Cum face față cablului optic de auto-susținere all-dielectrică (ADSS) cu provocări de stabilitate pe termen lung în medii complexe?

Datorită structurii sale unice nemetalice și a designului de auto-susținere, Cablu optic aerian cu auto-susținere all-dielectrică (ADSS) este utilizat pe scară largă în rețelele de comunicații electrice, în special adecvate pentru instalarea pe coridoarele de linie de transmisie de înaltă tensiune. Cu toate acestea, mediul de așezare aeriană reprezintă un test sever la fiabilitatea pe termen lung a cablurilor optice, incluzând radiații ultraviolete, diferențe de temperatură extremă, vibrații dinamice ale vântului, încărcături de gheață și zăpadă și interferențe puternice ale câmpului electric. Proiectarea de adaptabilitate a mediului a cablului optic ADSS este centrat în jurul acestor provocări, iar prin aplicarea cuprinzătoare a selecției materiale, a optimizării structurale și a strategiilor de protecție, asigură funcționarea sa stabilă în condiții de muncă complexe.

Într -un mediu aerian, radiațiile ultraviolete (UV) sunt unul dintre principalii factori care duc la îmbătrânirea tecii de cablu optice. Expunerea pe termen lung la lumina soarelui direct poate provoca cu ușurință ruperea lanțului molecular în materialele obișnuite de polietilenă (PE), rezultând teci fragile și crăpate, care la rândul lor afectează proprietățile mecanice și sigilarea cablurilor optice. Teaca exterioară a cablului optic ADSS adoptă, de obicei, polietilen de înaltă densitate (HDPE) sau polietilenă rezistentă la urmărire (AT-PE), iar negru de carbon sau alte stabilizatoare anti-UV sunt adăugate la material pentru a absorbi eficient și a împrăștia razele ultraviolete și pentru a întârzia procesul de foxidare foto. Acest mecanism de protecție permite cablului optic să mențină flexibilitatea și rezistența la impact după funcționarea în aer liber pe termen lung, evitând creșterea pierderii de microbendare din fibră optică cauzată de degradarea tecii.

În plus față de razele ultraviolete, schimbările drastice de temperatură reprezintă, de asemenea, o provocare pentru stabilitatea structurală a cablurilor optice. În zonele cu diferențe mari de temperatură între zi și noapte sau clime de sezon extreme, materialele de cablu optice vor experimenta o expansiune termică repetată și contracție. Dacă este proiectat în mod necorespunzător, poate provoca stres rezidual în fibra optică și poate duce chiar la deteriorarea performanței de transmisie. ADSS Cablul optic face față acestei probleme prin optimizarea proiectării excesului de lungime. Structura sa de răsucire a stratului cu tuburi libere permite fibrei optice să mențină o lungime excesivă moderată a tecii, asigurându -se că fibra optică nu este afectată de tensiunea externă într -un interval de temperatură larg de -40 ℃ la 70 ℃. În același timp, Aramid Fire, ca element de tracțiune, are un coeficient de expansiune termică extrem de scăzut, ceea ce permite cablului optic să mențină proprietăți mecanice stabile atunci când temperatura fluctuează, evitând concentrația de tensiune cauzată de expansiunea și contracția materialului.

Vibrațiile vântului și încărcăturile de gheață și zăpadă sunt un alt tip de stres mecanic dinamic cu care se confruntă cablurile optice aeriene. În medii puternice ale vântului, cablurile optice vor produce vibrații de înaltă frecvență, iar efectele pe termen lung pot provoca oboseală structurală și chiar ruperea fibrelor. Cablurile optice ADSS folosesc fire aramide de înaltă rezistență specifică ca întăriri, iar rezistența lor excelentă la tracțiune și oboseală poate rezista efectiv impactului vibrațiilor vântului. Caracteristicile ușoare ale firelor de aramid reduc, de asemenea, greutatea totală a cablului optic, reduc amplitudinea sa de balansare sub forța vântului și reduc astfel impactul vibrațiilor vântului asupra turnului și a corpului de cablu optic. În zonele acoperite cu gheață și zăpadă, materialul de teacă a cablurilor optice ADSS trebuie să aibă o rezistență la compresiune suficientă pentru a preveni deformarea locală cauzată de acumularea de gheață. Proiectarea sa structurală adoptă de obicei o secțiune transversală circulară pentru a reduce adeziunea de gheață și zăpadă, iar flexibilitatea tecii asigură că performanța de transmisie a fibrei optice poate fi menținută sub acoperire de gheață.

Mediul puternic de câmp electric al coridorului liniei de transmisie prezintă cerințe unice de performanță electrică pentru cablurile optice ADSS. Deoarece cablurile optice sunt de obicei instalate pe același turn ca și conductoarele de înaltă tensiune, poate apărea descărcarea locală pe suprafața lor din cauza inducției câmpului electric. Efectele pe termen lung vor provoca coroziunea electrică și perforarea tecii, amenințând viața cablului optic. În acest scop, teaca exterioară a cablului optic ADSS folosește un material anti-tracțiune special formulat și reduce rezistența câmpului electric de suprafață prin optimizarea grosimii și proprietăților dielectrice. În plus, suprafața tecii poate fi tratată cu hidrofobicitate pentru a reduce acumularea de murdărie și umiditate, pentru a evita formarea de canale conductive și, astfel, inhibă descărcarea de coronă și eroziunea arcului. Acest design permite cablului optic ADSS să rămână stabil pentru o lungă perioadă de timp într -un mediu puternic de câmp electric de 110kV sau chiar 500kV, iar izolarea fiabilă poate fi obținută fără a se baza pe un strat de ecranare a metalelor.

Adaptabilitatea mediului a cablului optic ADSS nu se reflectă numai în optimizarea unei singure performanțe, ci și în echilibrul sistematic al proiectării generale. De exemplu, rezistența UV a tecii trebuie luată în considerare în combinație cu proprietățile anti-tracțiune pentru a evita aditivii care afectează stabilitatea electrică a materialului; Rezistența la tracțiune a firelor Aramid trebuie să se potrivească cu performanța de îndoire a cablului optic pentru a se asigura că nu este ușor de rupt în condiții puternice ale vântului, iar construcția și așezarea nu sunt afectate de rigiditatea excesivă. Acest concept de proiectare a optimizării colaborative multi-factor permite cablului optic ADSS să obțină o funcționare fără întreținere pe termen lung în medii complexe și să devină o infrastructură cheie pentru rețelele de comunicații electrice.

În viitor, pe măsură ce cerințele sistemului de putere pentru fiabilitatea comunicării continuă să crească, proiectarea adaptabilă a mediului a cablurilor optice ADSS va continua să evolueze. Introducerea de noi materiale compozite și tehnologia de monitorizare inteligentă poate oferi o soluție mai bună pentru stabilitatea pe termen lung a cablurilor optice în climele extreme și medii electromagnetice puternice. Cu toate acestea, indiferent de modul în care se dezvoltă, logica sa de proiectare principală nu se va schimba: adică pe baza arhitecturii All-Media, prin integrarea profundă a științei materialelor și a mecanicii structurale, cablul optic menține întotdeauna performanță mecanică și de transmisie excelentă în medii complexe.