Герметизированные кабели — это новое направление в развитии кабельной отрасли, которое предусматривает разработку кабелей с заполнением их внутреннего пространства герметизирующим материалом, который не позволяет проникать в междужильное пространство кабелей из внешней среды жидким или полужидким носителям (вода, морская вода, солевые, щелочные и кислотные растворы, масла и др.), влияющим на возможность и качество передачи информации или электропитания, а также на потерю работоспособности кабельной продукции.
Потеря работоспособности кабельной продукции может возникать при нарушении целостности оболочки кабелей в процессе механических воздействий (удар, истирание, пробой и др.), а также температурно-влажностных воздействий и воздействий агрессивных сред.
Механизм герметизации кабелей предусматривает локализацию воздействия внешних факторов при нарушении целостности оболочки и обеспечение нераспространения этого воздействия внутри кабеля с сохранением его работоспособности в пределах, предъявляемых к кабелю требований. Отсутствие герметизирующего заполнителя внутри кабеля при повреждении его оболочки приводит к проникновению внутрь кабеля агрессивных для кабеля веществ, не позволяющих выполнять возложенные на кабель функции и приводящие к полной потере его работоспособности.
Воздействие агрессивных веществ на конструкционные элементы кабеля характеризуются возможным разрушением экрана кабеля и его токопроводящих жил, изменению физических свойств или разрушению изоляции и материала жил. Из-за этого теряются экранные свойства кабеля или возможность передачи данных, также это грозит коротким замыканием между токопроводящими жилами, что может привести к пожарам в помещениях или поражением током персонала (для силовых кабелей).
Герметизация предусматривает защиту кабелей от воздействия внешнего продольного и радиального гидростатического давления. Продольное гидростатическое давление воздействует перпендикулярно плоскости сечения кабеля, радиальное давление — перпендикулярно поверхности кабеля. Фактически это означает, что если один конец кабеля находится в воде, то на него воздействует продольное гидростатическое давление, стремящееся продвигать воду по кабелю изнутри. Это приводит к снижению его электрических характеристик и неисправности.
Радиальное гидростатическое давление обжимает кабель, воздействуя на оболочку снаружи, что может привести к раздавливанию внутренних неметаллических элементов конструкции кабеля (например, изоляции токопроводящих жил), и он потеряет работоспособность. Глубина погружения кабеля в жидкую среду (например, воду) определяет уровень воздействия гидростатического давления на кабель. Например, глубина погружения на 1 км соответствует воздействию на кабель гидростатического давления 100 атмосфер как в продольном, так и в поперечном направлении (радиальное давление).
Герметизация кабелей влияет на снижение их эксплуатационных свойств (гибкость, число механических изгибов и др.). Для снижения влияния на эксплуатационные свойства применяют, как правило, полужидкие и «мягкие» герметизирующие заполнители, которые не затвердевают в течение длительного периода эксплуатации.
При применении кабелей с такими герметизирующими заполнителями необходимо обращать внимание на характеристики их пожарной безопасности. Герметизирующие заполнители с точки зрения пожарной безопасности могут быть токсичными и низкотоксичными, различного уровня дымовыделения при горении и не распространяющими горение при одиночной или групповой прокладке. Групповая прокладка имеет также несколько категорий (А, B, C, D — записаны по убыванию количества кабелей в пучке) в зависимости от количества кабелей в пучке, обеспечивающих процесс самозатухания при горении.
Герметизированные кабели, которые используются сейчас, содержат полужидкие герметики, имеющие ряд минусов: токсичность, повышенное дымовыделение, не распространяющие горение только при одиночной прокладке. Также полужидкие герметические заполнители имеют достаточную текучесть внутри кабелей, что может привести к его сползанию при вертикальной прокладке и образованию наплывов на кабеле с локальным увеличением внешнего диаметра кабеля или при горизонтальной прокладке созданию пустот по длине кабеля, всё это, конечно, снижает герметичные свойства кабеля.
ООО НПП «Спецкабель» в своих разработках применяет не полужидкие герметики, а «мягкие», которые при отверждении имеют силиконовую консистенцию. Такие герметики позволяют повысить способность к нераспространению горения (до категории С), снизить токсичность и дымовыделение и улучшить эксплуатационно-технические свойства кабелей.
В своих разработках ООО НПП «Спецкабель» продвинулся ещё дальше, запатентовав и освоив производство герметизированных кабелей на основе «сухих» герметиков, которые предусматривают применение в качестве герметизирующего заполнителя водоблокирующих нитей и лент. Когда на такие заполнители попадает вода, они превращаются в гель, который не дает жидкости проходить внутри кабеля. Результаты испытаний конструкций герметизированных кабелей с применением «сухих» герметиков подтвердили стойкость кабелей к гидростатическому давлению до 150 атмосфер, что соответствует глубине погружения в жидкую среду до 1,5 км.
Применение «сухих» герметиков позволило обеспечить максимально возможную категорию нераспространения горения, практическое отсутствие токсичности и дымовыделения, уменьшить габариты кабелей, их массу и по эксплуатационно-техническим характеристикам вывести их на уровень негерметичных кабелей.
Герметизированные кабели, как правило, применяются на объектах, которые по условиям эксплуатации могут постоянно или периодически находиться в жидкой среде, а также на объектах, в которые может попадать в аварийных ситуациях жидкая среда (вода, морская вода и др.), но работоспособность объектов при этом должна быть обеспечена. Примером таких объектов могут быть подводные лодки, надводные корабли, гидроэлектростанции, морские нефтедобывающие платформы, шахты, береговые сооружения и др.
Примеров может быть много, но целесообразность применения герметизированных кабелей определяет потребитель в соответствии с их функциональным назначением и условиями эксплуатации, включая и возможные воздействия внешней среды (дождь, подтопления, наводнения и т. д.).
