Cum se rupe cablurile optice ADSS prin limitele mediului?

Sistemul de comunicare a liniilor de transmisie de înaltă tensiune trebuie să se confrunte cu trei amenințări majore de mediu:

Umiditate ridicată: Umiditatea aerului în zonele muntoase și de coastă este> 80% pe tot parcursul anului, iar penetrarea moleculelor de apă provoacă pierderi de microbendare din fibră optică;

Raze ultraviolete puternice: radiația anuală în zonele de platou și deșert este> 5000 mJ/m², ceea ce accelerează îmbătrânirea materialelor polimerice;

Diferența de temperatură extremă: Când diferența de temperatură dintre zi și noapte depășește 50 ℃, expansiunea termică și contracția provoacă fisurarea tecii.

Cablurile optice din metal tradițional sunt predispuse la concentrația de stres în condiții de temperatură extremă, datorită diferenței de coeficienți de expansiune termică între conductoarele de metal și materialele tecii, în timp ce cablurile optice ADSS evită fundamental această problemă prin tehnologia compusă non-metalică.

Principiul proiectării cooperatiste a stratului de barieră de apă și a tecii exterioare

1. Strat de barieră de apă: o barieră de protecție la nivel molecular microscopic

Selectarea materialelor: stratul de barieră de apă folosește un substrat de polietilen de înaltă densitate (HDPE) sau polipropilenă (PP), cu rășină super absorbantă (SAP) sau fire de blocare a apei adăugate. Particulele de sap se umflă de 300 de ori volumul inițial atunci când sunt expuse la apă, formând o barieră asemănătoare cu gelul pentru a bloca penetrarea longitudinală a apei.
Proiectare structurală: Grosimea stratului de blocare a apei este ≥0,5 mm și un strat tampon „fagure” este setat între pachetul de fibre pentru a se asigura că apa este absorbită rapid atunci când se difuzează radial și evită contactul cu acoperirea cu fibre.
Mecanism de sinergie: structura densă a tecii exterioare și caracteristicile de expansiune ale stratului de blocare a apei formează un efect „dublu blocare a apei”. De exemplu, atunci când teaca exterioară are microcracks din cauza deteriorării mecanice, stratul de blocare a apei poate înlocui temporar funcția sa impermeabilă pentru a cumpăra timp pentru reparații de urgență.

2. Teaca exterioară: Gardianul proprietăților mecanice macroscopice
Inovație materială:
Polietilena electrică (AT/PE): nanoparticulele de alumină (AL₂O₃) sunt introduse prin intermediul tehnologiei de amestecare pentru a îmbunătăți performanța de urmărire anti-electrică. Rezistivitatea sa de suprafață este mai mare de 10¹⁴ω · cm, care suprimă eficient descărcarea coronalor.
Elastomer poliolefină (POE): Procesul dinamic de vulcanizare este utilizat pentru a forma o structură de rețea interpenetrantă între polietilen și cauciuc de etilen -propilenă (EPR), cu o alungire la pauză mai mare de 400%, iar flexibilitatea este menținută la o temperatură scăzută de -40 ° C.
Optimizare structurală: teaca exterioară adoptă procesul „Co-extrudare cu două straturi”, stratul interior fiind un strat rezistent la intemperii, iar stratul exterior fiind un strat rezistent la uzură. La suprafața stratului rezistent la uzură se adaugă un strat de dioxid de nano-silicon de 0,2 μm (SiO₂) pentru a reduce coeficientul de frecare la 0,15 și a reduce uzura cu clema de sârmă.
Adaptabilitatea mediului: teaca exterioară trebuie să treacă „testul de îmbătrânire a climei artificiale” în standardul IEC 60794-1-2, incluzând 1000 de ore de radiații de lampă xenon (simulând 10 ani de îmbătrânire naturală), 12 cicluri de cicluri calde și reci (-40 ℃ → 70 ℃) și alte teste.

Integrarea profundă a științei materialelor și a mecanicii structurale
1.. Ingineria segmentului molecular: un lanț de protecție de la micro la macro
Mecanismul anti-ultraviolet: stabilizatorul de lumină de benzotriazol (cum ar fi tinuvina 770) adăugat la materialul de teacă exterior poate absorbi 300-400nm raze ultraviolete și le poate transforma în energie căldură inofensivă. Inelul de benzen și inelul triazolului din structura sa moleculară formează o „capcană de electroni” pentru a capta radicalii liberi și pentru a întârzia degradarea polimerului.
Umiditatea și rezistența la căldură: segmentele moleculare din polipropilenă (PP) din stratul de blocare a apei sporesc stabilitatea prin mecanismul dual al „cristalizării încrucișate”. Structura de reticulare crește temperatura de tranziție a sticlei (TG) a materialului, iar zona de cristalizare formează o barieră fizică pentru a împiedica pătrunderea moleculelor de apă.

2. Optimizarea distribuției stresului: avantajele mecanice ale structurilor compozite nemetalice
Rezistența la forfecare a intermediarului: Interfața dintre stratul de blocare a apei și teaca exterioară adoptă un „design de tranziție a gradientului”, iar aderența interfeței este îmbunătățită prin adăugarea unui compatibilizator (cum ar fi polietilenul altoit de anhidrură maleică) pentru a se asigura că rezistența la forfecare a intermediarului este mai mare de 2,5 MPa.
Potrivirea expansiunii termice: coeficientul de expansiune termică a armăturii de fire aramid (2,5 × 10⁻⁵/℃) este aproape de cea a tecii exterioare (1,8 × 10⁻⁴/℃), evitând cojirea inter -stratului cauzată de diferența de temperatură.
Prezicerea vieții oboselii: bazată pe teoria mecanicii fracturilor, pe viața de oboseală a Cabluri optice ADSS poate fi estimată prin formula de la Paris (da/dn = c (Δk) ⁿ). Rata de creștere a fisurilor (DA/DN) a structurilor compozite nemetalice este un ordin de mărime mai mic decât cel al cablurilor optice metalice.

Standarde tehnice și control al calității
1.. Sistem standard internațional
IEC 60794-1-2: Definește clasificarea de adaptabilitate a mediului a cablurilor optice. Cablurile optice ADSS trebuie să treacă „„ Clasa A ”(-40 ℃ până la 70 ℃) și„ „Clasa B” (-55 ℃ ℃ 85 ℃).

IEEE 1222: Specifică specificațiile de instalare ale cablurilor optice în medii de putere, necesitând potențialul punctului de atârnare al cablurilor optice ADSS să fie mai mică de 25 kV (teaca de clasă B).

NEMA TC-7: American Standard, subliniind rezistența UV a cablurilor optice, necesitând transmiterea la o lungime de undă de 340 nm să fie mai mică de 5%.

2. Procesul de control al calității
Testarea materiilor prime: analiza spectroscopiei cu infraroșu transformată Fourier (FTIR) a materialelor precum AT/PE și POE pentru a se asigura că nu există impurități; Testul de rată de absorbție a apei a SAP, necesitând o rată de absorbție a apei> 90% în 10 minute.

Monitorizarea procesului: utilizați un manometru de grosime online pentru a monitoriza grosimea tecii exterioare în timp real, cu o abatere de ≤ ± 0,05 mm; Utilizați o mașină de testare la tracțiune pentru a verifica rezistența la legare a intermediarului.
Inspecție a produsului finit: Fiecare lot de cabluri optice trebuie să treacă „testul de imersiune a apei” (24 de ore), „Test de ciclu cald și rece” (12 cicluri) și „Test de îmbătrânire accelerată ultravioletă” (1000 de ore) .