Kuinka all-dielektrinen omavarainen ilmakaapeli (ADSS) selviytyy monimutkaisissa ympäristöissä pitkäaikaisista vakaushaasteista?

Sen ainutlaatuisen ei-metallisen rakenteen ja omavaraisen suunnittelun vuoksi All-dielektrinen omavarainen ilma-optinen kaapeli (ADSS) käytetään laajasti sähköviestintäverkoissa, erityisesti soveltuvan asennukseen korkeajännitevaihteistojen läpäisykäytäville. Ilma-asetusympäristö asettaa kuitenkin vakavan testin optisten kaapeleiden pitkäaikaiselle luotettavuudelle, mukaan lukien ultraviolettisäteily, äärimmäiset lämpötilaerot, dynaaminen tuulen värähtely, jää- ja lumikuormat sekä vahvat sähkökentän häiriöt. ADSS -optisen kaapelin ympäristön sopeutumiskyvyn suunnittelu on keskittynyt näihin haasteisiin, ja materiaalien valinnan, rakenteellisten optimointi- ja suojaustrategioiden kattavalla levittämällä se varmistaa sen vakaan toiminnan monimutkaisissa työolosuhteissa.

Ilmaympäristössä ultravioletti (UV) säteily on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka johtavat optisten kaapelin vaipan ikääntymiseen. Pitkäaikainen altistuminen suorille auringonvalolle voi helposti aiheuttaa molekyyliketjun rikkoutumista tavallisissa polyeteenimateriaaleissa (PE), mikä johtaa hauraisiin ja halkeisiin vaippiin, mikä puolestaan vaikuttaa optisten kaapeleiden mekaanisiin ominaisuuksiin ja tiivistämiseen. ADSS-optisen kaapelin ulkovaippa omaksuu yleensä korkean tiheyden polyeteenin (HDPE) tai seurantaresistenttien polyeteenin (AT-PE), ja materiaaliin lisätään hiilimusta tai muut anti-UV-stabilisaattorit absorboimaan ja hajottamaan ultraviolettisäteitä ja viivästyttääkseen valonhapetusprosessia. Tämä suojausmekanismi antaa optisen kaapelin ylläpitää joustavuutta ja iskunkestävyyttä pitkän aikavälin ulkokäytön jälkeen välttäen vaipan hajoamisen aiheuttaman optisen kuidun mikrohäviön lisääntymisen.

Ultraviolettisäteiden lisäksi dramaattiset lämpötilan muutokset aiheuttavat myös haasteen optisten kaapeleiden rakenteelliselle stabiilisuudelle. Alueilla, joilla on suuria lämpötilaeroja päivä- ja yö- tai äärimmäisen kausittaisen ilmastojen välillä, optiset kaapelimateriaalit kokevat toistuvan lämmönlaajennuksen ja supistumisen. Jos se on suunniteltu väärin, se voi aiheuttaa optisen kuidun jäännösjännityksen ja johtaa jopa siirtokyvyn heikkenemiseen. ADSS -optinen kaapeli selviytyy tästä ongelmasta optimoimalla ylimääräisen pituuden suunnittelun. Sen löysä putkikerroksen kiertävä rakenne antaa optisen kuidun ylläpitää maltillisen ylimääräisen pituuden vaipan varmistaen, että ulkoinen jännitys ei vaikuta optiseen kuituun laajalla lämpötila -alueella -40 -70 ℃. Samanaikaisesti aramidilankalla vetolujuutena on erittäin alhainen lämpölaajennuskerroin, joka mahdollistaa optisen kaapelin ylläpitämisen vakaita mekaanisia ominaisuuksia, kun lämpötila vaihtelee välttäen materiaalin laajenemisen ja supistumisen aiheuttamaa jännityspitoisuutta.

Tuulen värähtely sekä jää- ja lumikuormat ovat toisen tyyppisiä dynaamisia mekaanisia jännityksiä, joita yläpohjaiset kaapelit kohtaavat. Vahvoissa tuuliympäristöissä optiset kaapelit tuottavat korkeataajuisia värähtelyjä, ja pitkäaikaiset vaikutukset voivat aiheuttaa rakenteellista väsymystä ja jopa kuidun rikkoutumista. ADSS-optiset kaapelit käyttävät vahvistuksena korkean spesifisen vahvuuden aramidilankaa, ja niiden erinomainen vetolujuus ja väsymiskestävyys voivat tehokkaasti vastustaa tuulen värähtelyn vaikutusta. Aramid -langan kevyet ominaisuudet vähentävät myös optisen kaapelin kokonaispainoa, vähentävät sen keinuvamplitudia tuulivoiman alaisena ja vähentävät siten tuulen värähtelyn vaikutusta torniin ja optiseen kaapelin runkoon. Jää- ja lumen peittämillä alueilla ADSS -optisten kaapeleiden vaipan materiaalilla on oltava riittävä puristuskestävyys, jotta voidaan estää paikallisia muodonmuutoksia, jotka johtuvat jääkeräydestä. Sen rakennesuunnittelu ottaa yleensä pyöreän poikkileikkauksen jää- ja lumen tarttuvuuden vähentämiseksi, ja vaipan joustavuus varmistaa, että optisen kuidun voimansiirto suorituskyky voidaan ylläpitää jääpeitteessä.

Vaihteistokäytävän vahva sähkökenttäympäristö asettaa ainutlaatuiset sähköiset suorituskykyvaatimukset ADSS -optisille kaapeleille. Koska optiset kaapelit asennetaan yleensä samaan torniin kuin korkeajännitejohtimet, niiden pinnalla voi tapahtua paikallista purkausta sähkökentän induktion vuoksi. Pitkäaikaiset vaikutukset aiheuttavat vaipan sähköistä korroosiota ja perforointia, mikä uhkaa optisen kaapelin käyttöikää. Tätä varten ADSS-optisen kaapelin ulkovaippa käyttää erityisesti formuloitua jäljennöksenestoainetta ja vähentää pinnan sähkökentän lujuutta optimoimalla paksuuden ja dielektriset ominaisuudet. Lisäksi vaipan pinta voidaan käsitellä hydrofobisesti lian ja kosteuden kertymisen vähentämiseksi, johtavien kanavien muodostumisen välttämiseksi ja siten estämään koronan purkamista ja kaaren eroosiota. Tämä malli antaa ADSS -optisen kaapelin pysyä vakaana pitkään vahvassa sähkökenttäympäristössä 110 kV tai jopa 500 kV, ja luotettava eristys voidaan saavuttaa luottamatta metallien suojakerrokseen.

ADSS -optisen kaapelin ympäristön sopeutumiskyky ei heijastu vain yhden suorituskyvyn optimoinnissa, vaan myös yleisen suunnittelun systemaattisessa tasapainossa. Esimerkiksi vaipan UV-vastus on otettava huomioon yhdessä tracking-ominaisuuksien kanssa, jotta vältetään lisäaineet, jotka vaikuttavat materiaalin sähköiseen stabiilisuuteen; Aramid -langan vetolujuuden on vastattava optisen kaapelin taivutustehokkuutta varmistaakseen, että liiallinen jäykkyys ei vaikuta voimakkaisiin tuulen olosuhteisiin ja rakenteeseen ja asettamiseen. Tämä monitektoriyhteistyön optimointisuunnittelukonsepti antaa ADSS-optisen kaapelin saavuttaa pitkäaikaisen ylläpitovapaan toiminnan monimutkaisissa ympäristöissä ja siitä tulee avaininfrastruktuuri sähköviestinnän verkkoihin.

Tulevaisuudessa, kun sähköjärjestelmän viestinnän luotettavuuden vaatimukset kasvavat, ADSS -optisten kaapeleiden ympäristömuotokyvyn suunnittelu kehittyy edelleen. Uusien komposiittimateriaalien ja älykkään valvontatekniikan käyttöönotto voi tarjota paremman ratkaisun optisten kaapeleiden pitkäaikaiseen stabiilisuuteen äärimmäisissä ilmastoissa ja voimakkaassa sähkömagneettisessa ympäristössä. Riippumatta siitä, miten se kehittyy, sen ydinsuunnittelulogiikka ei kuitenkaan muutu: toisin sanoen all-media-arkkitehtuurin perusteella, materiaalitieteen ja rakenteellisen mekaniikan syvällä integroinnilla optinen kaapeli ylläpitää aina erinomaista mekaanista ja siirtotehokkuutta monimutkaisissa ympäristöissä. $