Wszystkie kable samonośne dielektryczne (ADSS): przewodnik po budowie, typach i specyfikacjach

Pojedyncze przęsło antenowe o długości 200 metrów. Żadnych przewodów komunikacyjnych, żadnych metalowych elementów, żadnej załogi wyłączającej linię energetyczną poniżej. To jest dokładnie scenariusz, w którym Wszystkie kable samonośne dielektryczne (ADSS). zasługuje na swoje miejsce — i dlaczego operatorzy mediów i wykonawcy telekomunikacyjni wdrażają go na dużą skalę do wdrażania napowietrznych włókien światłowodowych.

W tym przewodniku opisano budowę kabla ADSS, miejsca, w których działa najlepiej, które warianty pasują do konkretnych środowisk i co należy sprawdzić przed wybraniem kabla do następnego projektu.

Co wyróżnia kabel ADSS

W przeciwieństwie do konwencjonalnego światłowodu, który wymaga oddzielnego stalowego przewodu komunikacyjnego do wsparcia, kabel ADSS został zaprojektowany tak, aby był całkowicie samonośny. Obciążenie konstrukcyjne przenoszone jest przez wysokomodułowa przędza aramidowa owinięty wokół rdzenia kabla — zapewniając mu wytrzymałość na rozciąganie bez stosowania ani jednego metalowego elementu w dowolnym miejscu konstrukcji.

Ta niemetalowa konstrukcja to nie tylko wybór zmniejszający wagę. Oznacza to, że kabel jest elektrycznie obojętny. Można go zainstalować na tej samej wieży, co linie przesyłowe wysokiego napięcia do 220 kV, bez ryzyka galwanicznego, a załogi mogą na nim pracować, podczas gdy linia energetyczna poniżej pozostaje pod napięciem, co stanowi znaczną zaletę w zakresie bezpieczeństwa i funkcjonalności w sieciach pod napięciem.

Rozpiętość waha się zazwyczaj od 50 metrów w przypadku krótkich miejskich tras dystrybucyjnych do 700 metrów lub więcej w przypadku długich wiejskich korytarzy przesyłowych. Pole przekroju poprzecznego aramidu jest dostosowywane projektowo w celu dopasowania do wymagań dotyczących zwisu i naprężenia dla każdej określonej długości przęsła.

Konstrukcja rdzenia: warstwa po warstwie

Zrozumienie struktury pomaga w dokładniejszej ocenie specyfikacji. Standard Całkowicie dielektryczny, samonośny kabel optyczny ADSS składa się w następujący sposób:

• Włókna optyczne — zazwyczaj jednomodowe G.652D, luźno ułożone 2–12 włókien na tubę i o nadmiernej długości, aby zapobiec naprężeniom pod wpływem zmiany temperatury lub obciążenia mechanicznego.
• Żel blokujący wodę wewnątrz każdej luźnej rurki buforowej, zapobiegając przedostawaniu się wilgoci i pogarszaniu integralności sygnału.
• Centralny element wzmacniający FRP (tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem). — dielektryczny pręt rdzeniowy zapewniający sztywność osiową bez przewodnictwa.
• Warstwy przędzy aramidowej — główny element rozciągany, dobrany do docelowej rozpiętości. Wysoki moduł sprężystości i bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej zapewniają przewidywalność ugięcia w zależności od pory roku.
• Zewnętrzna osłona PE — polietylen odporny na warunki atmosferyczne, odporny na promieniowanie UV, wahania temperatury i wilgoć. Dostępne są konstrukcje z podwójnym płaszczem do zastosowań wymagających dużej rozpiętości lub wysokich naprężeń, gdzie dodatkowa odporność na zgniatanie i wytrzymałość na wyciąganie są warte dodatkowej średnicy.

Rezultatem jest kabel, który jest lekki, kompaktowy i wydajny konstrukcyjnie – zmniejszając obciążenie wieży w porównaniu z cięższymi, opancerzonymi alternatywami.

Kluczowe właściwości użytkowe

Cztery cechy określają, czy kabel ADSS nadaje się do danego projektu:

• Wytrzymałość na rozciąganie i zwis — bezpośrednio kontrolowane przez przekrój przędzy aramidowej. Określ maksymalną rozpiętość i najgorsze obciążenie lodem/wiatrem; stąd wynika konstrukcja kabla.
• Rozszerzalność cieplna — włókna aramidowe mają wyjątkowo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, co pozwala na ograniczenie zwisów w zakresie od najniższych temperatur zimowych –40°C do szczytowych temperatur letnich wynoszących 70°C, powszechnych w bezpośrednim świetle słonecznym.
• Tłumienie drgań — drgania eoliczne powodowane przez utrzymujący się wiatr boczny stanowią poważny problem w przypadku długich, lekko obciążonych przęseł. Kable ADSS mają nieodłączne właściwości tłumiące, a w razie potrzeby amortyzatory można instalować w pobliżu punktów mocowania na przęsłach o długości powyżej około 300 metrów.
• Odporność na łuk elektryczny w paśmie suchym — gdy kabel ADSS jest instalowany w pobliżu przewodów wysokiego napięcia, zlokalizowana wilgoć tworzy na powłoce suche pasma oporowe. W przypadku linii o napięciu 220 kV lub wyższym określenie materiału powłoki o zwiększonej odporności na śledzenie i erozję jest niezbędne, aby zapobiec degradacji płaszcza w czasie.

Specjalistyczne warianty dla wymagających środowisk

Standardowy ADSS obsługuje większość wdrożeń mediów i telekomunikacji. Dwa szczególne warunki wymagają ulepszonych wariantów.

Trasy leśne i leśne narażać kable na gryzienie przez wiewiórki — awaria występująca częściej, niż wielu inżynierów się spodziewa. The kabel optyczny ADSS zapobiegający wiewiórce rozwiązuje ten problem poprzez zastosowanie warstwy ochronnej z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym o wysokiej wytrzymałości, której gryzonie nie mogą przeniknąć. Zachowuje wszystkie standardowe właściwości ADSS – bezpieczeństwo odgromowe, strukturę dielektryczną, możliwość instalacji pod napięciem – jednocześnie dodając mechaniczną ochronę przed szkodami spowodowanymi przez dzikie zwierzęta. Ta sama konstrukcja zapewnia również odporność na dziobanie ptaków.

Mieszane korytarze zagrożone gryzoniami szerzej może wymagać niemetalowy kabel optyczny przeciw gryzoniom , który wykorzystuje podobne podejście ochronne bez wprowadzania żadnego materiału przewodzącego, zapewniając bezpieczeństwo kabla podczas wspólnego wdrażania wysokiego napięcia.

Typowe zastosowania

Kabel ADSS jest rutynowo wdrażany przez przedsiębiorstwa energetyczne, które dodają komunikację światłowodową do istniejącej napowietrznej infrastruktury przesyłowej, przez operatorów telekomunikacyjnych budujących sieci napowietrzne ostatniej mili wzdłuż pasów użytkowych oraz przez gminy tworzące odporne łącza szkieletowe między podstacjami lub zdalnymi punktami monitorowania. Instalacja jednoprzebiegowa — bez wstępnego mocowania posłańca i drugiej przepustki dla załogi — znacznie skraca czas pracy na długich trasach wiejskich.

W przypadku projektów, w których trasa napowietrzna ostatecznie przechodzi pod ziemię, można podłączyć ADSS zewnętrzne wielowarstwowe kable optyczne w punktach przejściowych, umożliwiając stałą liczbę włókien w zróżnicowanym terenie bez konieczności przeprojektowywania konstrukcji włókna rdzeniowego.

Gdy światłowód musi także dotrzeć do budynków bezpośrednio z sieci napowietrznej, Kable motylkowe FTTH zapewnić końcowe połączenie od słupa do lokalu abonenta.

Określanie ADSS: co należy potwierdzić przed złożeniem zamówienia

Trzy wejścia sterują prawidłową specyfikacją kabla. Zrób to dobrze, a reszta projektu będzie logiczna.

• Maksymalna długość przęsła — najdłuższa niepodparta odległość pomiędzy punktami mocowania. Określa to wymagany przekrój aramidowy, a co za tym idzie, maksymalne obciążenie znamionowe kabla.
• Przypadek obciążenia środowiskowego — najgorsza kombinacja prędkości wiatru, obciążenia lodem (jeśli ma to zastosowanie) i zakresu temperatur. Kable muszą utrzymywać bezpieczny odstęp od podłoża i wszelkich znajdujących się pod napięciem przewodów pod obciążeniem obliczeniowym.
• Poziom napięcia kolokowanych linii — w przypadku instalacji sąsiadujących z przewodami przesyłowymi o napięciu powyżej 110 kV należy potwierdzić u producenta, że związek powłoki zewnętrznej jest przystosowany do indukowanego naprężenia elektrycznego. Linie o napięciu 220 kV i wyższym wymagają wyraźnego badania łukiem suchym zgodnie z odpowiednią normą IEC lub IEEE.

Wykresy liczby włókien, pojedynczego lub podwójnego płaszcza oraz wykresy ugięcia specyficznego dla rozpiętości są drugorzędne w stosunku do tych trzech danych wejściowych środowiskowych — pochodzą z analizy obciążenia, a nie z założeń.

ADSS kontra OPGW: wybór odpowiedniego rozwiązania światłowodowego

Typowym punktem decyzji jest to, czy użyć ADSS, czy OPGW (optyczny przewód uziemiający) na nowej lub zmodernizowanej linii przesyłowej. OPGW zastępuje istniejący napowietrzny przewód uziemiający i zapewnia uziemienie oraz światłowód w jednym przewodzie — właściwy wybór, gdy przewód uziemiający i tak wymaga wymiany. ADSS jest lepszą opcją, gdy istniejący przewód uziemiający nadaje się do użytku, gdy dodaje się światłowód do już zasilanej linii bez przerw lub gdy budżet instalacyjny nie uzasadnia całkowitej wymiany sprzętu. Te dwa rozwiązania raczej się uzupełniają niż konkurują.