ความรู้

สายเคเบิลออปติคัล ADSS สามารถรองรับสภาพอากาศได้หรือไม่

สายเคเบิลออปติคัล ADSS จัดการกับสภาพอากาศส่วนใหญ่ผ่านวัสดุพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานทางอากาศกลางแจ้ง สายเคเบิลที่รองรับตัวเอง-เหล่านี้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตั้งแต่ -40 องศาถึง 70 องศา และต้านทานรังสี UV ฝน หิมะ และน้ำแข็งที่สะสมผ่านโพลีเอทิลีนหรือปลอกป้องกันการติดตาม

ความต้านทานต่อสภาพอากาศโดยปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

อุณหภูมิสุดขั้ว

ระบบเคเบิลออปติก ADSS ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่ครอบคลุมสภาพอากาศที่มีผู้คนอาศัยอยู่เกือบทั้งหมด การออกแบบท่อแบบหลวมจะแยกเส้นใยนำแสงออกจากการขยายและการหดตัวเนื่องจากความร้อนของเปลือกด้านนอก รักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณแม้ว่าโครงสร้างสายเคเบิลจะขยายหรือหดตัวก็ตาม การแยกส่วนนี้จะป้องกันไม่ให้เส้นใยแก้วประสบกับความเครียดทางกลระหว่างอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง

การติดตั้งในอาร์กติกในประเทศนอร์ดิกแสดงให้เห็นถึงความสามารถนี้ บริษัทสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าในสแกนดิเนเวียรายงานว่าสภาพอากาศเป็นศูนย์-ทำให้เกิดความล้มเหลวในการติดตั้งสายเคเบิลออปติก ADSS แม้ว่าอุณหภูมิจะลดลงต่ำกว่า -30 องศาเป็นประจำและมีหิมะตกหนักก็ตาม องค์ประกอบความแข็งแรงของเส้นด้ายอะรามิดที่ให้การสนับสนุนแรงดึงจะรักษาคุณสมบัติทางกลตลอดช่วงอุณหภูมินี้โดยไม่เปราะ

ในช่วงสุดฮอตของสเปกตรัม การใช้งานในทะเลทรายในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิพื้นผิวถึง 50 องศา แสดงให้เห็นว่าเปลือกโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) - ต้านทานการเสื่อมสลายจากความร้อน โครงสร้างผลึกของวัสดุยังคงมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิเหล่านี้ แม้ว่าการหย่อนของสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นลดลง ข้อกำหนดเฉพาะในการติดตั้งคำนึงถึงสิ่งนี้โดยการปรับความตึงเริ่มต้นตามช่วงอุณหภูมิที่คาดการณ์ไว้

การได้รับรังสี UV

การได้รับแสงแดดเป็นเวลานานแสดงถึงกลไกการเสื่อมสภาพเบื้องต้นของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง โฟตอนยูวีจะทำลายพันธะโมเลกุลในสายโซ่โพลีเมอร์ผ่านการย่อยสลายด้วยแสง ทำให้เกิดเปลือกเปราะและแตกร้าวในที่สุด ผู้ผลิต ADSS แก้ไขปัญหานี้ด้วยสารเติมแต่งคาร์บอนแบล็คในวัสดุเปลือกที่ดูดซับและกระจายพลังงานรังสียูวี

เปลือกโพลีเอทิลีนสีดำมีความทนทานต่อรังสียูวีได้ดีกว่าสีอื่นๆ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วปริมาณคาร์บอนแบล็คจะอยู่ที่ 2-3% โดยน้ำหนัก ความเข้มข้นนี้ช่วยคัดกรองรังสียูวีได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยยังคงรักษาคุณสมบัติทางกลไว้ เปลือกสีแดงจางเร็วขึ้นและแสดงการสลายตัวแบบเร่งเนื่องจากเม็ดสีแดงดูดซับรังสียูวีได้มากขึ้นในช่วงความยาวคลื่นที่สร้างความเสียหาย 290-400 นาโนเมตร

โปรโตคอลการทดสอบส่งตัวอย่าง ADSS ไปยังห้องเร่งอายุที่จำลองแสงแดดเป็นเวลาหลายปีในหน่วยสัปดาห์ ห้องเหล่านี้ใช้หลอดไฟซีนอนความเข้มสูง-ซึ่งปรับเทียบกับการกระจายสเปกตรัมแสงอาทิตย์ สายเคเบิลออปติคัล ADSS ตรงตามมาตรฐาน IEEE 1222 ทนทานต่อการสัมผัสรังสียูวีแบบเร่งเป็นเวลา 5,000 ชั่วโมง โดยมีความต้านทานแรงดึงลดลงน้อยกว่า 20%- เทียบเท่ากับการใช้งานกลางแจ้งประมาณ 15- 20 ปีในสภาพแวดล้อมที่มีรังสียูวีสูง

เปลือกด้านนอกไม่เพียงแต่ปกป้องตัวเองเท่านั้น แต่ยังปกป้องเส้นใยอะรามิดภายในจากการอ่อนตัวลงที่เกิดจากรังสียูวี{0}ด้วย เส้นด้ายอะรามิดจะสูญเสียความต้านทานแรงดึงอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับรังสียูวี แต่ปลอกจะปิดกั้นการซึมผ่านของรังสียูวีเกือบทั้งหมดไปยังส่วนประกอบรับน้ำหนักที่สำคัญเหล่านี้-

ปริมาณน้ำฝนและความชื้น

ฝนและความชื้นก่อให้เกิดภัยคุกคามโดยตรงต่อสายเคเบิล ADSS น้อยที่สุด เนื่องจากโครงสร้างไดอิเล็กทริกทั้งหมด- ต่างจากสายเคเบิลโลหะที่สึกกร่อน วัสดุโพลีเมอร์ต้านทานการเสื่อมสภาพที่เกี่ยวข้องกับความชื้น- -สารประกอบปิดกั้นน้ำหรือเทปปิดกั้นน้ำ-ป้องกันการเคลื่อนตัวของความชื้นไปยังหลอดบัฟเฟอร์ แม้ว่าเปลือกด้านนอกจะได้รับความเสียหายเล็กน้อยก็ตาม

ความท้าทายปรากฏที่อินเทอร์เฟซของเคเบิลทาวเวอร์- น้ำที่ไหลลงบนพื้นผิวสายเคเบิลอาจสะสมที่จุดแขวนลอย ทำให้เกิดสภาวะสำหรับ-การอาร์กกิ้งของแถบแห้งในสภาพแวดล้อม-ไฟฟ้าแรงสูง ปรากฏการณ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่ชายฝั่งทะเลที่สเปรย์น้ำเค็มสร้างชั้นมลพิษที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวสายเคเบิล

เมื่อมีหมอกหรือฝนปรอยๆ เปียกชั้นมลพิษนี้ จะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าจาก-สนามไฟฟ้าแรงสูง กระแสไฟฟ้าจะสร้างความร้อนที่ทำให้บางส่วนของชั้นแห้ง ทำให้เกิด "แถบแห้ง" ที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูง แรงดันไฟฟ้ามุ่งไปที่แถบแห้งเหล่านี้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดอาร์กที่กัดกร่อนวัสดุเปลือกหุ้ม เหตุการณ์อาร์คบางอย่างสามารถสร้างความเสียหายถาวรอย่างรุนแรงได้

เปลือกป้องกันการติดตาม- (AT) บรรเทาปัญหานี้ผ่านสูตรเฉพาะโดยใช้สารตัวเติมอนินทรีย์ที่แยกอนุภาคคาร์บอนแบล็ก วัสดุเหล่านี้รักษาความต้านทานพื้นผิวให้สูงขึ้นเมื่อเปียก ซึ่งจำกัดกระแสรั่วไหลที่ทำให้เกิด-การก่อตัวของแถบแห้ง ปลอก AT พิสูจน์แล้วว่าจำเป็นสำหรับการติดตั้งบนสายส่งที่ทำงานสูงกว่า 110kV ในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษหรือชายฝั่ง

การสะสมของน้ำแข็งและหิมะ

การออกแบบทางกลของสายเคเบิลทดสอบการโหลดน้ำแข็งมีขีดจำกัดมากกว่าปัจจัยสภาพอากาศอื่นๆ น้ำแข็งก่อตัวเป็นชั้นเคลือบรัศมีบนพื้นผิวสายเคเบิล ส่งผลให้น้ำหนักและพื้นที่ผิวลมเพิ่มขึ้นอย่างมาก สายเคเบิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. สามารถเปลี่ยนเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 มม. ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีความหนาของน้ำแข็งรัศมี 6.5 มม. ตามที่คำนวณตามมาตรฐานไอซิ่งบรรยากาศ ASCE 7

การสะสมของน้ำแข็งนี้จะทำให้สายเคเบิลมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น 300-500% ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและความหนาของน้ำแข็ง สำหรับสายเคเบิล ADSS ไฟเบอร์ 48 เส้นที่มีความต้านทานแรงดึงพิกัด 2,000N ที่ระยะ 400 เมตร พายุน้ำแข็งที่รุนแรงสามารถสร้างแรงที่เข้าใกล้ 1,500N เพียงจากน้ำหนักน้ำแข็ง ทำให้เกิดความปลอดภัยน้อยที่สุดก่อนที่กลไกจะขัดข้อง

ผู้ผลิตสายเคเบิลคำนึงถึงการโหลดน้ำแข็งในระหว่างการออกแบบโดยการเลือกปริมาณเส้นด้ายอะรามิดโดยพิจารณาจากความหนาของน้ำแข็ง ความเร็วลม และความยาวช่วงที่แย่ที่สุด-สำหรับพื้นที่การติดตั้ง NESC (รหัสความปลอดภัยทางไฟฟ้าแห่งชาติ) กำหนดเขตบรรทุกสินค้าสามเขต-เบา กลาง และหนัก-โดยอิงจากข้อมูลน้ำแข็งและลมในอดีต

ลักษณะกลมเรียบของสายเคเบิล ADSS ช่วยลดการยึดเกาะของน้ำแข็ง เมื่อเทียบกับการออกแบบตัวนำแบบแบนหรือตีเกลียว พลังงานพื้นผิวต่ำของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง-ทำให้น้ำแข็งหลั่งได้ง่ายขึ้นในระหว่างที่อุณหภูมิผันผวน การสังเกตการณ์ภาคสนามแสดงให้เห็นว่าสายเคเบิล ADSS สะสมน้ำแข็งได้เร็วกว่าสายเคเบิลที่รองรับการส่งข้อความแบบเดิม-หลังจากพายุผ่านไป

การสั่นสะเทือนของลมเอโอเลียนจากลมจะกลายเป็นปัญหามากขึ้นกับการเคลือบน้ำแข็ง เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้นจะรับลมได้มากขึ้น ในขณะที่การหน่วงตัวเองของสายเคเบิล-ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่ติดตั้งใกล้กับจุดรองรับจะกระจายพลังงานการสั่นนี้ ช่วยป้องกันความเสียหายจากความเมื่อยล้าต่อสายเคเบิลและข้อต่อ

แรงลม

แรงลมบนพื้นผิวสายเคเบิลทำให้เกิดความท้าทายทางกลที่แตกต่างกันสองประการ: แรงคงที่จากลมที่พัดอย่างต่อเนื่อง และแรงแบบไดนามิกจากลม-แรงสั่นสะเทือนที่เหนี่ยวนำให้เกิด ความดันลมคงที่จะแปรผันตามเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลยกกำลังสองและความเร็วลมยกกำลังสอง ดังนั้นลมความเร็ว 30 ไมล์ต่อชั่วโมงจะสร้างแรงเป็นสี่เท่าของลมความเร็ว 15 ไมล์ต่อชั่วโมง

สายเคเบิล ADSS ที่ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน IEEE 1222 ทนทานต่อความเร็วลมเกิน 160 กม./ชม. โดยไม่มีความล้มเหลวของโครงสร้าง ส่วนตัดขวางแบบวงกลมตามหลักอากาศพลศาสตร์-สร้างแรงต้านลมน้อยกว่าสายเคเบิลแบบแบนหรือตัวนำแบบมัดรวม การสร้างแบบจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณแสดงให้เห็นว่า ADSS สร้างการไหลของกระแสน้ำวนน้อยที่สุด ซึ่งช่วยลดแนวโน้มการสั่นพ้องของเรโซแนนซ์

สถานการณ์ลมวิกฤตผสมผสานลมที่มีความยั่งยืนสูงเข้ากับการเคลือบน้ำแข็ง เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นจะทำให้แรงลมเพิ่มขึ้น ในขณะที่น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มแรงตึงสถิต ข้อกำหนดเฉพาะในการติดตั้งสายเคเบิลจะกำหนดความยาวช่วงสูงสุดตามการจำแนกโซนลม โดยทั่วไปจะจำกัดช่วงไว้ที่ 600-800 เมตรในพื้นที่ที่มีลมแรงสูง เทียบกับ 1,200-1,500 เมตรในพื้นที่กำบัง

การทดสอบพายุเฮอริเคนในการใช้งานในทะเลแคริบเบียนให้-การตรวจสอบในโลกแห่งความเป็นจริง ผู้ประกอบการโทรคมนาคมรายงานว่ามีการติดตั้งสายเคเบิล ADSS อย่างเหมาะสมและมีความยาวช่วงที่เหมาะสมเพื่อให้รอดพ้นจากพายุเฮอริเคนระดับ 4 ด้วยความเร็วลมใกล้ถึง 250 กม./ชม. ความล้มเหลวมักเกิดจากการเคลื่อนตัวของหอคอยหรือเศษซากที่ตกลงมา แทนที่จะเป็นการแตกหักของสายเคเบิล

โหมดความล้มเหลวที่สำคัญ

การอาร์คแบนด์-แบบแห้งในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง-

โหมดความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศที่ร้ายแรงที่สุด-เป็นการผสมผสานระหว่างความชื้นและสนามไฟฟ้า สายเคเบิล ADSS ที่ติดตั้งใกล้กับตัวนำไฟฟ้าแรงสูง-จะมีการเชื่อมต่อแบบคาปาซิทีฟซึ่งจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าบนพื้นผิวของสายเคเบิล ในสภาวะแห้ง ความต้านทานสูงของปลอกจะป้องกันการไหลของกระแสที่มีนัยสำคัญ

มลพิษจากการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม เกลือทะเล หรือฝุ่นทางการเกษตรสะสมบนพื้นผิวสายเคเบิลเมื่อเวลาผ่านไป ฝนหรือหมอกทำให้ชั้นการปนเปื้อนนี้เปียก ทำให้ความต้านทานลดลงจากกิกะโอห์มเหลือกิโลโอห์มต่อเมตร แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะขับกระแสไฟฟ้าเป็นมิลลิแอมแปร์ผ่านชั้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้านี้

กระแสน้ำนี้สร้างความร้อนแบบจูลซึ่งจะระเหยความชื้นในพื้นที่เฉพาะ ทำให้เกิดแถบแห้ง แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเต็มที่-อาจมีหลายกิโลโวลต์-กระจุกตัวอยู่ในแถบแห้งกว้าง-เซนติเมตรเหล่านี้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์สลายของอากาศที่ประมาณ 3kV ต่อมิลลิเมตร จะเกิดส่วนโค้ง

ส่วนโค้งเหล่านี้ทำให้เกิดความร้อนในท้องถิ่นที่รุนแรงถึง 2,000 องศาหรือสูงกว่า เหตุการณ์การอาร์กแต่ละครั้งจะกัดกร่อนวัสดุเปลือก ทำให้เกิดเส้นทางการติดตามคาร์บอนที่เพิ่มความนำไฟฟ้าและส่งเสริมการอาร์กเพิ่มเติม การวิจัยที่มหาวิทยาลัยรัฐแอริโซนาแสดงให้เห็นว่าแม้แต่กระแสอาร์คกระแสต่ำที่ 3-5 มิลลิแอมแปร์ก็ยังทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของปลอกที่วัดได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงของการอาร์กแบบวน

ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตระหว่างตำแหน่งสายเคเบิลและตัวนำเฟสจะกำหนดขนาดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ตำแหน่งช่วงกลางจะสัมผัสกับสนามไฟฟ้าสูงสุด ในขณะที่ตำแหน่งใกล้กับโครงสร้างหอคอยที่ต่อสายดินจะมองเห็นสนามไฟฟ้าที่ลดลง เครื่องมือซอฟต์แวร์ระดับมืออาชีพจะคำนวณการกระจายของสนามไฟฟ้าเพื่อระบุเส้นทางสายเคเบิลที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยง-การเกิดคลื่นความถี่แบบแห้ง

สภาวะการทำให้เปียกส่งผลอย่างมากต่อความน่าจะเป็นของการเกิดอาร์ค การติดตั้งชายฝั่งที่มีการพ่นเกลือจะเกิดความโค้งบ่อยกว่าบริเวณบนบกที่มีการตกตะกอนของน้ำจืด พื้นที่อุตสาหกรรมที่มีสารเคมีมลพิษแสดงพฤติกรรมระดับกลาง การศึกษาภาคสนามระบุว่าสายเคเบิลในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเหล่านี้จำเป็นต้องมีปลอก AT สำหรับความแรงของสนามไฟฟ้าจำเพาะที่จะพบ

ความเมื่อยล้าจากการปั่นจักรยานด้วยความร้อน

แม้ว่าสายเคเบิล ADSS จะทนต่อช่วงอุณหภูมิที่กว้าง แต่การขยายตัวและการหดตัวซ้ำๆ จากวงจรรายวันและตามฤดูกาลจะค่อยๆ เน้นย้ำส่วนประกอบทางกล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนจะแตกต่างกันระหว่างชั้นสายเคเบิล-ปลอกโพลีเอทิลีนจะขยายตัวมากกว่าส่วนเสริมความแข็งแรงของอะรามิด

การขยายตัวแบบดิฟเฟอเรนเชียลนี้สร้างความเค้นเฉือนที่ส่วนต่อประสานของเลเยอร์ วงจรความร้อนหลายพันรอบซึ่งครอบคลุม 20+ ปี ความเค้นเหล่านี้อาจทำให้การยึดเกาะระหว่างชั้นต่างๆ ลดลง ตำแหน่งที่เปราะบางที่สุดคือจุดที่ส่วนเสริมกำลังถ่ายโอนน้ำหนักไปยังฝัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับจุดต่อปลายตาย-ที่ซึ่งแรงดึงตามยาวทั้งหมดรวมอยู่ด้วย

คุณสมบัติการออกแบบช่วยลดผลกระทบจากการหมุนเวียนของความร้อน โครงสร้างท่อแบบหลวมตั้งใจให้เส้นใยมีความยาวมากเกินไป ดังนั้นเส้นใยจึงลอยได้อย่างอิสระภายในท่อบัฟเฟอร์โดยไม่มีแรงตึง การจัดเรียงท่อหลวมแบบ SZ- ช่วยให้ท่อเกลียวคลายออกเล็กน้อยระหว่างการหดตัวของสายเคเบิล และบิดใหม่ในระหว่างการขยาย โดยกระจายความเครียดจากความร้อนไปตามความยาวของสายเคเบิล แทนที่จะมุ่งไปที่จุดคงที่

การควบคุมคุณภาพในระหว่างการผลิตถือเป็นเรื่องสำคัญ การยึดติดที่ไม่เพียงพอระหว่างเส้นด้ายอะรามิดกับแจ็คเก็ตด้านใน หรือระหว่างแจ็คเก็ตด้านในและด้านนอกในรูปแบบแจ็คเก็ตสองชั้น- จะทำให้เกิดบริเวณการแยกชั้นที่แพร่กระจายภายใต้วงจรความร้อน ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงกำหนดให้ตัวอย่างการผลิตต้องผ่านวงจรความร้อน 20+ รอบระหว่างอุณหภูมิสุดขั้วก่อนปล่อยออก

การสึกหรอทางกลที่จุดรองรับ

ฮาร์ดแวร์ระบบกันสะเทือนสายเคเบิลจะจับปลอกหุ้มสายเคเบิลที่จุดยึดทาวเวอร์ จุดยึดจับเหล่านี้รวมเอาความเค้นเชิงกล ทำให้เกิดบริเวณการสึกหรอที่รับแรงดึงสูงกว่าสายเคเบิลแบบฟรีสแปน สายเคเบิลจะเคลื่อนที่เล็กน้อยที่จุดเหล่านี้ระหว่างที่เกิดลม ทำให้เกิดการเสียดสีระหว่างพื้นผิวด้ามจับและปลอก

การสึกหรอเฉพาะจุดนี้จะเร่งเร็วขึ้นหากการติดตั้งฮาร์ดแวร์เกิดขึ้นอย่างไม่เหมาะสม แคลมป์ระบบกันสะเทือนที่ขันแน่นเกินไปจะบดขยี้ปลอก ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นจนทำให้วัสดุแตกในที่สุด แรงจับยึดไม่เพียงพอทำให้สายเคเบิลเคลื่อนที่และเสียดสีมากเกินไป ผู้ผลิตระบุค่าแรงบิดที่แม่นยำสำหรับการติดตั้งแคลมป์ โดยทั่วไปคือ 40-60 N⋅m ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล

แท่งป้องกันการสึกหรอ-หรือตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่ติดตั้งที่จุดกันสะเทือนจะกระจายแรงเค้นบนส่วนสายเคเบิลที่ยาวกว่า อุปกรณ์เหล่านี้ยังลดแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนของเอโอเลียน และลดความเครียดแบบวงจรที่ทำให้เกิดความเมื่อยล้า ประสบการณ์ภาคสนามแสดงให้เห็นว่าสายเคเบิลที่มีฮาร์ดแวร์ป้องกันที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมจะมีอายุการใช้งาน 30+ ปี ในขณะที่การติดตั้งโดยไม่ใช้อุปกรณ์เสริมเหล่านี้อาจต้องมีการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ภายใน 10-15 ปี

วิทยาศาสตร์วัสดุเคเบิลออปติคอล ADSS

เคมีเปลือกโพลีเอทิลีน

โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง- (HDPE) เป็นตัวกั้นสภาพอากาศหลักในสายเคเบิล ADSS ส่วนใหญ่ เทอร์โมพลาสติกกึ่ง-ผลึกนี้ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนสายโซ่ยาว-ที่มีการแตกแขนงน้อยที่สุด บริเวณที่เป็นผลึกให้ความแข็งแรงเชิงกลและทนต่อสารเคมี ในขณะที่บริเวณที่ไม่มีรูปร่างให้ความยืดหยุ่น

การเติมคาร์บอนแบล็กจะเปลี่ยนโพลีเอทิลีนใสให้เป็นวัสดุที่ต้านทานรังสียูวี- อนุภาคคาร์บอนจะดูดซับโฟตอนของรังสียูวีก่อนที่จะสลายโซ่โพลีเมอร์ และกระจายพลังงานไปเป็นความร้อน ปริมาณคาร์บอนแบล็ก 2-3% แสดงถึงความเข้มข้นที่สูงขึ้นในการเพิ่มประสิทธิภาพจะทำให้วัสดุมืดลงมากเกินไปและอาจลดความต้านทานแรงกระแทก ในขณะที่ความเข้มข้นที่ต่ำกว่าจะให้การป้องกันรังสียูวีที่ไม่เพียงพอ

สูตรต่อต้าน-การติดตามจะปรับเปลี่ยน HDPE พื้นฐานด้วยสารตัวเติมอนินทรีย์ เช่น อะลูมิเนียมไตรไฮเดรตหรือแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ สารตัวเติมเหล่านี้ขัดขวางเส้นทางการติดตามทางไฟฟ้าโดยรักษาความต้านทานให้สูงเมื่อพื้นผิวของปลอกได้รับความเสียหาย อนุภาคอนินทรีย์ยังปรับปรุงการหน่วงการติดไฟและลดการเกิดควันหากสายเคเบิลสัมผัสกับไฟ

โดยทั่วไปความเป็นผลึกของโพลีเอทิลีนจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 60-70% ในเปลือก ADSS ความเป็นผลึกที่สูงขึ้นจะเพิ่มความต้านทานแรงดึงและความต้านทานการแตกร้าวจากความเครียดจากสิ่งแวดล้อม แต่จะลดความต้านทานแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ ผู้ผลิตปรับสมดุลคุณสมบัติเหล่านี้โดยการควบคุมสภาวะการเกิดพอลิเมอไรเซชันและอัตราการเย็นตัวในระหว่างการอัดขึ้นรูป

สมาชิกความแข็งแกร่งของเส้นใยอะรามิด

เส้นใยอะรามิด (โดยทั่วไปคือแบรนด์ Kevlar หรือ Twaron) มีความสามารถในการรองรับสายเคเบิล ADSS{0}} ได้เอง โพลีเมอร์สังเคราะห์เหล่านี้ประกอบด้วยโพลีเอไมด์อะโรมาติกที่มีแกนแข็ง-คล้ายโครงสร้างโมเลกุลเรียงตัวตามแนวแกนของเส้นใย การวางแนวนี้ทำให้เกิดความต้านทานแรงดึงสูงกว่าเหล็กตามน้ำหนัก-เส้นใยอะรามิดมีความต้านทานแรงดึง 3,000-3,600 MPa ที่ความหนาแน่นประมาณหนึ่งในห้าของเหล็ก

ความท้าทายของเส้นใยอะรามิดอยู่ที่ความไวต่อรังสียูวีและการดูดซับความชื้น การสัมผัสรังสียูวีโดยตรงทำให้เกิดการย่อยสลายด้วยแสงซึ่งจะลดความต้านทานแรงดึงลง 50% ภายในไม่กี่เดือน การดูดซับความชื้น-โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 4-7% โดยน้ำหนักที่ความอิ่มตัว ซึ่งจะช่วยลดโมดูลัสและความต้านทานการคืบ การออกแบบ ADSS ห่อหุ้มเส้นด้ายอะรามิดไว้ในเสื้อแจ็คเก็ตป้องกัน เพื่อป้องกันทั้งรังสียูวีและความชื้น

อุณหภูมิส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของอะรามิดน้อยที่สุดตลอดช่วงการทำงานของ ADSS เส้นใยรักษาความแข็งแรงของอุณหภูมิห้องได้มากกว่า 90%- ตั้งแต่ -40 องศาถึง 100 องศา ความเสถียรทางความร้อนนี้ช่วยให้แน่ใจว่าความสามารถในการดึงสายเคเบิลยังคงเพียงพอ แม้ว่าการโหลดน้ำแข็งจะทำให้เกิดความเครียดกับสายเคเบิลที่อุณหภูมิต่ำก็ตาม

อะรามิดคืบ-เวลา-การยืดตัวที่ขึ้นกับโหลดคงที่-แสดงถึงข้อจำกัดหลัก เส้นด้ายที่อยู่ภายใต้แรงตึงอย่างต่อเนื่องจะค่อยๆ ยืดออก ส่งผลให้สายเคเบิลย้อยเพิ่มขึ้นตามอายุการใช้งาน ผู้ออกแบบสายเคเบิลคำนึงถึงเรื่องนี้โดยการระบุแรงตึงในการติดตั้งเริ่มต้นให้ต่ำกว่าค่าความเค้นครากของอะรามิด โดยเหลือระยะเผื่อสำหรับการยืดตัวของครีปในขณะที่ยังคงรักษาระยะห่างที่เพียงพอตลอดอายุการใช้งานของสายเคเบิล

เทคโนโลยีการปิดกั้นน้ำ

การป้องกันความชื้นเคลื่อนตัวไปตามแกนสายเคเบิลช่วยปกป้องเส้นใยนำแสงจากน้ำ-การลดทอนที่เกิดจากน้ำและเส้นด้ายอะรามิดจากการย่อยสลายของความชื้น แนวทางการปิดกั้นน้ำ-สองแนวทางมีอิทธิพลเหนือการออกแบบ ADSS: การปิดกั้นน้ำแบบเจล-และการปิดกั้นน้ำแห้ง-

สายเคเบิลที่เติมเจล-ใช้เจลไทโซโทรปิกที่มีพื้นฐานมาจากปิโตรเลียม- ซึ่งจะช่วยเติมเต็มช่องว่างทั้งหมดภายในหลอดบัฟเฟอร์และระหว่างท่อกับแกนกลาง ความหนืดของเจลป้องกันไม่ให้น้ำไหลตามแนวยาวไปตามสายเคเบิล แม้ว่าเปลือกจะเสียหายก็ตาม การเติมเจลให้ประสิทธิภาพในการปิดกั้นน้ำ-ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว แต่ทำให้การยกเลิกภาคสนามมีความซับซ้อน เนื่องจากช่างเทคนิคต้องทำความสะอาดเจลจากเส้นใยก่อนที่จะต่อประกบ

การปิดกั้นน้ำแห้ง-ใช้ซูเปอร์-โพลีเมอร์ดูดซับ (SAP) ที่รวมอยู่ในเส้นด้ายหรือเทปที่พันรอบท่อบัฟเฟอร์ วัสดุเหล่านี้ดูดซับน้ำและขยายตัวได้หลายเท่าของปริมาตรแห้ง ซึ่งขัดขวางเส้นทางการแพร่กระจายของน้ำทางกายภาพ การออกแบบแบบแห้งทำให้การทำงานภาคสนามง่ายขึ้นโดยลดการล้างเจล แต่ต้องมีการผลิตอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่า SAP ครอบคลุมเพียงพอ

ทั้งสองแนวทางบรรลุ-ประสิทธิภาพในการปิดกั้นน้ำตรงตามข้อกำหนด Telcordia GR-20-CORE โดยมีน้ำซึมผ่านได้น้อยกว่า 1 เมตร หลังจากการแช่ไว้ 24 ชั่วโมงที่แรงดันต่างกัน 0.3 psi ข้อมูลจำเพาะนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้แต่สายเคเบิลที่มีปลอกหุ้มจะรักษาประสิทธิภาพด้านการมองเห็นไว้จนกว่าจะสามารถกำหนดเวลาการซ่อมแซมได้

ปัจจัยการติดตั้งที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพสภาพอากาศ

การเพิ่มประสิทธิภาพช่วงความยาว

ช่วงที่ยาวขึ้นจะช่วยลดต้นทุนการติดตั้งโดยต้องใช้โครงสร้างรองรับน้อยลง แต่เพิ่มความเค้นเชิงกลจากน้ำหนักของสายเคเบิล ลม และน้ำแข็ง ความยาวช่วงที่เหมาะสมที่สุดจะสร้างความสมดุลให้กับปัจจัยทางเศรษฐกิจและเทคนิคเหล่านี้โดยพิจารณาจากข้อมูลสภาพอากาศในท้องถิ่น

เขตการโหลดของ NESC รวบรวมความรุนแรงของสภาพอากาศในอดีต เขตที่มีการโหลดน้อยถือว่าไม่มีการสะสมน้ำแข็งและมีแรงดันลม 8 psf (ลมประมาณ 75 ไมล์ต่อชั่วโมง) พื้นที่โหลดปานกลางระบุน้ำแข็งรัศมี 6.35 มม. พร้อมลมพร้อมกัน 4 PSF เขตที่บรรทุกหนักต้องใช้น้ำแข็งรัศมี 12.7 มม. ที่มีลม 4 psf หรือไม่มีน้ำแข็งเลยที่ลม 9 psf แล้วแต่ว่าสิ่งใดจะทำให้เกิดการโหลดมากกว่า

สำหรับสายเคเบิล ADSS แบบไฟเบอร์ 48 ทั่วไปที่มีพิกัดแรงดึง 2,000N ระยะขยายสูงสุดจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 800 เมตร ในเขตโหลดเบา จนถึง 450 เมตร ในเขตโหลดหนัก สายเคเบิลที่มีพิกัดแรงดึงสูงกว่า (3,000-4,000N) จะขยายขีดจำกัดเหล่านี้แต่จะเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางและน้ำหนักของสายเคเบิล ซึ่งชดเชยการขยายช่วงบางส่วน

การติดตั้งในโลกจริง-ไม่ค่อยใช้ช่วงสูงสุดตามทฤษฎี ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ 2.5-3.0 เป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ซึ่งหมายความว่าสายเคเบิลใช้งานที่ 33-40% ของความต้านทานแรงดึงสูงสุดภายใต้การรับน้ำหนักในกรณีที่แย่ที่สุด อัตรากำไรขั้นต้นนี้รองรับเหตุการณ์สภาพอากาศที่ไม่คาดคิดซึ่งเกินเกณฑ์การออกแบบ และให้ความจุสำรองสำหรับการยืดตัวของคืบในระยะยาว

การเลือกฮาร์ดแวร์ที่แนบมา

อินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ระหว่างสายเคเบิลและโครงสร้างรองรับส่งผลกระทบอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพสภาพอากาศ แคลมป์กันสะเทือนรองรับน้ำหนักของสายเคเบิลที่เสากลางในขณะที่ปล่อยให้แรงดึงตามยาวส่งผ่านสายเคเบิล แคลมป์ปลายเดด-ช่วยยุติความตึงของสายเคเบิลที่จุดมุมหรือโครงสร้างปลาย

แคลมป์กันสะเทือนต้องกระจายแรงกดของด้ามจับให้เท่ากันรอบๆ เส้นรอบวงของสายเคเบิล เพื่อป้องกันการรวมตัวของความเครียด แท่งเกลียวพันรอบสายเคเบิลก่อนที่จะจับยึดกระจายโหลดตามความยาวที่ขยายออก ผู้ผลิตระบุขนาดแกนเกลียวที่แตกต่างกันโดยพิจารณาจากเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลและความตึงของช่วง

แคลมป์ปลายเดด-จะส่งแรงตึงของสายเคเบิลทั้งหมดไปยังโครงสร้างทาวเวอร์ โดยทั่วไปข้อต่อเหล่านี้จะใช้เส้นด้ายอะรามิดดึง-ออกโดยที่ส่วนเสริมความแข็งแรงจะแยกออกจากสายเคเบิลและยึดเข้ากับตัวข้อต่อ การติดตั้งที่เหมาะสมช่วยให้แน่ใจว่าความเครียดกระจุกตัวอยู่ในเส้นด้ายอะรามิดมากกว่าเส้นใยแก้วนำแสงหรือวัสดุเปลือก

ตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่จุดกันสะเทือนจะช่วยลดความกว้างของการสั่นสะเทือนของเอโอเลียน อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยตุ้มน้ำหนักที่ติดอยู่กับสายเหล็กสั้นที่ยึดกับสายไฟเบอร์ ระบบสปริงมวลแดมเปอร์-มีความถี่เรโซแนนซ์ที่ตรงกับความถี่การสั่นสะเทือนที่เป็นปัญหา (โดยทั่วไปคือ 5-25 เฮิรตซ์) โดยจะดึงพลังงานจากการสั่นของสายเคเบิลและกระจายไปผ่านทางแรงเสียดทานภายใน

การวางตำแหน่งสนามไฟฟ้า

สำหรับสายเคเบิลออปติคัล ADSS ที่ติดตั้งบนโครงสร้างสายส่ง ตำแหน่งการต่อที่สัมพันธ์กับตัวนำเฟสจะกำหนดการสัมผัสแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำ การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมระดับมืออาชีพโดยใช้ซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอลิเมนต์จะคำนวณการกระจายของสนามไฟฟ้าโดยคำนึงถึงระยะห่างของตัวนำ ความสัมพันธ์ของเฟส และการต่อสายดิน

เป้าหมายคือการระบุเส้นทางเคเบิลที่มีความแรงของสนามไฟฟ้ายังคงต่ำกว่าเกณฑ์วิกฤติที่ทำให้เกิดอาร์กคลื่นแห้ง- ต่ำกว่า 12kV ต่อเมตร ปลอก PE มาตรฐานจะทำงานได้อย่างเพียงพอ พื้นที่ 12-25 kV/m ต้องใช้ปลอก AT สูงกว่า 25 kV/m ควรสำรวจเส้นทางสายเคเบิลอื่น เนื่องจากแม้แต่ปลอก AT ก็อาจเกิดการเสื่อมสภาพได้

โดยทั่วไปตำแหน่ง Midspan จะได้รับแสงจากสนามสูงสุด การย้ายสายเคเบิลเข้าใกล้โครงสร้างทาวเวอร์ที่มีการต่อสายดินจะช่วยลดความแรงของสนามไฟฟ้า แต่จะเพิ่มมุมของสายเคเบิลที่สัมพันธ์กับแนวนอน ทำให้เกิดความเครียดทางกล โซลูชันทางวิศวกรรมจะปรับสมดุลข้อจำกัดทางไฟฟ้าและเครื่องกล เพื่อค้นหาตำแหน่งที่ให้ความปลอดภัยที่เพียงพอสำหรับทั้งคู่

ฟอลต์ของเฟส-ถึง-ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวเกินกว่าสภาวะการทำงานปกติมาก การวางสายเคเบิลต้องแน่ใจว่าแม้สภาวะความผิดปกติเหล่านี้จะไม่ทำให้เกิดการวาบไฟจากตัวนำไปยังสายไฟเบอร์ ระยะห่างขั้นต่ำที่ระบุในมาตรฐาน IEEE 1222 จะคำนึงถึงสถานการณ์ข้อผิดพลาดที่เลวร้ายที่สุด-

มาตรฐานการทดสอบและการตรวจสอบคุณภาพ

โปรโตคอลการทดสอบ IEEE 1222

มาตรฐาน IEEE 1222 กำหนดข้อกำหนดด้านการก่อสร้าง ประสิทธิภาพ และการทดสอบสำหรับสาย ADSS ที่ใช้กับสายไฟฟ้าสาธารณูปโภค มาตรฐานนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิลมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ขั้นต่ำในด้านความแข็งแรงเชิงกล ความต้านทานไฟฟ้า ประสิทธิภาพด้านแสง และความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม

การทดสอบทางกลประกอบด้วยการรับแรงดึงจนถึงเศษส่วนที่ระบุของค่าความต้านทานการแตกหักที่กำหนด ขณะเดียวกันก็วัดการยืดตัวและตรวจสอบความเสียหายของโครงสร้าง สายเคเบิลต้องทนทานต่อแรงดึง 60% เป็นเวลา 24 ชั่วโมงโดยไม่เกิดความเสียหาย การทดสอบการโหลดแบบไดนามิกจะใช้ความเค้นแบบวัฏจักรเทียบเท่ากับแรงสั่นสะเทือนที่เหนี่ยวนำโดยลม-เป็นเวลาหลายล้านรอบ

การทดสอบความต้านทานไฟฟ้าจะวัดความต้านทานของเปลือกต่อความยาวหน่วยภายใต้สถานการณ์การปนเปื้อนและการทำให้เปียกชื้นต่างๆ ตัวอย่างจะต้องสัมผัสกับหมอกเกลือ ตามด้วยการวัดความต้านทานเปียกเพื่อจำลองสภาพชายฝั่ง การทดสอบใช้การไล่ระดับแรงดันไฟฟ้าในขณะที่ติดตามการติดตามหรือการกัดเซาะที่บ่งชี้ว่าความต้านทานการติดตามไม่เพียงพอ

การทดสอบการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อมใช้สายเคเบิลเพื่อรับแสง UV แบบเร่ง วงจรความร้อน และการสัมผัสความชื้น หลังจากอายุการใช้งานเทียบเท่ากับ 20+ ปีของการใช้งาน สายเคเบิลจะต้องรักษาเปอร์เซ็นต์ของความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวเดิมที่ระบุเมื่อขาด ใยแก้วนำแสงต้องแสดงการลดทอนเพิ่มขึ้นน้อยที่สุดหลังจากสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม

การควบคุมคุณภาพระหว่างการผลิต

การควบคุมคุณภาพการผลิตเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบวัตถุดิบ การทดสอบเรซินโพลีเอทิลีนยืนยันว่าดัชนีการไหลของของเหลว ความหนาแน่น และปริมาณคาร์บอนแบล็คเป็นไปตามข้อกำหนด ซัพพลายเออร์เส้นด้ายอะรามิดจะมอบใบรับรองที่บันทึกการวัดความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวสำหรับล็อตการผลิตแต่ละล็อต

การตรวจสอบแบบอินไลน์ระหว่างการอัดขึ้นรูปจะวัดความหนาของเปลือกอย่างต่อเนื่อง เกจแบบอัลตราโซนิกหรือเลเซอร์-จะตรวจจับความแปรผันของความหนาที่อาจสร้างจุดอ่อน การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกและวงรีทำให้สายเคเบิลพอดีกับฮาร์ดแวร์การติดตั้งอย่างเหมาะสม

การวัดการลดทอนของใยแก้วนำแสงเกิดขึ้นหลังการเดินสายเคเบิล แต่ก่อนการหุ้มขั้นสุดท้าย ช่วยให้สามารถตรวจจับและแก้ไขความเสียหายของเส้นใยที่เกิดจากการโค้งงอหรือแรงดึงมากเกินไปในระหว่างกระบวนการพันเกลียว เส้นใยที่มีการลดทอนเกินขีดจำกัดข้อกำหนดจะถูกเปลี่ยนก่อนที่สายเคเบิลจะเสร็จสมบูรณ์

สายเคเบิลตัวอย่างจากการดำเนินการผลิตแต่ละครั้งได้รับการทดสอบการเร่งอายุและกลไกก่อนปล่อยผลิตภัณฑ์ การทดสอบแบบทำลายล้างนี้ช่วยยืนยันว่ากระบวนการผลิตสามารถผลิตสายเคเบิลที่ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะทั้งหมดได้อย่างสม่ำเสมอ โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตจะทำลายการผลิต 0.1-0.5% ในการทดสอบการตรวจสอบคุณภาพ

ข้อกำหนดการบำรุงรักษา

โปรโตคอลการตรวจสอบเป็นระยะ

สายเคเบิล ADSS ต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่าสายเคเบิลโลหะเนื่องจากไม่เป็นสนิม แต่การตรวจสอบเป็นระยะจะระบุปัญหาที่กำลังพัฒนาก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว ช่วงเวลาการตรวจสอบขึ้นอยู่กับความรุนแรงของสิ่งแวดล้อม-สภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลที่รุนแรงหรือสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมรับประกันการตรวจสอบประจำปี ในขณะที่สภาพอากาศภายในประเทศที่ไม่เอื้ออำนวยอาจมีช่วงเวลา 3-5 ปี

การตรวจสอบด้วยสายตาจากตำแหน่งของหอคอยจะตรวจสอบความเสียหายของปลอก รอยติดตาม หรือการเปลี่ยนสีที่บ่งบอกถึงการเสื่อมสภาพของรังสียูวีหรือกิจกรรมอาร์ค กล้องส่องทางไกลหรือกล้องเทเลโฟโต้จะตรวจสอบส่วนของสายเคเบิลในช่วงกลางเพื่อดูการเปลี่ยนแปลงที่ย้อยซึ่งบ่งบอกถึงการยืดตัวของคืบหรือความเสียหายของน้ำแข็ง อุปกรณ์และฮาร์ดแวร์ได้รับการตรวจสอบแรงบิดเพื่อให้แน่ใจว่าแรงยึดยังคงอยู่ในข้อกำหนดเฉพาะ

การถ่ายภาพความร้อนแบบอินฟราเรดจะตรวจจับความร้อนเฉพาะจุดจากอาร์คแบนด์แห้ง-หรือปัญหาฮาร์ดแวร์ กล้องถ่ายภาพความร้อนสแกนสายเคเบิล-อินเทอร์เฟซของทาวเวอร์เพื่อค้นหาจุดร้อนที่ระบุกระแสรั่วไหลหรือแรงเสียดทานทางกล ความแตกต่างของอุณหภูมิ 5-10 องศาเหนือการรับประกันโดยรอบการตรวจสอบอย่างใกล้ชิด

การทดสอบด้วยแสงจะวัดการลดทอนของไฟเบอร์และระบุการแตกหักหรือการเสื่อมสภาพ การสะท้อนแสงโดเมนเวลาแบบออปติคอล (OTDR) จะส่งพัลส์แสงลงไปที่เส้นใยและวิเคราะห์การสะท้อนเพื่อค้นหาข้อบกพร่องหรือการสูญเสียที่เพิ่มขึ้นด้วย-ความละเอียดมาตราส่วนมิเตอร์ การลดทอนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากระหว่างรอบการตรวจสอบบ่งชี้ว่ามีน้ำเข้าหรือความเครียดของเส้นใยที่ต้องดำเนินการแก้ไข

การทำความสะอาดและการรักษาพื้นผิว

สายเคเบิลในสภาพแวดล้อมที่มีมลภาวะจะได้รับประโยชน์จากการทำความสะอาดเป็นระยะเพื่อขจัดการปนเปื้อนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าก่อนที่-การเกิดอาร์คของแถบแห้งจะเริ่มต้น การล้างด้วยน้ำแรงดันสูง-จะขจัดฝุ่นและคราบเกลือออกจากพื้นผิวของฝัก การบำรุงรักษาเชิงป้องกันนี้ช่วยยืดอายุสายเคเบิลในพื้นที่ชายฝั่งทะเลและอุตสาหกรรม

ยูทิลิตี้บางชนิดใช้การเคลือบซิลิโคนกับพื้นผิวสายเคเบิลในตำแหน่งที่สำคัญ สารเคลือบที่ไม่ชอบน้ำเหล่านี้จะทำให้น้ำกลายเป็นเม็ดบีดและไหลออกไป แทนที่จะแพร่กระจายไปเป็นฟิล์มนำไฟฟ้าต่อเนื่อง ประสิทธิภาพการเคลือบคงอยู่ 2-5 ปีก่อนจำเป็นต้องทาซ้ำ โดยทั่วไปแล้ว การวิเคราะห์ต้นทุน-ผลประโยชน์จะจำกัดการเคลือบไว้เฉพาะส่วนของสายเคเบิลที่มีความเสี่ยงมากที่สุด แทนที่จะเป็นช่วงทั้งหมด

การปรับฮาร์ดแวร์

การหย่อนของสายเคเบิลเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเนื่องจากการคืบของอะรามิดภายใต้ความตึงเครียดคงที่ การหย่อนมากเกินไปจะช่วยลดระยะห่างจากพื้นดินและอาจต้องมีการแก้ไข การ-ปรับความตึงเกี่ยวข้องกับการคลายข้อต่อปลายตาย-และการดึงสายเคเบิลเพื่อขจัดความหย่อนก่อน-จะยึดข้อต่ออีกครั้ง กระบวนการนี้ต้องใช้เครื่องมือพิเศษและบุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้สายเคเบิลเกิดความเครียดมากเกินไป

การวางตำแหน่งแดมเปอร์สั่นสะเทือนจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนเป็นครั้งคราว หากการตรวจสอบพบว่ามีการเคลื่อนที่ของสายเคเบิลมากเกินไป การเลื่อนแดมเปอร์เข้าไปใกล้กับแคลมป์กันสะเทือนหรือการเพิ่มแดมเปอร์เพิ่มเติมจะช่วยลดความกว้างของการสั่นสะเทือนให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้

เมื่อสายเคเบิล ADSS ล้มเหลวในสภาพอากาศ

เงื่อนไขเกณฑ์

วัสดุทุกอย่างมีขีดจำกัด สายเคเบิล ADSS จะใช้งานไม่ได้เมื่อภาระต่อสิ่งแวดล้อมเกินความสามารถในการออกแบบ หรือเมื่อตัวรับความเครียดหลายตัวรวมกันทำงานร่วมกัน การทำความเข้าใจเกณฑ์เหล่านี้ช่วยให้คาดหวังประสิทธิภาพของสายเคเบิลได้สมจริง

พายุน้ำแข็งที่เกินเกณฑ์การออกแบบทำให้เกิดความล้มเหลวครั้งใหญ่ที่สุด เมื่อความหนาของน้ำแข็งเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของค่าการออกแบบ การโหลดสายเคเบิลสามารถเพิ่มขึ้นได้ 4 เท่า เนื่องจากน้ำหนักของน้ำแข็งจะชั่งน้ำหนักตามความหนากำลังสองคูณด้วยความยาวช่วง สายเคเบิลที่ทำงานใกล้ขีดจำกัดความตึงภายใต้สภาวะการออกแบบปกติไม่มีความจุสำรองสำหรับสถานการณ์โอเวอร์โหลด

เหตุการณ์ลมแรงสุดขีด-พายุทอร์นาโด พายุทอร์นาโด หรือกำแพงตาพายุเฮอริเคน-ทำให้เกิดความเร็วลมสูงกว่าค่าที่ออกแบบไว้ 50-100% ความสัมพันธ์กำลังสองระหว่างความเร็วลมและแรงหมายความว่าลมออกแบบ 150% จะสร้างแรงออกแบบ 2.25 เท่า เมื่อรวมกับการโหลดน้ำแข็ง อาจทำให้สายไฟขาดหรือแรงดึงที่ข้อต่อได้เกินกำลัง

Electrical failure from dry-band arcing becomes likely when multiple factors align: high-voltage exposure (>แรงดันไฟฟ้าเฟส 220kV) มลภาวะชายฝั่งหรืออุตสาหกรรม เหตุการณ์เปียกน้ำบ่อยครั้ง และวัสดุเปลือก PE มาตรฐาน การรวมกันนี้จะสร้างกระแสรั่วไหลสูงและระดับแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมการอาร์กที่ยั่งยืน

กลยุทธ์การป้องกันความล้มเหลว

การเลือกวัสดุเปลือกที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าถือเป็นมาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ปลอก AT มีราคาสูงกว่า PE มาตรฐานถึง 15-25% แต่ให้การป้องกันที่จำเป็นในสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแรงสูงและมีมลพิษสูง ค่าใช้จ่ายพรีเมียมจะจ่ายเองโดยการหลีกเลี่ยงความล้มเหลวและการเปลี่ยนสินค้าก่อนเวลาอันควร

การเลือกความยาวช่วงแบบระมัดระวังจะทิ้งระยะขอบด้านความปลอดภัยไว้สำหรับเหตุการณ์สภาพอากาศที่ไม่คาดคิด การจำกัดช่วงไว้ที่ 70-80% ของค่าพิกัดสูงสุดเพื่อรองรับพายุเป็นครั้งคราวที่เกินเกณฑ์การออกแบบโดยไม่ทำให้เกิดความล้มเหลว วิธีการนี้ช่วยลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานต่อกิโลเมตร แต่เพิ่มต้นทุนสายเคเบิลทั้งหมดด้วยแรงงานในการติดตั้งที่สูงขึ้น

การติดตั้งที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างมาก สายเคเบิลที่ติดตั้งด้วยความตึงที่ถูกต้อง ฮาร์ดแวร์ที่มีแรงบิดอย่างเหมาะสม และตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่เหมาะสม สามารถทนต่อเหตุการณ์สภาพอากาศที่ทำลายสายเคเบิลที่ติดตั้งอย่างไม่ระมัดระวัง การลงทุนในทีมงานติดตั้งที่ผ่านการรับรองและการกำกับดูแลจะช่วยป้องกันความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรส่วนใหญ่

การตรวจสอบและการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเป็นประจำจะตรวจพบปัญหาก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง ค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบประจำปีคิดเป็นน้อยกว่า 1% ของต้นทุนการเปลี่ยนสายเคเบิล และแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับความเสียหายในการติดตาม ฮาร์ดแวร์หลวม หรือการหย่อนมากเกินไปซึ่งต้องได้รับการแก้ไข

คำถามที่พบบ่อย

สายเคเบิล ADSS สามารถทนต่อพายุเฮอริเคน-ได้หรือไม่

สาย ADSS ออกแบบและติดตั้งอย่างเหมาะสมสำหรับเขตลมสูง-ที่ทนทานต่อสภาวะพายุเฮอริเคน ประสิทธิภาพภาคสนามในภูมิภาคแคริบเบียนแสดงให้เห็นว่าสายเคเบิลที่ระบุอย่างถูกต้องสามารถอยู่รอดได้จากพายุเฮอริเคนระดับ 4 ด้วยความเร็วลมคงที่ 250 กม./ชม. ปัจจัยสำคัญคือความยาวช่วงคงที่ที่เหมาะสมกับการจำแนกประเภทโซนลมและตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่ติดตั้งอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันความเสียหายจากความเมื่อยล้า ความล้มเหลวในช่วงพายุเฮอริเคนมักเป็นผลมาจากต้นไม้ล้มหรือหอคอยถล่มมากกว่าสายเคเบิลหัก

การสัมผัสรังสียูวีจะจำกัดอายุการใช้งานของสายเคเบิล ADSS หรือไม่

การสัมผัสรังสียูวีจะทำให้เปลือกเสื่อมสภาพอย่างค่อยเป็นค่อยไป แต่สายเคเบิลที่ได้รับการกำหนดสูตรอย่างเหมาะสมจะรักษาคุณสมบัติทางกลที่เพียงพอไว้เป็นเวลา 25-30 ปี สารเติมแต่งคาร์บอนแบล็กในปลอกโพลีเอทิลีนดูดซับพลังงาน UV เพื่อปกป้องสายโซ่โพลีเมอร์ที่ซ่อนอยู่ การทดสอบการเร่งอายุโดยจำลองการสัมผัสกับแสงแดดเป็นเวลาหลายทศวรรษแสดงให้เห็นว่าความแรงลดลงน้อยกว่า 20% ในทางปฏิบัติ ปัจจัยอื่นๆ-การอาร์คของแถบแห้ง-ในสภาพแวดล้อมแรงดันไฟฟ้าสูง-หรือการสึกหรอทางกลไกที่จุดช่วงล่าง โดยทั่วไปจะทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนที่การเสื่อมสภาพของรังสียูวีจะวิกฤต ปลอกสีดำทำงานได้ดีกว่าสีอื่นเนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนแบล็คสูงกว่า

สายเคเบิล ADSS สามารถทนต่ออุณหภูมิสุดขั้วได้เท่าใด

สาย ADSS ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือตั้งแต่ -40 องศาถึง 70 องศา ครอบคลุมทุกภูมิภาคที่มีผู้คนอาศัยอยู่ ปลอกโพลีเอทิลีนยังคงมีความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ ป้องกันการแตกหักเปราะ ที่อุณหภูมิสูง ปลอกจะรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างแม้ว่าการหย่อนของสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นลดลง การติดตั้งในสภาพแวดล้อมอาร์กติกและทะเลทรายแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการทำงานที่อุณหภูมิสุดขั้ว การออกแบบท่อแบบหลวมจะแยกเส้นใยนำแสงออกจากการขยายตัวทางความร้อนของโครงสร้างสายเคเบิล โดยคงประสิทธิภาพด้านแสงไว้ตลอดช่วงอุณหภูมิ การวางแผนการติดตั้งต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงที่ลดลงระหว่างอุณหภูมิสุดขั้วเพื่อให้แน่ใจว่ามีระยะห่างจากพื้นดินเพียงพอ

สายเคเบิล ADSS รองรับการสะสมของน้ำแข็งได้มากเพียงใด

ความสามารถในการรับน้ำหนักน้ำแข็งขึ้นอยู่กับพิกัดแรงดึงของสายเคเบิลและความยาวช่วง สายเคเบิลไฟเบอร์ 48- ทั่วไปที่มีพิกัด 2,000N รองรับน้ำแข็งรัศมี 6-12 มม. บนระยะ 400 เมตรในเขตโหลดปานกลาง ความหนาของน้ำแข็งนี้จะเพิ่มน้ำหนักสายเคเบิล 300-500% ช่วงที่ยาวขึ้นหรือสภาวะน้ำแข็งที่หนักกว่านั้นจำเป็นต้องใช้สายเคเบิลที่มีพิกัดความต้านทานแรงดึงสูงกว่า - สายเคเบิล 3,000-4,000N จะขยายขีดความสามารถ แต่เพิ่มต้นทุนและเส้นผ่านศูนย์กลาง โปรไฟล์สายเคเบิลแบบกลมเรียบจะละลายน้ำแข็งได้ง่ายกว่าแบบแบนหรือแบบตีเกลียว การเลือกช่วงความยาวแบบอนุรักษ์นิยมต่ำกว่าค่าสูงสุดทางทฤษฎีทำให้มีความปลอดภัยสำหรับพายุน้ำแข็งที่เกินเกณฑ์การออกแบบ การออกแบบที่เหมาะสมคำนึงถึงแรงลมที่เกิดขึ้นพร้อมกันบนสายเคเบิลเคลือบน้ำแข็ง

ความคาดหวังด้านประสิทธิภาพที่สมจริง

สายเคเบิลออปติก ADSS ให้บริการที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมสภาพอากาศที่หลากหลายเมื่อมีการระบุ ติดตั้ง และบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม สายเคเบิลทนทานต่ออุณหภูมิสุดขั้วตั้งแต่ความเย็นของอาร์กติกไปจนถึงความร้อนในทะเลทราย ต้านทานการเสื่อมสภาพของรังสียูวีมานานหลายทศวรรษ และรับมือกับน้ำแข็งและลมจำนวนมาก

เทคโนโลยีไม่สามารถอยู่ยงคงกระพัน เหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วเกินพารามิเตอร์การออกแบบ-การเกิดอาร์คแบบแห้งในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง- และการบำรุงรักษาที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดความล้มเหลวในที่สุด การทำความเข้าใจข้อจำกัดเหล่านี้ช่วยให้สามารถวางแผนได้จริง แทนที่จะค้นพบผ่านความล้มเหลวอันมีราคาแพง

การเลือกใช้วัสดุมีความสำคัญอย่างมาก ปลอก AT ป้องกันการเกิดอาร์คของแถบแห้ง-ในสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าที่รุนแรงซึ่ง PE มาตรฐานไม่ทำงาน การให้คะแนนความต้านทานแรงดึงที่สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายช่วงแต่ทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น ตัวเลือกการออกแบบเหล่านี้ควรสะท้อนถึงเงื่อนไขการติดตั้งจริงมากกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำที่ยอมรับได้

คุณภาพการติดตั้งจะเป็นตัวกำหนดว่าสายออปติคอล ADSS จะมีอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้หรือไม่ การติดตั้งฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสม ความยาวช่วงที่เหมาะสม และการวางตำแหน่งที่ถูกต้องสัมพันธ์กับตัวนำไฟฟ้าจะช่วยป้องกันความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร ค่าใช้จ่ายของทีมงานติดตั้งที่มีประสบการณ์แสดงถึงการประกันที่ดีเยี่ยมต่อปัญหา-ที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศ

สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ สายเคเบิลออปติคัล ADSS ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างเหมาะสมจะให้บริการที่เชื่อถือได้นาน 25-30 ปี แม้ว่าต้องเผชิญกับสภาพอากาศอย่างต่อเนื่องก็ตาม อายุการใช้งานที่ยาวนานนี้จำเป็นต้องมีข้อกำหนดเฉพาะของสายเคเบิลที่ตรงกับสภาพแวดล้อมการติดตั้ง โดยปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้ง และดำเนินการบำรุงรักษาตามระยะเวลา การลงทุนในการออกแบบและการติดตั้งที่เหมาะสมจะจ่ายผลตอบแทนผ่านการดำเนินงานที่ปราศจากปัญหามานานหลายทศวรรษ