چگونه کابل نوری هوایی تمام دی الکتریک (ADSS) با چالش های پایداری طولانی مدت در محیط های پیچیده مقابله می کند؟

به دلیل ساختار غیر فلزی منحصر به فرد و طراحی خود پشتیبانی ، کابل نوری هوایی خود پشتیبانی تمام دی الکتریک (ADSS) به طور گسترده در شبکه های ارتباطی برق مورد استفاده قرار می گیرد ، به خصوص برای نصب در راهروهای خط انتقال ولتاژ بالا مناسب است. با این حال ، محیط تخمگذار هوایی یک آزمایش شدید به قابلیت اطمینان طولانی مدت کابلهای نوری ، از جمله اشعه ماوراء بنفش ، اختلاف دمای شدید ، لرزش باد پویا ، بارهای یخ و برفی و تداخل میدان الکتریکی قوی است. طراحی سازگاری محیطی کابل نوری ADSS در اطراف این چالش ها متمرکز شده است و از طریق استفاده جامع از انتخاب مواد ، بهینه سازی ساختاری و استراتژی های حفاظت ، عملکرد پایدار خود را در شرایط کار پیچیده تضمین می کند.

در یک محیط هوایی ، اشعه ماوراء بنفش (UV) یکی از اصلی ترین عوامل منتهی به پیری غلاف کابل نوری است. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در معرض نور مستقیم خورشید می تواند به راحتی باعث شکستگی زنجیره ای مولکولی در مواد پلی اتیلن معمولی (PE) شود و در نتیجه غلافهای شکننده و ترک خورده ایجاد شود که به نوبه خود بر خصوصیات مکانیکی و آب بندی کابل های نوری تأثیر می گذارد. غلاف بیرونی کابل نوری ADSS معمولاً پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) یا پلی اتیلن مقاوم در برابر ردیابی (AT-PE) را اتخاذ می کند ، و کربن سیاه یا سایر تثبیت کننده های ضد UV به مواد اضافه می شود تا به طور مؤثر اشعه ماوراء بنفش را جذب و پراکنده و فرآیند اکسیداسیون عکس را به تأخیر بیندازد. این مکانیسم حفاظت کابل نوری را قادر می سازد تا پس از عملکرد طولانی مدت در فضای باز ، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر ضربه را حفظ کند و از افزایش از دست دادن میکروب دهی فیبر نوری ناشی از تخریب غلاف جلوگیری شود.

علاوه بر پرتوهای ماوراء بنفش ، تغییرات دما شدید نیز برای پایداری ساختاری کابل های نوری چالشی را ایجاد می کند. در مناطقی که اختلاف دمای زیادی بین آب و هوای روز و شب یا شدید فصلی وجود دارد ، مواد کابل نوری باعث گسترش و انقباض حرارتی مکرر می شوند. در صورت طراحی نادرست ، ممکن است باعث ایجاد استرس باقیمانده در فیبر نوری شود و حتی منجر به وخامت عملکرد انتقال شود. کابل نوری ADSS با بهینه سازی طراحی طول اضافی با این مشکل مقابله می کند. ساختار پیچش لایه ای لوله ای آن به فیبر نوری اجازه می دهد تا طول بیش از حد متوسط را در غلاف حفظ کند و اطمینان حاصل کند که فیبر نوری تحت تأثیر تنش خارجی در محدوده دمای گسترده -40 تا 70 قرار نمی گیرد. در عین حال ، نخ آرامید ، به عنوان یک عنصر کششی ، دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار کم است ، که کابل نوری را قادر می سازد تا هنگام نوسان دما ، خواص مکانیکی پایدار را حفظ کند و از غلظت استرس ناشی از انبساط و انقباض مواد جلوگیری می کند.

لرزش باد و بارهای یخ و برفی نوع دیگری از استرس مکانیکی پویا است که توسط کابل های نوری سربار روبرو است. در محیط های باد شدید ، کابل های نوری ارتعاشات با فرکانس بالا ایجاد می کنند و اثرات طولانی مدت ممکن است باعث خستگی ساختاری و حتی شکستگی فیبر شود. کابل های نوری ADSS از نخ آرامید با استحکام بالا به عنوان تقویت کننده استفاده می کنند و مقاومت بسیار کششی و خستگی آنها می تواند به طور موثری در برابر تأثیر لرزش باد مقاومت کند. خصوصیات سبک وزن نخ آرام همچنین وزن کلی کابل نوری را کاهش می دهد ، دامنه نوسان آن را در زیر نیروی باد کاهش می دهد و در نتیجه تأثیر لرزش باد بر روی برج و بدنه کابل نوری را کاهش می دهد. در مناطقی که با یخ و برف پوشیده شده است ، مواد غلاف کابل های نوری ADSS باید از مقاومت فشاری کافی برخوردار باشند تا از تغییر شکل محلی ناشی از تجمع یخ جلوگیری شود. طراحی ساختاری آن معمولاً یک مقطع دایره ای را برای کاهش چسبندگی یخ و برف اتخاذ می کند و انعطاف پذیری غلاف باعث می شود عملکرد انتقال فیبر نوری تحت پوشش یخ حفظ شود.

محیط میدان الکتریکی قوی کریدور خط انتقال نیازهای عملکرد الکتریکی منحصر به فرد را برای کابل های نوری ADSS ارائه می دهد. از آنجا که کابل های نوری معمولاً در همان برج به عنوان هادی های ولتاژ بالا نصب می شوند ، ممکن است تخلیه موضعی به دلیل القاء میدان الکتریکی روی سطح آنها رخ دهد. اثرات طولانی مدت باعث خوردگی الکتریکی و سوراخ شدن غلاف می شود و عمر کابل نوری را تهدید می کند. برای این منظور ، غلاف بیرونی کابل نوری ADSS از یک ماده ضد ردیابی مخصوص فرموله شده استفاده می کند و با بهینه سازی ضخامت و خاصیت دی الکتریک ، قدرت میدان الکتریکی سطح را کاهش می دهد. علاوه بر این ، سطح غلاف را می توان با آبگریز برای کاهش تجمع خاک و رطوبت درمان کرد ، از تشکیل کانال های رسانا جلوگیری کرد و در نتیجه مهار تخلیه تاج و فرسایش قوس. این طرح باعث می شود کابل نوری ADSS برای مدت طولانی در یک محیط میدان الکتریکی قوی از 110 کیلو ولت یا حتی 500 کیلو ولت پایدار بماند و عایق قابل اعتماد بدون تکیه به یک لایه محافظ فلزی قابل دستیابی است.

سازگاری محیطی کابل نوری ADSS نه تنها در بهینه سازی یک عملکرد واحد ، بلکه در تعادل سیستماتیک طراحی کلی نیز منعکس می شود. به عنوان مثال ، برای جلوگیری از افزودنی هایی که بر پایداری الکتریکی مواد تأثیر می گذارد ، باید مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش در رابطه با خواص ضد ردیابی در نظر گرفته شود. استحکام کششی نخ آرامید باید با عملکرد خمش کابل نوری مطابقت داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که شکستن آن در شرایط باد شدید آسان نیست و ساخت و تخمگذار تحت تأثیر استحکام بیش از حد قرار نمی گیرد. این مفهوم طراحی بهینه سازی مشترک چند عاملی کابل نوری ADSS را قادر می سازد تا به عملکرد طولانی مدت بدون تعمیر و نگهداری در محیط های پیچیده دست یابد و به یک زیرساخت اصلی برای شبکه های ارتباطی برق تبدیل شود.

در آینده ، از آنجا که الزامات سیستم قدرت برای قابلیت اطمینان ارتباطات همچنان در حال افزایش است ، طراحی سازگاری با محیط زیست کابلهای نوری ADSS همچنان در حال تکامل خواهند بود. معرفی مواد کامپوزیت جدید و فناوری نظارت هوشمند ممکن است راه حل بهتری برای پایداری طولانی مدت کابل های نوری در آب و هوای شدید و محیط های الکترومغناطیسی قوی فراهم کند. با این وجود ، مهم نیست که چگونه توسعه می یابد ، منطق طراحی اصلی آن تغییر نخواهد کرد: یعنی بر اساس معماری تمام رسانه ها ، از طریق ادغام عمیق علم مواد و مکانیک های ساختاری ، کابل نوری همیشه عملکرد مکانیکی و انتقال عالی را در محیط های پیچیده حفظ می کند. $ $ $ $ $ $ $ $ $ $