Hogyan működik az összes dielektromos önhordó kábel erős szél- vagy jégterhelési körülmények között?

A modern távközlés területén az infrastruktúra megbízhatósága gyakran attól függ, hogy mennyire bírja a környezeti kihívásokat. Minden dielektromos önhvagydó kábel (ADSS) az optikai hálózatok kritikus részét képezik, különösen ott, ahol felsővezetékre van szükség. Ezeket a kábeleket fém alkatrészek nélkül tervezték, így ideálisak nagyfeszültségű távvezetékek közelében történő telepítéshez és olyan helyekre, ahol az elektromágneses interferencia (EMI) befolyásolhatja a teljesítményt. A mérnökök és hálózattervezők számára azonban az egyik legfontosabb kérdés a következő: Hogyan teljesítenek az ADSS-kábelek erős szél- vagy jégterhelés mellett?

1. Az összes dielektromos önhordó kábel szerkezetének megértése

Mielőtt megvizsgálná a teljesítményüket extrém körülmények között, hasznos megérteni, mi teszi egyedivé az ADSS-kábeleket. Ezek a kábelek teljes egészében nem fémes anyagokból állnak, jellemzően a következőket tartalmazzák:

• Központi optikai szálak , amelyek adatjeleket hordoznak.
• Puffer cső amely párnázást és védelmet nyújt a szálaknak.
• Erőtagok , gyakran aramid fonalakból (például kevlárból) készülnek, amelyek megadják a kábel szakítószilárdságát, és lehetővé teszik, hogy hosszú fesztávon elviselje saját súlyát.
• Külső kabátok Általában UV-álló polietilénből vagy hasonló anyagokból készül, amelyek védenek a nedvességtől, a kopástól és a napfénytől.

Ez a „teljesen dielektromos” kialakítás lehetővé teszi, hogy az ADSS kábelek könnyűek, korrózióállóak és elektromos vezetőképességtől mentesek legyenek – mindez elengedhetetlen az elektromos vezetékek közelében történő légi telepítéshez.

2. Környezeti stressztényezők: szél- és jégterhelés

A kültéri antennaberendezéseknél a két legsúlyosabb mechanikai igénybevétel, amellyel a kábelek szembesülnek, az szélnyomás és jég felhalmozódása .

• Erős szélviszonyok: Amikor erős szél fúj a kábelfesztávon, oldalirányú erőket hoz létre, amelyek a kábelt kilengik, rezegtetik vagy oszcillálják. Idővel ez a mozgás elfáradhat a kábelben vagy a tartó hardverben.
• Jégterhelési feltételek: Hideg éghajlaton a fagyos eső vagy a magas páratartalom jégképződéshez vezethet a kábel felületén. A jég súlya jelentősen megnöveli a kábel és tartóinak terhelését, ami megereszkedéshez, mechanikai igénybevételhez vagy akár kábeltöréshez vezethet, ha nem veszik megfelelően figyelembe.

A szél és a jég együttes hatása felerősítheti a stresszszinteket, mivel a szél dinamikus erőket fejt ki, míg a jég növeli a statikus terhelést. Ezért az ADSS-kábelek képessége, hogy ellenálljanak ezeknek a kombinált feltételeknek, elengedhetetlen a sikeres, hosszú távú működésükhöz.

3. Az ADSS-kábel teljesítményét befolyásoló tervezési tényezők

a. Szakítószilárdság és fesztávolság

Az ADSS kábelek egyik legfontosabb előnye a magas szakítószilárdság/tömeg arány, amelyet aramid fonalak használatával érnek el. Ezek a szintetikus szálak egyenletesen osztják el a mechanikai feszültséget a kábel mentén, és lehetővé teszik, hogy az erős jégterhelés mellett is stabil maradjon.
A mérnökök általában az adott régió várható szél- és jégviszonyai alapján számítják ki a maximálisan megengedett fesztávolságot. A feszültség és a mechanikai meghibásodás kockázatának csökkentése érdekében gyakran javasolnak rövidebb fesztávokat erős jegesedéses területeken.

b. Kábel átmérő és felületkezelés

A kábel felületének külső átmérője és simasága közvetlenül befolyásolja, hogy mennyi jég halmozódik fel, és hogyan hat rá a szél. A kisebb átmérőjű kábel kisebb felületet biztosít a szélellenállás és a jégképződés számára. Egyes gyártók is jelentkeznek alacsony súrlódású vagy hidrofób bevonatok amelyek csökkentik a jég tapadását, segítve minimalizálni az extra súlyt a téli körülmények között.

c. Az anyag rugalmassága és a kabát összetétele

Az ADSS kábelek külső burkolatát úgy tervezték, hogy ellenálljon a repedésnek és a kopásnak ingadozó hőmérsékleten. Erős szél esetén a kabátnak meg kell akadályoznia a vibráció vagy a tartószerkezetekkel való érintkezés okozta kopást is. Az UV-stabilizálás ugyanilyen fontos, mivel a hosszú távú napfénynek való kitettség gyengítheti az anyagot, és növelheti a károsodás kockázatát nagy igénybevétel esetén.

4. Rezgés és Lipari hatások szélterhelés alatt

Az egyik finom, de jelentős kihívás, amellyel az ADSS kábelek szembesülnek erős szélben eolikus rezgés – állésó, kis sebességű szél (általában 3–25 mph) okozta jelenség. Ezek a szelek kis, ismétlődő oszcillációkat generálhatnak a kábelben, ami hosszú távú kifáradási károsodáshoz vezethet mind a kábelben, mind a szerelvényeiben.

Ennek a hatásnak a mérséklésére rezgéscsillapítók or spirális rezgésszabályozó eszközök általában a rögzítési pontok közelében vannak felszerelve. A megfelelő feszítés a szerelés során szintén nagy szerepet játszik a vibrációs amplitúdó csökkentésében és a korai kopás megelőzésében. Különösen szeles területeken a kétrétegű védelem vagy a speciális bilincsek tovább növelhetik a stabilitást.

5. Teljesítmény jeges terhelési körülmények között

Amikor jég gyűlni kezd egy ADSS-kábelen, számos változás következik be:

• A súlya A kábel hossza jelentősen megnő.
• A húzó terhelés a rögzítési pontokon emelkedik.
• A megereszkedik a kábelben növekszik, ami megváltoztathatja a hézagokat és további hajlítási feszültséget eredményezhet.

A modern ADSS kábeleket úgy tervezték, hogy az optimalizált mechanikai szilárdság és rugalmasság révén kezeljék ezeket a helyzeteket. Az aramid fonal megerősítése biztosítja, hogy az optikai szálak még nagyobb jégsúllyal is jól védettek maradjanak, és csillapítás nélkül továbbítsák a jeleket.

Rendkívül hideg környezetben, hidegálló kabát anyagok – gyakran alacsony hőmérsékletű polietilénből készülnek – a ridegség és a repedés megelőzésére használják. A használata megfelelő kábelgeometria és támogató hardver jégveszélyes területekre tervezve, segít megőrizni a stabilitást még súlyos jegesedési körülmények között is.

6. Telepítési gyakorlatok a kedvezőtlen időjárási teljesítményhez

Még egy jól megtervezett ADSS-kábel is gyengén működhet, ha nincs megfelelően telepítve. A telepítési gyakorlatok közvetlen hatással vannak arra, hogy a kábel hogyan reagál a környezeti terhelésekre. Néhány kulcsfontosságú szempont a következők:

• Helyes feszítés: Annak biztosítása, hogy a kábel ne legyen sem túl szoros, sem túl laza, segít egyensúlyban tartani a teljesítményt szél- és jeges események során.
• Megfelelő fesztávolságok: A magas kockázatú területeken rövidebb fesztávok és közbenső alátámasztások javasoltak.
• Hardver kiválasztása: Az időjárásnak megfelelő bilincsek, támasztékok és rezgéscsillapítók használata meghosszabbítja az élettartamot.
• Kiürítés tervezése: Az elektromos vezetékektől és egyéb szerkezetektől való megfelelő távolság biztosítása megakadályozza az érintkezést vagy a kopást a kábel mozgása során.

A zord időjárás utáni rutinellenőrzés is elengedhetetlen a potenciális károk észleléséhez, mielőtt azok a szolgáltatás megszakadásához vezetnének.

7. A környezeti ellenállás vizsgálata és szabványai

Az ADSS-kábeleket szabványos körülmények között tesztelik, hogy szimulálják a valós környezeti terheléseket. Ipari szabványok, mint pl IEC 60794 és IEEE 1222 meghatározza ezekre a kábelekre vonatkozó mechanikai, környezetvédelmi és elektromos követelményeket.
A tesztek a következőket tartalmazhatják:

• Szakítóterhelési vizsgálat szimulált jégsúly mellett
• Az aerodinamikai viselkedés vizsgálata szélcsatornában
• Hőmérséklet-ciklus a kabát teljesítményének értékeléséhez
• UV és nedvességállóság értékelése

Az ezeknek a szabványoknak való megfelelés biztosítja, hogy az ADSS-kábelek évtizedekig ellenálljanak az igényes kültéri környezetnek.

8. Valós alkalmazások és bizonyított megbízhatóság

Az összes dielektromos önhordó kábel szélsőséges éghajlatú régiókban történő alkalmazása bizonyította ellenálló képességüket. Az erős havazású északi országokban az ADSS-kábelek a könnyű, de erős felépítésük miatt a jégképződés ellenére is fenntartják a kapcsolatot. Tengerparti és hegyvidéki régiókban nem fémes összetételük megakadályozza a korróziót és mérsékli a só vagy a szél által okozott törmelék által okozott károkat.

A közszolgáltatók és a távközlési szolgáltatók gyakran választanak ADSS-kábeleket elektromos vezetékes kommunikációs rendszerek , ahol gyakori a szél és a jég. A konzisztens optikai teljesítmény fenntartására való képességük még mechanikai igénybevétel esetén is megbízható megoldássá teszi őket a légi telepítésekhez.

9. Megelőző karbantartás és hosszú távú teljesítmény

Míg az ADSS kábeleket minimális karbantartásra tervezték, a megelőző intézkedések meghosszabbíthatják élettartamukat:

• Rendszeres szemrevételezés vihar után
• A megereszkedés és a feszültség értékek figyelése
• Ellenőrizzük a kabát kopásának vagy az aramidfonalnak kitett jeleit
• Kopott rezgéscsillapítók vagy felfüggesztés vasalat cseréje

Megfelelő gondossággal az ADSS-kábelek megbízhatóan működhetnek 25-30 év még szélnek és jégnek kitett területeken is.

Következtetés

Az összes dielektromos önhordó kábelt úgy tervezték, hogy elviselje a száloptikai hálózatok telepítése során felmerülő legnehezebb környezeti feltételeket. Könnyű szerkezetük, nagy szakítószilárdságuk és nem vezető anyagok kombinációja lehetővé teszi, hogy hatékonyan teljesítsenek nagy szél- és jégterhelési körülmények között is.

Míg a környezeti igénybevételeket soha nem lehet teljesen kiküszöbölni, a kábeltervezés gondos megválasztása, a pontos telepítési technikák és a legjobb karbantartási gyakorlatok betartása biztosíthatja a hosszú távú teljesítményt és megbízhatóságot. Függetlenül attól, hogy nyílt mezőkön, hegygerinceken vagy tengerparti áramfolyosókon telepítik őket, az ADSS-kábelek továbbra is bizonyítják, hogy a robusztus tervezés és az átgondolt tervezés lehetővé teszi az erő és a stabilitás elérését igényes környezetben is.