Który napowietrzny kabel światłowodowy ADSS pasuje do instalacji?
Wybór odpowiedniego antenowego kabla światłowodowego ADSS zależy od długości przęsła, poziomu napięcia i warunków środowiskowych. Dostępne są kable od-krótkich rozpiętości poniżej 100 metrów po-długie kable o rozpiętości ponad 1000 metrów, z różnymi materiałami płaszcza wymaganymi w środowiskach o różnym napięciu.
Wymagania dotyczące długości przęsła napędzają konstrukcję napowietrznego kabla światłowodowego ADSS
Odległość między konstrukcjami wsporczymi określa konstrukcję kabla i wymagania wytrzymałościowe.
Kable-ADSS o krótkiej rozpiętości obsługują odległości poniżej 100 metrów i dobrze sprawdzają się w zastosowaniach miejskich i mieszkaniowych. Zazwyczaj mają one lżejszą konstrukcję i mniejszą liczbę warstw przędzy aramidowej. Kable ADSS-S z pojedynczym-płaszczem i centralną strukturą rurową charakteryzują się małą średnicą i niewielką wagą, dzięki czemu są-opłacalne w przypadku linii dystrybucyjnych, w których bieguny są blisko siebie rozmieszczone.
Instalacje o średniej-rozpiętości od 100 do 300 metrów odpowiadają standardowym rozmieszczeniom od słupów-do-słupów. Wymagają one zrównoważonej konstrukcji-wystarczającej wytrzymałości na rozpiętość bez nadmiernego ciężaru, który obciążałby konstrukcje nośne.
Zastosowania o długich-rozpiętościach przekraczających 300 metrów wymagają kabli z mocnym wzmocnieniem aramidowym, szczególnie podczas pokonywania przeszkód terenowych. Kable ADSS-D z podwójnym-płaszczem zapewniają dodatkową ochronę przed naprężeniami mechanicznymi, takimi jak rozciąganie i ściskanie podczas instalacji, dzięki czemu nadają się do stosowania w przypadku rozpiętości sięgających lub przekraczających 500 metrów. Napowietrzne kable światłowodowe ADSS są zaprojektowane do obsługi długości do 700 metrów między wieżami, a niektóre specjalistyczne konstrukcje sięgają ponad 1000 metrów.
Warstwowa-konstrukcja konstrukcyjna przewyższa konstrukcję-z rur centralnych w przypadku większych rozpiętości. Konstrukcje warstwowe składają się z wielu luźnych rurek owiniętych wokół centralnego wzmocnienia (zwykle tworzywa sztucznego{{3})wzmocnionego włóknem szklanym), co pozwala na łatwiejszą kontrolę pozostałej długości włókien i pozwala na umieszczenie większej liczby rdzeni włókien, choć wiąże się to z większymi kosztami i nieco większą średnicą.
Poziom napięcia określa wybór materiału płaszcza
Kable ADSS są zawieszone w polach elektrycznych, które wahają się od maksimum w połowie-rozpiętości do zera na uziemionych metalowych wspornikach. To środowisko elektryczne ma bezpośredni wpływ na materiał płaszcza, który zapobiega przedwczesnym awariom.
W przypadku instalacji na liniach o napięciu 110 kV i niższym odpowiednią ochronę zapewnia standardowa osłona z polietylenu (PE). Kable te działają niezawodnie w środowiskach dystrybucyjnych, w których natężenie pola elektrycznego pozostaje niewielkie. Potencjał przestrzenny w punktach zawieszenia kabli nie powinien przekraczać 15 kV na liniach 110 kV, aby zapewnić długowieczność.
Linie przesyłowe o napięciu 110 kV i wyższym wymagają materiału płaszcza przeciw-śledzeniu (AT). Płaszcze zewnętrzne odporne na gąsienice są dostępne-dla linii przesyłowych wysokiego napięcia o wartościach potencjału przestrzennego do 25 kV. Ten wyspecjalizowany materiał jest odporny na specyficzny rodzaj awarii zwany łukiem suchym-pasmowym.
Wilgoć zmniejsza izolację płaszcza, tworząc-suche pasma o wysokiej rezystancji, na których panuje wysokie napięcie. Napięcie w suchych pasmach może powodować tworzenie się śladów węgla i erozję materiału płaszcza, przy czym wyładowania łukowe są bardziej prawdopodobne w przypadku kabli na liniach o napięciu 220 kV i wyższym. W zanieczyszczonym środowisku suche-łuki elektryczne powodują pogorszenie jakości kabla, gdy mgła lub rosa czasami zwilżają kabel, szczególnie na obszarach o niewielkich opadach deszczu.
Zależność między napięciem a położeniem ma takie samo znaczenie, jak typ płaszcza. Dla linii 220 kV potencjał w punkcie zawieszenia nie powinien przekraczać 20 kV. Ekipy instalacyjne muszą obliczyć pole elektryczne w proponowanych punktach zawieszenia przed wyborem specyfikacji napowietrznego kabla światłowodowego ADSS.
Warunki środowiskowe Kształt Konstrukcja napowietrznego kabla światłowodowego ADSS
Klimat i lokalizacja narażają kable na szczególne czynniki obciążające, wymagające ukierunkowanej ochrony.
Zarządzanie wilgocią i wodą
Kable ADSS nie mogą być narażone na wnikanie wilgoci i wody, ponieważ zwiększa to tłumienie i może prowadzić do uszkodzenia włókien. Tubki wypełnione żelem-zapewniają tradycyjną ochronę przed wilgocią poprzez otoczenie włókien-związkiem blokującym wodę. Jednak konstrukcje niezawierające żelu eliminują żele i masy wypełniające, pomagając skrócić czas przygotowania końcówek kabli nawet o 80% i znacznie zmniejszając koszty pracy związanej z łączeniem.
W środowiskach-narażonych na wilgoć kable mogą mieć żyły wypełnione żelem lub składnikami-blokującymi wodę. Wybór pomiędzy konstrukcją z-wypełnionym żelem a-suchym rdzeniem wpływa zarówno na złożoność instalacji, jak i na wymagania dotyczące długoterminowej-konserwacji.
Ekstremalne temperatury
Specyfikacje kabli powinny umożliwiać pracę w najniższej oczekiwanej temperaturze. Kable ADSS są odporne na trudne warunki pogodowe i ekstremalne temperatury, zapewniając niezawodne działanie w środowiskach-na dużych wysokościach. Elementy wzmacniające przędzę aramidową i osłona zewnętrzna muszą zachować elastyczność i właściwości rozciągające w całym zakresie temperatur roboczych, zwykle od -40 stopni do +70 stopni.
Ekspozycja na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne
Zewnętrzne pokrycie wykonane jest ze specjalnego materiału odpornego na promieniowanie słoneczne. Odporność na promieniowanie UV określa, jak długo płaszcz zewnętrzny zachowuje swoje właściwości mechaniczne i elektryczne. Instalacje przybrzeżne stoją przed dodatkowymi wyzwaniami związanymi z-powietrzem obciążonym solą, która może przyspieszyć tworzenie się-suchych pasm na liniach-wysokiego napięcia.
Ładowanie wiatrem i lodem
Kable muszą być zaprojektowane pod kątem najgorszych-przypadków kombinacji temperatury, obciążenia lodem i wiatru. Wibracje eoliczne wywołane wiatrem mogą mieć wpływ na większe rozpiętości, ponieważ napowietrzne kable światłowodowe ADSS mają niewielką wagę, stosunkowo wysokie napięcie i niewielkie-samotłumienie. W razie potrzeby na każdym przęśle w pobliżu punktów podparcia można zainstalować tłumiki drgań-.
Nagromadzenie lodu zwiększa ciężar kabla i powierzchnię wiatru. Regiony, w których występują silne burze lodowe, wymagają kabli o wyższym stosunku wytrzymałości-do-masy i mogą wymagać specjalistycznego sprzętu wykraczającego poza standardowe zaciski do zawieszenia.
Krytyczne zmienne instalacyjne wykraczające poza typ napowietrznego kabla światłowodowego ADSS
O sukcesie instalacji decydują trzy parametry mechaniczne, niezależnie od tego, który kabel wybierzesz.
Zarządzanie napięciem
Podczas instalacji znaczenie mają dwa różne napięcia: maksymalne napięcie rozciągające i napięcie rozpiętości. Maksymalne napięcie podczas instalacji nie powinno przekraczać 600 funtów siły (2700 N). Po montażu dla każdego kabla obliczane jest naprężenie rozpiętości, aby uzyskać 1% ugięcia instalacji.
Przekroczenie zalecanego naprężenia podczas instalacji powoduje uszkodzenie elementów wzmacniających przędzę aramidową i może wprowadzić mikrozgięcia we włóknach optycznych, zwiększając tłumienie. Niedostateczne-naprężenie powoduje nadmierny zwis, zmniejszając prześwit pod pojazdem i potencjalnie umożliwiając kontakt kabla z innymi liniami lub roślinnością.
Ograniczenia promienia zgięcia
Kable są wrażliwe na nadmierne zginanie i instalatorom nie wolno zginać kabli bardziej ostro niż minimalny zalecany promień zgięcia. Średnica koła pasowego na słupach-prostych lub wieżach powinna wynosić co najmniej 400 mm, a koła pasowe w pobliżu napinaczy wymagają średnicy większej niż 600 mm.
Naruszenie minimalnego promienia zgięcia podczas instalacji powoduje trwałe uszkodzenie światłowodu, które może nie zostać ujawnione podczas wstępnych testów, ale objawiać się zwiększonym tłumieniem lub ostatecznymi przerwami światłowodu miesiące lub lata później.
Kompatybilność sprzętu
Akcesoria nie mogą być mocowane bezpośrednio do kabla, lecz na prętach wzmacniających, aby chronić je przed uszkodzeniami elektrycznymi i mechanicznymi. Zaciski-ślepe zabezpieczają końce kabli na słupach, uchwyty do zawieszania utrzymują ciężar przęseł, przenosząc napięcie na następne przęsło, a zaciski styczne są używane tylko na przęsłach mniejszych niż 100 metrów, gdy kąt zmiany jest mniejszy niż 15 stopni.
Używanie sprzętu nieprzeznaczonego do konkretnej średnicy i konstrukcji kabla powoduje powstawanie punktów koncentracji naprężeń, które prowadzą do przedwczesnej awarii.
Praktyczne ramy selekcji
Dopasuj kabel do wymagań instalacyjnych, korzystając z następującego podejścia:
Dla linii dystrybucyjnych (mniejszych lub równych 110 kV, rozpiętości<200m)Wybierz pojedynczy-płaszcz ADSS-S z centralną rurką i osłoną PE. Zapewnia to najniższy koszt w przeliczeniu na metr, spełniając jednocześnie wymagania mechaniczne dotyczące-słupów rozmieszczonych blisko siebie. Liczba włókien zazwyczaj waha się od 12 do 72.
Dla linii przesyłowych (110-220 kV, rozpiętość 200-500 m)Wybierz podwójny-płaszcz ADSS-D z warstwową strukturą i osłoną AT. Priorytet należy nadać materiałowi osłony-zapobiegającej śledzeniu linii o napięciu 110 kV i wyższym. Sprawdź, czy obliczony potencjał punktu zawieszenia pozostaje poniżej wartości progowych. Weź pod uwagę od 48 do 144 włókien w zastosowaniach szkieletowych.
For High-Voltage Lines (>220 kV, spans >500m)Wymagaj specjalistycznych-konstrukcji o dużej rozpiętości, ze wzmocnionym wzmocnieniem aramidowym i najwyższej jakości materiałem płaszcza AT, dostosowanym do konkretnych warunków pola elektrycznego. Płaszcze-odporne na gąsienice chronią przed uszkodzeniami-suchymi łukami pasmowymi na liniach wysokiego-napięcia do 275 kV. Współpracuj z producentami w celu przeprowadzenia obliczeń pola elektrycznego dla geometrii wieży.
Do trudnych środowiskDodaj konstrukcję niezawierającą żelu w wilgotnych regionach, aby uprościć łączenie, wybierz płaszcz zewnętrzny o zwiększonej odporności na promieniowanie UV-w przypadku instalacji na dużych-wysokościach lub na pustyniach oraz uwzględnij tłumiki drgań w przypadku obszarów o silnym-wiatrze.
Liczba włókien nie wpływa bezpośrednio na przydatność kabla-pojedynczy kabel może przenosić aż 864 włókien-ale większa liczba zwiększa średnicę i wagę kabla, co wpływa na rozpiętość i dobór sprzętu.
Weryfikacja wyboru
Przed sfinalizowaniem specyfikacji kabla upewnij się, że te obliczenia są zgodne z arkuszami danych producenta:
Oblicz maksymalną długość rozpiętości, korzystając ze wzoru uwzględniającego ciężar kabla, ciśnienie wiatru, obciążenie lodem i dopuszczalne napięcie. Inżynier powinien sprawdzić prześwit pod pojazdem przy maksymalnym ugięciu, sprawdzając aktualne wymagania krajowego kodeksu bezpieczeństwa elektrycznego (NESC) i lokalne przepisy.
W przypadku instalacji-wysokiego napięcia należy modelować pole elektryczne w proponowanych punktach zawieszenia. Silne pole elektryczne w liniach przesyłowych generuje ciągłe wyładowania koronowe na końcach prętów nośnych, co prowadzi do zniszczenia kabla. Jeśli obliczone natężenie pola przekracza parametry znamionowe kabla, dostosuj położenie punktu zawieszenia lub wybierz kabel o wyższej tolerancji napięcia.
Przejrzyj cykle temperatur dla swojej lokalizacji. Współczynnik rozszerzalności cieplnej kabla wpływa na zmiany ugięcia w zależności od pory roku, co ma znaczenie dla utrzymania wymaganych odstępów.
Rozważ dostęp w celu konserwacji. Rury wypełnione żelem-są odwrócone-oscylacją, aby zapewnić luz w przypadku dostępu do-średniej rozpiętości, co umożliwia naprawy bez przecinania kabla. W odległych lokalizacjach funkcja ta znacznie skraca czas i koszty naprawy.
Typowe błędy wyboru
W nieudanych instalacjach wielokrotnie pojawia się kilka błędów.
Niedostateczne określenie materiału kurtki jest najbardziej kosztownym błędem. Stosowanie płaszcza PE na liniach 110 kV lub wyższych może początkowo działać, ale nawet kilka przypadków wyładowania łukowego-z suchego pasma może spowodować poważne i trwałe uszkodzenie płaszcza, prowadzące do późniejszej awarii. Wymiana wymaga całkowitej-ponownej instalacji, co zapewnia wielokrotne oszczędności w stosunku do pierwotnych kosztów.
Ignorowanie obciążeń środowiskowych powoduje, że kable nadmiernie zwisają lub pękają pod wpływem lodu. Zainstalowany kabel nie może zwisać tak nisko, aby nie mógł zostać uszkodzony przez ruch pod linią. Zawsze określaj kable, stosując najgorsze-przypadkowe warunki obciążenia, a nie warunki typowe lub przeciętne.
Wybór kabla wyłącznie na podstawie długości rozpiętości bez uwzględnienia napięcia stwarza problemy z niezawodnością. Kabel mechanicznie odpowiedni do rozpiętości może ulec uszkodzeniu elektrycznie, jeśli materiał płaszcza nie pasuje do środowiska napięciowego.
Pominięcie wpływu liczby włókien na masę kabla wydaje się niewielkie, ale wpływa na cały układ mechaniczny. Każde podwojenie liczby włókien zwiększa średnicę kabla o około 20-30%, co zmienia obliczenia obciążenia wiatrem i lodem dla instalacji napowietrznego kabla światłowodowego ADSS.
Często zadawane pytania
Jaka jest różnica między kablami ADSS z pojedynczą i podwójną osłoną?
Kable ADSS-S z pojedynczym-płaszczem sprawdzają się w przypadku krótszych rozpiętości, natomiast kable ADSS-D z podwójnym-płaszczem zapewniają dodatkową ochronę przed naprężeniami mechanicznymi w przypadku zastosowań-o dużych rozpiętościach. Zewnętrzny płaszcz zwiększa koszty, ale wydłuża żywotność napowietrznego kabla światłowodowego ADSS w wymagających instalacjach.
Czy mogę używać tego samego kabla ADSS zarówno dla linii 110 kV, jak i 220 kV?
Różne poziomy napięć wymagają różnych podejść – linie 110 kV wymagają potencjału przestrzennego poniżej 15 kV w punktach zawieszenia, natomiast linie 220 kV wymagają potencjału przestrzennego poniżej 20 kV. Obydwa wymagają materiału płaszcza AT, ale położenie punktów zawieszenia należy obliczyć osobno dla każdego poziomu napięcia.
Skąd mam wiedzieć, czy potrzebuję tłumików drgań?
Dłuższe rozpiętości, niewielka waga, stosunkowo wysokie napięcie i niewielkie-samotłumienie, mogą wymagać-zainstalowania tłumików antywibracyjnych na każdym przęśle w pobliżu punktów podparcia. Jeśli istniejące przewody na tej samej trasie doświadczają widocznych oscylacji przy umiarkowanym wietrze, zaplanuj tłumiki w instalacji ADSS.
Jaka jest typowa żywotność odpowiednio dobranego kabla ADSS?
Typowa żywotność wynosi zwykle od 25 do 30 lat, w zależności od warunków środowiskowych i prawidłowej instalacji. Kable o odpowiednich napięciach znamionowych w odpowiednich środowiskach zwykle przekraczają tę wartość, natomiast kable o zbyt małych wymiarach w trudnych warunkach mogą ulec uszkodzeniu w czasie krótszym niż 10 lat.
Właściwy dobór kabla ADSS uwzględnia wiele czynników technicznych, a nie optymalizację pod kątem jednego parametru. Zacznij od dokładnych pomiarów zakresu i poziomów napięcia, a następnie uwzględnij kwestie środowiskowe i wymagania sprzętowe. Gdy specyfikacje są sprzeczne,-na przykład wymagana jest duża rozpiętość w-środowiskach wysokiego napięcia-współpracuj z producentami nad niestandardowymi projektami, zamiast akceptować słabo-pasujący standardowy kabel.
Źródła danych
Corning - Instalacja ADSS All-samonośnego-kabla światłowodowego ADSS (corning.com)
Wikipedia - Całkowicie-samonośny kabel-dielektryczny
Zion Communication - Przewodnik instalacji kabla ADSS
Globalny - standardowy kabel światłowodowy ADSS AFL
UnitekFiber - Co to jest kabel światłowodowy ADSS
Kabel światłowodowy STL Tech - ADSS: co powinieneś wiedzieć
DEKAM - Samonośny kabel światłowodowy dielektryczny (ADSS).
Unionfiber - Co to jest kabel światłowodowy ADSS i jakie są jego zalety
Kabel ADSS firmy Prysmian - o dużej rozpiętości
Kabel OFS Optics - PowerGuide DT ADSS
Kabel ZMS - Problemy w stosowaniu kabli optycznych ADSS
Systemy OFIL - Rozwiązania do kontroli włókien ADSS