la gestión y el mantenimiento remotos.
Fabricación inteligente de cables estancos: uso de equipos de producción automatizados avanzados para mejorar la eficiencia de producción y la calidad del producto y reducir los costos de producción.
Cable estanco de alta tensión: desarrollo de cables estancos adecuados para niveles de tensión más elevados para satisfacer las necesidades de transmisión y distribución de energía.
Cable estanco de transmisión de alta frecuencia: optimiza el diseño del cable, mejora la velocidad de transmisión de datos y la integridad de la señal, adecuado para redes de comunicación de alta velocidad.
Cable impermeable compuesto multifuncional: integra múltiples funciones como impermeabilidad, resistencia al fuego y prevención de mordeduras de ratas para mejorar el rendimiento integral del cable.
Exploración de aguas profundas: con el desarrollo de la ciencia marina, la aplicación de cables estancos en la exploración de aguas profundas, la observación del fondo marino y otros aspectos será más extensa.
Nueva industria energética: en los campos de las nuevas energías, como la energía eólica marina y la generación de energía oceánica, la demanda de cables estancos seguirá creciendo.
Entorno extremo: desarrollo de cables estancos adecuados para entornos especiales como temperaturas extremas y alta presión para satisfacer las necesidades de aplicaciones especiales.
¿Cómo elegir un cable estanco?
Al elegir un cable estanco, los usuarios deben determinar el grado adecuado en función de los requisitos reales de la aplicación. Teniendo en cuenta las condiciones ambientales (como la profundidad del agua, la presión del agua, los cambios de temperatura, etc.) a las que se enfrentará el cable, así como la vida útil esperada, es fundamental elegir el grado de estanqueidad adecuado.
El grado de un cable estanco se determina principalmente por su rendimiento de protección, incluida la clasificación IP y la capacidad para soportar la presión del agua. Estos grados ayudan a los usuarios a elegir los productos de cable más adecuados según los requisitos de aplicación específicos, lo que garantiza un funcionamiento seguro y confiable en diversos entornos húmedos o submarinos. Si no está seguro de cómo elegir el cable estanco adecuado, puede comunicarse con los ingenieros técnicos superiores de TST Cables por correo electrónico para obtener soluciones y solicitar muestras gratuitas.
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