Celotelektrický samonosný kabel - All-dielectric self-supporting cable

Celo-dielektrický samonosný (ADSS) kabel je typ kabel z optických vláken která je dostatečně silná, aby se mohla opřít mezi strukturami bez použití vodivých kovových prvků. Používá se elektrické zařízení společnosti jako komunikační médium, instalované podél stávajících venkovních přenosových vedení a často sdílející stejné podpůrné struktury jako elektrické vodiče.[1][2]

ADSS je alternativou k OPGW a OPAC s nižšími instalačními náklady. Kabely jsou navrženy tak, aby byly dostatečně pevné, aby umožňovaly instalaci mezi podpěrnými věžemi o délce až 700 metrů. Kabel ADSS je navržen tak, aby byl lehký a měl malý průměr, aby se snížilo zatížení konstrukcí věže v důsledku hmotnosti kabelu, větru a ledu.[3]

V konstrukci kabelu jsou vnitřní skleněná optická vlákna podporována malým nebo žádným napětím, aby se udržely nízké optické ztráty po celou dobu životnosti kabelu. Kabel je opláštěn, aby se zabránilo degradaci vláken vlhkostí. Bunda také chrání prvky polymerní síly před účinkem slunečního ultrafialového světla.

Použitím vláknového režimu a vlnových délek světla 1310 nebo 1550 nanometrů jsou možné obvody dlouhé až 100 km bez opakovačů. Jeden kabel může nést až 864 vláken.[4]

Konstrukční detaily

V kabelu ADSS se nepoužívají žádné kovové dráty. Optická vlákna jsou buď podporována ve volných zkumavkách s pufrem, nebo jsou uspořádána v konfiguraci pásu. Aby se zabránilo namáhání vláken, většina typů poskytuje vláknům nadměrnou délku vůle ve srovnání s délkou nosného prvku.[3]

Pro delší rozpětí získává sílu nejběžnější design aramid příze z vláken, které jsou potaženy, aby se zabránilo prosakování vody. Člen vyztužující aramidovou přízi obklopuje jádro složené z několika vyrovnávací zkumavky, z nichž každé obsahuje více vláken, vše obklopuje plastové jádro.[4][5][6][7] Vnější plášť poskytuje ochranu před vodou a slunečním světlem. Další verze se skládá z velké centrální trubky, která obsahuje několik plochých, tenkých struktur zvaných vláknité pásky; sestává ze 6 nebo 12 vláken laminovaných mezi vrstvami páskového materiálu.[4]

Jiný typ konstrukce používá čtyři skleněné vyztužené plastové výztužné prvky a volné nárazníkové trubky zapojené do sestavy a chráněné pláštěm.

Příslušenství a instalace

Tvarovky používané s kabelem ADSS mohou být napínací, používané na slepých uličkách, kde kabel končí nebo mění směr, nebo mohou být závěsné, pouze s váhou rozpětí s napětím přenášeným dalším rozpětím kabelu. Výztužné tyče se používají ve slepých uličkách a někdy je lze použít na obou stranách podpěry zavěšení. Vítr Liparské vibrace může být faktorem na delší rozpětí, protože kabely ADSS mají nízkou hmotnost, relativně vysoké napětí a malé tlumení. V případě potřeby mohou být na každé rozpětí v blízkosti podpěrných bodů instalovány antivibrační tlumiče. Příslušenství nesmí být upnuto přímo na kabel, ale místo toho přes vyztužovací tyče, aby byl kabel chráněn před elektrickým a mechanickým poškozením. Zakončovací boxy se používají k uzavření a ochraně spojů mezi kabelem ADSS a kabelovým vedením „uvnitř závodu“.[3]

Kabel ADSS lze instalovat metodami živého vedení na přenosové vedení pod napětím. Vláknové kabely jsou obecně podepřeny na spodních příčných ramenech věže, což zajišťuje dobrou vůli k zemi. Když jsou vlákna instalována uprostřed věže, je nepravděpodobné, že by vláknový kabel zasáhl vodiče pod napětím. Při instalaci se používají nižší hmotnosti a síly ve srovnání s kovovými kabely, takže lze použít lehčí zařízení.

Technika instalace je podobná instalaci nadzemních vodičů, přičemž je třeba dbát na to, aby nedošlo k nadměrnému těsnému ohnutí kabelu a nastavení průhybu jednotlivých rozpětí jako u kovových kabelů.

Problémy s aplikací

Kabely musí být navrženy pro nejhorší kombinace teplot, zatížení ledem a větru. Instalovaný kabel nesmí klesnout tak nízko, aby se mohl poškodit provozem pod linkou. Na dlouhé rozpětí, kde se již nástroje setkávají cval vodiče způsobené trvalým silným větrem může být nutné instalovat tlumiče také na kabel ADSS. Specifikace kabelu by měla umožňovat provoz při nejnižší očekávané teplotě.

Přenosové vedení je někdy vystaveno poškození střelbou, zejména ve venkovských oblastech. Peletky z brokovnice mohou občas přetrhnout vlákna nebo poškodit plášť, což může způsobit únik vody do kabelu. To je obvykle v oblastech, kde jsou kabely ADSS navlečené nízko nad známými loveckými oblastmi.

Sklo pod napětím a vystavené kyselému prostředí ztrácí pevnost; to platí jak pro optická vlákna, tak pro skleněnou výztuž polymerů. Kabelový plášť a gelový povlak vláken poskytují ochranu před chemickým působením.

Kabel ADSS je zavěšen v elektrickém poli kvůli fázovým vodičům; toto se liší od maxima ve středním rozpětí po nulu u uzemněných kovových podpěr kabelu. Za sucha na plášť kabelu neproudí žádný proud, ale vlhkost snižuje izolaci pláště. Nerovnoměrné rozložení vlhkosti může mít za následek vznik vysoce odolných „suchých pásů“, které na sebe mají relativně vysoké napětí. Na podpěrách mají tendenci se tvořit suché pásy. Napětí přes suchý pás může způsobit tvorbu uhlíkových stop a erozi materiálu pláště. Pokud je napětí v suchém pásmu dostatečně vysoké, an oblouk mohou se tvořit, které mohou poškodit plášť. Oblouk suchého pásma je pravděpodobnější u kabelů instalovaných pod vedením vyššího přenosového napětí (220 kV a výše). I několik případů elektrického oblouku podél suchého pásu může způsobit vážné trvalé poškození pláště, které vede k následnému selhání kabelu. Relativně nízké trvalé obloukové proudy několika miliampérů mohou způsobit případnou degradaci stárnutí kabelu. Velikost proudu dostupného v oblouku (a pravděpodobnost poškození) závisí na geometrii instalace a nekoreluje jednoduše s napětím přenosového vedení. Podmínky smáčení v blízkosti průmyslových závodů nebo slané vody budou mít na odolnost pláště závažnější účinek než ve sladkovodním dešti nebo mlze. Dva obvyklé způsoby ochrany kabelů před poškozením suchým pruhem v prostředí velmi vysokého napětí zahrnují použití materiálu pláště kabelu odolného proti sledování a přemístění kabelu do příznivějších míst na konstrukci.

Reference

  1. ^ Richard C. Dorf (ed), Elektronika, výkonová elektronika, optoelektronika, mikrovlnné trouby, elektromagnetická pole a radar CRC Press, 2006 ISBN  0849373395 strana 21-27
  2. ^ Joye, Carson. „Výhody ADSS ke kabelům z pramenů a laškových vláken v aplikacích pro letecký elektrický průmysl“. AFL Global (divize Fujikura ). Citováno 31. ledna 2020.
  3. ^ A b C G. F. Moore (ed.), Příručka k elektrickým kabelům, třetí vydání, Blackwell Science, 1997 ISBN  0-632-04075-0 Kapitola 51 All-dielektrické samonosné kabely str. 730-744
  4. ^ A b C „Kabely s volnými trubičkami z optických vláken PowerGuide®“ (PDF). OFS Optics (divize společnosti Furukawa Electric ). Citováno 30. ledna 2020.
  5. ^ „ADSS Long Span“. Prysmian Group. Citováno 30. ledna 2020.
  6. ^ „All-Dielectric Self-Supporting (AFL-ADSS®) Fiber Optic Cable“. AFL Global (divize Fujikura ). Citováno 30. ledna 2020.
  7. ^ „Volná trubice SOLO® ADSS, gelově plněná, kabel s dvojitým pláštěm“. Corning Inc. Citováno 30. ledna 2020.