船舶和海上电气系统在苛刻的环境中运行。海上平台、水下监测设备、遥控车辆、水产养殖系统和海洋工程项目中使用的电缆必须能够承受水压、盐水腐蚀、机械应力、温度变化和连续运动。
标准电缆可以抵抗偶尔的潮湿,但不一定适合持续浸没。如果水通过损坏的护套或密封不良的终端进入,它会沿着电缆传播,导致导体腐蚀、绝缘故障、信号不稳定、短路和设备停机。
防水电缆旨在降低这些风险。其防水材料和内部防水结构有助于维持可靠的水下电力、控制和数据连接。
目录
防水电缆旨在防止或限制水进入并通过电缆扩散。与主要依靠外护套的基本防水电缆不同,水密电缆还可能包含内部阻水材料。
常见的结构特点包括:
镀锡铜导体
防水绝缘
橡胶或 PUR 外护套
阻水带、纱线或填充化合物
屏蔽保证信号稳定传输
拉伸和机械载荷的加固
所需的结构取决于应用。固定在水下传感器上的电缆与随 ROV 连续移动的柔性系绳有着不同的要求。
RONA 防水电缆 包括用于海洋工程、水下设备、海上监控、水产养殖和工业自动化的横向和纵向防水结构。
防水和水密有时被视为相同的术语,但在实际应用中存在重要差异。
防水外护套有助于在正常条件下防止水进入。然而,安装在水下的电缆可能会受到磨损、挤压、拉扯、反复弯曲或意外损坏。一旦外护套被切断,水就会到达导体并穿过电缆组件之间的空间。
防水设计提供额外的内部保护。即使电缆的某一部分损坏,防水材料也可以限制湿气的扩散。这减少了受影响电缆的长度,并降低了水到达连接设备的风险。
防水性能并不意味着电缆不会损坏。可靠的运行仍然取决于正确的电缆选择、安装、连接器、端接和维护。
水密电缆通常采用横向或纵向阻水结构。
电缆类型 | 主要功能 | 典型应用 |
|---|---|---|
横向防水电缆 | 有助于防止水从外部向电缆芯径向渗透 | 水下传感器、泵、摄像机和控制设备 |
纵向防水电缆 | 限制水沿着电缆的长度流动 | 长水下电缆线路、海底仪器和海上系统 |
组合式设计 | 提供径向和纵向保护 | 关键海底设备和要求苛刻的海上设施 |
横向防水电缆的重点是防止水穿过电缆横截面。纵向防水电缆在局部损坏后限制水沿着电缆迁移。
对于故障可能导致昂贵的停机时间或困难的水下维修的应用,可能需要两种形式的保护。
如果电缆的外护套损坏,阻水材料有助于阻止水沿着电缆流动。这可以使受影响的区域更小,并使维修更容易,尤其是在海上。
镀锡铜导体具有更高的耐腐蚀性和灵活性。它们仍然需要有效的绝缘、防水、合适的护套和密封连接才能在水下可靠运行。
水侵入会降低绝缘电阻、导致电气故障并干扰信号。防水结构可以保护电缆芯,而屏蔽可以减少附近设备的干扰。
水下电缆可能面临拉扯、磨损、冲击和反复弯曲。因此,固定海底电缆和移动 ROV 系绳需要不同水平的强度和灵活性。
深度越大,意味着电缆及其连接点承受的压力越大。选择所需深度和浸没时间的电缆,并确保其连接器、密封套和接头的额定条件相同。
ROV 使用电缆传输电力、控制命令、视频和数据。它们的电缆可能会连续移动并受到拉力、磨损以及与水下结构的接触。
根据系统的不同,电光混合电缆可以结合电力导体和光纤。中性浮力结构还可以帮助减少由电缆在水中的重量引起的机械负载。
水质传感器、水下摄像机、海底仪器和环境监测站都依赖于可靠的信号传输。进水可能会扭曲测量结果、中断通信或损坏连接的电子设备。
纵向阻水对于长电缆路线很有用,因为它限制了局部护套损坏后水可以传播的距离。
海底仪器和海上检测设备可能会暴露在盐水、压力、油、化学品、振动和温度变化的环境中。这些系统的电缆必须根据环境和电气要求进行选择。
现代水产养殖设施使用水下摄像机、喂食器、泵、灯和监控传感器。这些设备通常长时间浸没在水中,可能会受到水流、生物生长和频繁维护的影响。
柔性防水电缆有助于提供可靠的电源和控制连接,同时减少电缆过早故障。
港口、桥梁、水坝、浮动结构和其他海洋项目可能需要水下电力、照明、监控和通信连接。这些应用可以包括固定和移动电缆部分,因此正确的结构和护套材料尤其重要。
应根据完整的使用环境来选择电缆,而不是单独选择一种规格。
确认电缆是否将承载电源、控制信号、数据、光信号或同时承载多种功能。重要的电气细节包括:
工作电压和电流
导体尺寸和芯数
屏蔽要求
信号或通信类型
所需光纤
允许电压降
复合电缆可以结合不同的传输功能,但其设计必须能够控制电气干扰并保持机械平衡。
固定安装通常强调长期阻水、耐压、耐化学性和耐用性。
移动应用需要更大的灵活性、抗疲劳性、合适的拉伸强度和更小的弯曲半径。如果电缆将缠绕在卷轴上或用作系绳,制造商应了解弯曲频率、行进距离、速度和机械负载。
在选择防水电缆之前应评估周围环境。确认电缆是否将安装在淡水或咸水中,确定安装深度和预期水压,并明确电缆是否会持续浸没或仅暂时暴露在水中。还必须考虑工作温度、与油或化学品的接触、水线以上的紫外线照射以及磨损、挤压或撞击的风险。对于移动水下系统,电缆设计应考虑拉力、振动、重复弯曲、水流和设备移动。提供这些操作细节允许制造商为实际应用选择合适的导体材料、绝缘体、阻水结构、加固和外护套结构。
橡胶护套可以提供灵活性并抵抗苛刻的环境条件。当耐磨性、机械耐久性和灵活性很重要时,通常会选择 PUR 护套。
没有一种材料适合所有环境。化学暴露、温度、移动、安装方法和维护条件都必须考虑。
例如,RONA的 用于水下设备的RECH横向防水电缆 专为低压水下应用而设计,并将柔性导体与防水结构相结合。
正确的安装对于可靠的水下连接至关重要。连接器、密封套、穿透器和接头必须与电缆直径、水压和浸没条件相匹配。
应在连接器附近安装应力消除装置,以便拉力不会直接作用在电触点上。电缆不得扭曲、挤压或弯曲至低于其最小弯曲半径。
部署前,检查外护套并测试导体的连续性和绝缘电阻。关键系统可能还需要浸没或压力测试。
定期检查应检查是否有切口、磨损、连接器损坏、腐蚀、异常弯曲和泄漏迹象。尽早发现小缺陷可以防止更大的水下系统故障。
一般来说,不会。室外电缆可以抵抗雨水和阳光,但这并不意味着它可以承受持续浸泡或外部水压。
不。电缆只是系统的一部分。连接器、端子、压盖、接头和设备外壳也必须满足相同的水下条件。
是的。定制的复合电缆可以根据应用结合电力导体、控制芯、信号对或光纤。
两者都不会自动变得更好。横向阻水有助于防止径向水进入,而纵向阻水则限制水沿着电缆移动。正确的选择取决于安装和风险级别。
防水电缆通过限制水渗透、保护导体、保持电气性能以及降低腐蚀和系统故障的风险,帮助确保可靠的水下连接。
选择正确的电缆需要仔细考虑深度、压力、移动、拉力、弯曲半径、温度、化学暴露、电力负载和信号要求。连接器和端子还必须与电缆和操作环境兼容。
通过正确的横向、纵向或组合水密结构,船舶和海上操作员可以提高系统可靠性,降低维护成本,并延长水下电气设备的使用寿命。