Полностью диэлектрический самонесущий кабель - All-dielectric self-supporting cable

Полностью диэлектрический самонесущий (ADSS) кабель - это тип оптоволоконный кабель который достаточно прочен, чтобы поддерживать себя между конструкциями без использования токопроводящих металлических элементов. Он используется электрическая сеть компании в качестве средства связи, устанавливаемые вдоль существующих воздушных линий электропередачи и часто использующие те же опорные конструкции, что и электрические проводники.^[1][2]

ADSS - альтернатива OPGW и OPAC с более низкой стоимостью установки. Кабели должны быть достаточно прочными, чтобы их можно было проложить между опорными опорами длиной до 700 метров. Кабель ADSS имеет легкий вес и небольшой диаметр, чтобы снизить нагрузку на конструкции опоры из-за веса кабеля, ветра и льда.^[3]

В конструкции кабеля внутренние стеклянные оптические волокна поддерживаются с небольшой нагрузкой или без нее, чтобы поддерживать низкие оптические потери на протяжении всего срока службы кабеля. Кабель имеет оболочку, чтобы влага не разрушала волокна. Куртка также защищает полимерные силовые элементы от воздействия солнечного ультрафиолета.

Используя одномодовые волокна и световые волны с длиной волны 1310 или 1550 нанометров, можно создавать цепи длиной до 100 км без повторителей. Один кабель может содержать до 864 волокон.^[4]

Детали конструкции

В кабеле ADSS не используются металлические провода. Оптические волокна либо поддерживаются в незакрепленных буферных трубках, либо располагаются в виде ленты. Для того, чтобы предотвратить нагрузку на волокнах, что большинство типов обеспечивают волокна с избыточной длиной слабины по сравнению с длиной опорного элемента.^[3]

Для более длинных пролетов наиболее распространенная конструкция получает свою силу от арамид волоконная пряжа с покрытием, предотвращающим впитывание воды. Силовой элемент из арамидной пряжи окружает сердцевину, состоящую из нескольких буферные пробирки, каждое из которых содержит несколько волокон, окружающих пластиковый сердечник.^[4][5][6][7] Наружная оболочка обеспечивает защиту от воды и солнечных лучей. Другая версия состоит из большой центральной трубки, содержащей множество плоских тонких структур, называемых волокнистыми лентами; они состоят из 6 или 12 волокон, наложенных между слоями лентообразного материала.^[4]

В другом типе конструкции используются четыре жгута силовых элементов из армированного стекловолокном пластика и свободные буферные трубки, соединенные кабелями и защищенные оболочкой.

Аксессуары и установка

Фитинги, используемые с кабелем ADSS, могут быть натяжного типа, использоваться в тупиках, где кабель заканчивается или меняет направление, или могут быть подвесными, удерживая только вес пролета с натяжением, передаваемым через следующий пролет кабеля. Арматурные стержни используются в тупиках и иногда могут использоваться по обе стороны от опоры подвески. Вызванный ветром эоловая вибрация может иметь значение для более длинных пролетов, поскольку кабели ADSS имеют малый вес, относительно высокое натяжение и низкое самозатухание. При необходимости на каждом пролете рядом с точками опоры могут быть установлены гасители вибрации. Аксессуары нельзя закреплять непосредственно на кабеле, а вместо этого над арматурными стержнями, чтобы защитить кабель от электрических и механических повреждений. Оконечные коробки используются для ограждения и защиты стыков между кабелем ADSS и проложенными внутри завода кабелями.^[3]

Кабель ADSS может быть проложен по линии под напряжением на линии передачи под напряжением. Волоконно-оптические кабели обычно поддерживаются на нижних поперечинах опоры, что обеспечивает хороший зазор от земли. Когда волокна устанавливаются в центре башни, маловероятно, что волоконный кабель попадет на проводники под напряжением. При установке используются меньшие веса и силы по сравнению с металлическими кабелями, поэтому можно использовать более легкое оборудование.

Техника установки аналогична установке воздушных проводов с осторожностью, чтобы не допустить чрезмерно сильного изгиба кабеля и регулировкой прогиба отдельных пролетов, как для металлических кабелей.

Проблемы с приложением

Кабели должны быть рассчитаны на наихудшие сочетания температуры, ледовой нагрузки и ветра. Проложенный кабель не должен провисать настолько низко, чтобы его можно было повредить движением под линией. На больших участках, где коммунальные предприятия уже имеют опыт дирижер скачет из-за продолжительного сильного ветра может потребоваться установка демпферов на кабеле ADSS. Технические характеристики кабеля должны обеспечивать работу при минимальной ожидаемой температуре.

Линии электропередачи иногда подвергаются повреждениям в результате стрельбы, особенно в сельской местности. Пули дробовика могут иногда перерезать волокна или повредить оболочку, в результате чего вода попадет в кабель. Обычно это происходит в местах, где кабели ADSS проложены низко над известными охотничьими угодьями.

Стекло под напряжением и в кислой среде теряет прочность; это относится как к оптическим волокнам, так и к армированию полимеров стекловолокном. Оболочка кабеля и гелевое покрытие волокон обеспечивают защиту от химического воздействия.

Кабель ADSS подвешен в электрическом поле за счет фазовых проводов; он варьируется от максимума в середине пролета до нуля на заземленных металлических опорах кабеля. В сухих условиях по оболочке кабеля не течет ток, но влага снижает изоляцию оболочки. Неравномерное распределение влаги может привести к образованию «сухих полос» с высоким сопротивлением, на которых имеется относительно высокое напряжение. На опорах обычно образуются сухие полосы. Напряжение на сухой полосе может вызвать образование углеродных следов и эрозию материала оболочки. Если напряжение на сухой полосе достаточно высокое, дуга может образоваться, что может повредить куртку. Возникновение дуги в сухой зоне более вероятно для кабелей, проложенных под линиями более высокого напряжения (220 кВ и выше). Даже несколько случаев возникновения дуги вдоль сухой ленты могут вызвать серьезные необратимые повреждения оболочки, что приведет к последующему выходу кабеля из строя. Относительно низкие постоянные дуговые токи в несколько миллиампер могут вызвать в конечном итоге ухудшение характеристик кабеля из-за старения. Величина тока дуги (и вероятность повреждения) зависит от геометрии установки, а не просто коррелирует с напряжением в линии передачи. Условия увлажнения вблизи промышленных предприятий или в соленой воде будут более серьезно влиять на сопротивление куртке, чем при пресноводном дожде или тумане. Два обычных средства защиты кабелей от повреждений, вызванных сухими лентами в условиях очень высокого напряжения, включают использование устойчивого к трекингу материала оболочки кабеля и перемещение кабеля в более удобные места на конструкции.

Рекомендации

1. Ричард С. Дорф (редактор), Электроника, силовая электроника, оптоэлектроника, микроволновые печи, электромагнетизм и радары CRC Press, 2006 г. ISBN  0849373395 стр. 21-27
2. Джой, Карсон. «Преимущества ADSS в использовании волоконно-оптических кабелей с прядями и стяжками в системах электроснабжения». AFL Global (подразделение Fujikura ). Получено 31 января 2020.
3. Г. Ф. Мур (ред.), Справочник по электрическим кабелям Третье издание, Blackwell Science, 1997 г. ISBN  0-632-04075-0 Глава 51 Полностью диэлектрические самонесущие кабели стр. 730-744
4. "Волоконно-оптические кабели со свободными трубками PowerGuide®" (PDF). OFS Optics (подразделение Furukawa Electric ). Получено 30 января 2020.
5. "ADSS Long Span". Присмиан Групп. Получено 30 января 2020.
6. "Полностью диэлектрический самонесущий (AFL-ADSS®) оптоволоконный кабель". AFL Global (подразделение Fujikura ). Получено 30 января 2020.
7. «Свободная трубка SOLO® ADSS, гелевый кабель с двойной оболочкой». Corning Inc. Получено 30 января 2020.