Kuinka kaikki dielektriset itsekantavat kaapelit toimivat kovassa tuulessa tai jäässä?

Nykyaikaisen tietoliikenteen alalla infrastruktuurin luotettavuus riippuu usein siitä, kuinka hyvin se kestää ympäristöhaasteita. Kaikki dielektriset itsekantavat kaapelit (ADSS) ovat kriittinen osa kuituoptisia verkkoja, varsinkin missä yläpuolella olevat asennukset ovat tarpeen. Nämä kaapelit on suunniteltu ilman metalliosia, joten ne ovat ihanteellisia asennettaviksi ktaikeajännitteisten voimalinjojen lähelle ja kohteisiin, joissa sähkömagneettiset häiriöt (EMI) voivat vaikuttaa suorituskykyyn. Yksi tärkeimmistä kysymyksistä insinööreille ja verkonsuunnittelijoille on kuitenkin: Kuinka ADSS-kaapelit toimivat kovan tuulen tai jääkuorman olosuhteissa?

1. Kaikkien dielektristen itsekantavien kaapelien rakenteen ymmärtäminen

Ennen kuin tutkit niiden suorituskykyä äärimmäisissä olosuhteissa, on hyödyllistä ymmärtää, mikä tekee ADSS-kaapeleista ainutlaatuisia. Nämä kaapelit koostuvat kokonaan ei-metallisista materiaaleista, joihin tyypillisesti kuuluvat:

• Keski optiset kuidut , jotka kuljettavat datasignaaleja.
• Puskuriputki joka tarjoaa pehmusteen ja suojan kuiduille.
• Vahvuus jäseniä , valmistettu usein aramidilangoista (kuten kevlarista), jotka antavat kaapelille sen vetolujuuden ja mahdollistavat sen oman painonsa tukemisen pitkillä jänteillä.
• Ulkotakit , yleensä valmistettu UV-kestävästä polyeteenistä tai vastaavista materiaaleista, jotka suojaavat kosteudelta, hankaukselta ja auringonvalolta.

Tämä "täysdielektrinen" muotoilu mahdollistaa ADSS-kaapeleiden olevan kevyitä, korroosionkestäviä ja vapaita sähköä johtavista - kaikki on välttämätöntä antennikäyttöön voimalinjojen lähellä.

2. Ympäristön stressitekijät: Tuuli- ja jääkuorma

Ulkoantenniasennuksissa kaapeleihin kohdistuu kaksi suurinta mekaanista rasitusta tuulen paine ja jään kerääntyminen .

• Kova tuuliolosuhteet: Kun voimakkaat tuulet puhaltavat kaapelivälin poikki, ne aiheuttavat sivuttaisvoimia, jotka saavat kaapelin heilumaan, tärisemään tai värähtelemään. Ajan myötä tämä liike voi aiheuttaa kaapelin tai sen tukilaitteiston väsymistä.
• Jään kuormausolosuhteet: Kylmässä ilmastossa jäätävä sade tai korkea kosteus voi johtaa jään muodostumiseen kaapelin pinnalle. Jään paino lisää merkittävästi kaapelin ja sen tukien kuormitusta, mikä voi johtaa painumiseen, mekaaniseen rasitukseen tai jopa kaapelin katkeamiseen, jos sitä ei huomioida kunnolla.

Tuulen ja jään yhteisvaikutus voi lisätä stressitasoja, koska tuuli kohdistaa dynaamisia voimia, kun taas jää lisää staattista kuormitusta. Siksi ADSS-kaapeleiden kyky kestää näitä yhdistettyjä olosuhteita on olennaista niiden onnistuneen pitkän aikavälin toiminnan kannalta.

3. ADSS-kaapelin suorituskykyyn vaikuttavat suunnittelutekijät

a. Vetolujuus ja jännevälisuunnittelu

Yksi ADSS-kaapeleiden tärkeimmistä eduista on niiden korkea vetolujuus-painosuhde, joka saavutetaan käyttämällä aramidilankoja. Nämä synteettiset kuidut jakavat mekaanisen rasituksen tasaisesti pitkin kaapelia ja antavat sen pysyä vakaana myös raskaassa jääkuormituksessa.
Insinöörit laskevat tyypillisesti suurimman sallitun jännevälin alueen odotettavissa olevien tuuli- ja jääolosuhteiden perusteella. Lyhyempiä jännevälejä suositellaan usein alueilla, joilla on runsaasti jäätä jännityksen ja mekaanisten vikojen vähentämiseksi.

b. Kaapelin halkaisija ja pinnan viimeistely

Kaapelin pinnan ulkohalkaisija ja sileys vaikuttavat suoraan siihen, kuinka paljon jäätä kerääntyy ja miten tuuli vaikuttaa siihen. Halkaisijaltaan pienempi kaapeli tarjoaa vähemmän pinta-alaa tuulen vastusta ja jään muodostumista varten. Jotkut valmistajat myös hakevat matalakitkaiset tai hydrofobiset pinnoitteet jotka vähentävät jään tarttumista ja auttavat minimoimaan ylimääräistä painoa talviolosuhteissa.

c. Materiaalin kimmoisuus ja takin koostumus

ADSS-kaapeleiden ulkovaippa on suunniteltu kestämään halkeilua ja hankausta vaihtelevissa lämpötiloissa. Kovalla tuulella takin on myös estettävä tärinän tai tukirakenteiden kosketuksen aiheuttama kuluminen. UV-stabilointi on yhtä tärkeää, koska pitkäaikainen altistuminen auringonvalolle voi heikentää materiaalia ja lisätä vaurioitumisriskiä korkean stressin olosuhteissa.

4. Tärinä ja eolian vaikutukset tuulen kuormituksen alaisena

Yksi hienovaraisista mutta merkittävistä haasteista, joita ADSS-kaapelit kohtaavat kovan tuulen ympäristöissä eolilainen värähtely -ilmiö, joka johtuu tasaisista, hitaista tuulista (tyypillisesti 3–25 mph). Nämä tuulet voivat aiheuttaa pieniä, toistuvia värähtelyjä kaapelissa, mikä johtaa pitkäaikaisiin väsymisvaurioihin sekä kaapelissa että sen liittimissä.

Tämän vaikutuksen lieventämiseksi tärinänvaimentimet or spiraalivärinänhallintalaitteet asennetaan yleensä lähelle kiinnityskohtia. Oikea kiristys asennuksen aikana on myös tärkeä rooli tärinän amplitudin vähentämisessä ja ennenaikaisen kulumisen estämisessä. Erityisen tuulisilla alueilla kaksikerroksinen suojaus tai erityiset puristinmallit voivat parantaa vakautta entisestään.

5. Suorituskyky jääkuormitusolosuhteissa

Kun jäätä alkaa kerääntyä ADSS-kaapeliin, tapahtuu useita muutoksia:

• The paino kaapelin määrä kasvaa huomattavasti.
• The vetokuormitus kiinnityspisteissä nousee.
• The painua kaapelissa kasvaa, mikä voi muuttaa välyksiä ja aiheuttaa ylimääräistä taivutusjännitystä.

Nykyaikaiset ADSS-kaapelit on suunniteltu käsittelemään näitä tilanteita optimoidun mekaanisen lujuuden ja joustavuuden ansiosta. Aramidilankavahvistus varmistaa, että jopa ylimääräisellä jääpainolla optiset kuidut pysyvät hyvin suojattuina ja lähettävät edelleen signaaleja ilman vaimennusta.

Erittäin kylmissä olosuhteissa, kylmänkestävät takkimateriaalit – Valmistettu usein matalan lämpötilan polyeteenistä – käytetään estämään haurautta ja halkeilua. Käyttö oikea kaapeligeometria ja tukilaitteisto suunniteltu jääalttiille alueille auttaa säilyttämään vakauden jopa ankarissa jääolosuhteissa.

6. Asennuskäytännöt epäsuotuisassa säässä

Jopa hyvin suunniteltu ADSS-kaapeli voi toimia huonosti, jos sitä ei ole asennettu oikein. Asennuskäytännöillä on suora vaikutus siihen, miten kaapeli reagoi ympäristön kuormitukseen. Joitakin keskeisiä huomioita ovat mm.

• Oikea kiristys: Varmistamalla, että kaapeli ei ole liian tiukka eikä liian löysä, tasapainottaa suorituskykyä tuulen ja jään aikana.
• Sopivat jännepituudet: Lyhyemmät jännevälit ja välituet ovat suositeltavaa korkean riskin alueilla.
• Laitteiston valinta: Sääsuojattujen puristimien, tukien ja tärinänvaimentimien käyttö pidentää käyttöikää.
• Tyhjennyssuunnittelu: Riittävän etäisyyden varmistaminen voimalinjoista ja muista rakenteista estää kosketuksen tai kulumisen kaapelin liikkuessa.

Rutiinitarkastukset ankaran sään jälkeen ovat myös välttämättömiä mahdollisten vaurioiden havaitsemiseksi ennen kuin ne johtavat palvelukatkoihin.

7. Ympäristön kestävyyden testaus ja stjaardit

ADSS-kaapeleita testataan standardoiduissa olosuhteissa todellisen ympäristökuormituksen simuloimiseksi. Alan standardit, kuten IEC 60794 ja IEEE 1222 määritä mekaaniset, ympäristö- ja sähkövaatimukset näille kaapeleille.
Testit voivat sisältää:

• Vetokuormitustesti simuloidulla jääpainolla
• Tuulitunnelien aerodynaamisen käyttäytymisen testaus
• Lämpötilapyöräily takin suorituskyvyn arvioimiseksi
• UV- ja kosteudenkestävyysarviointi

Näiden standardien noudattaminen varmistaa, että ADSS-kaapelit kestävät vaativia ulkoympäristöjä vuosikymmeniä.

8. Reaalimaailman sovellukset ja todistettu luotettavuus

Kaikkien dielektristen itsekantavien kaapelien käyttö äärimmäisen ilmaston alueilla on osoittanut niiden kestävyyden. Pohjoismaissa, joissa on runsaasti lumisadetta, ADSS-kaapelit säilyttävät liitettävyyden jään muodostumisesta huolimatta kevyen mutta vahvan rakenteensa ansiosta. Rannikko- ja vuoristoalueilla niiden ei-metallinen koostumus estää korroosiota ja lieventää suolan tai tuulen aiheuttamia vaurioita.

Sähköyhtiöt ja teleoperaattorit valitsevat usein ADSS-kaapeleita varten voimajohtojen viestintäjärjestelmät , jossa sekä kova tuuli että jää ovat yleisiä. Niiden kyky ylläpitää tasaista optista suorituskykyä jopa mekaanisessa rasituksessa tekee niistä luotettavan ratkaisun antenniasennuksiin.

9. Ennaltaehkäisevä huolto ja pitkäaikainen suorituskyky

Vaikka ADSS-kaapelit on suunniteltu minimaaliseen huoltoon, ennaltaehkäisevät toimenpiteet voivat parantaa niiden käyttöikää:

• Säännölliset silmämääräiset tarkastukset myrskyn jälkeen
• Jännitys- ja jännitysarvojen seuranta
• Tarkista takin kulumisen tai aramidilangan altistumisen merkkejä
• Kuluneiden tärinänvaimentimien tai jousitusosien vaihto

Asianmukaisella hoidolla ADSS-kaapelit voivat toimia luotettavasti 25-30 vuotta jopa tuulelle ja jäälle alttiilla alueilla.

Johtopäätös

Kaikki dielektriset itsekantavat kaapelit on suunniteltu kestämään joitain haastavimmista kuituoptisissa verkkoasennuksissa esiintyvistä ympäristöolosuhteista. Niiden yhdistelmä kevyttä rakennetta, suurta vetolujuutta ja johtamattomia materiaaleja mahdollistaa niiden tehokkaan suorituskyvyn sekä kovan tuulen että jääkuormituksen olosuhteissa.

Vaikka ympäristökuormitusta ei voida koskaan täysin poistaa, kaapelin suunnittelun huolellinen valinta, tarkat asennustekniikat ja parhaiden huoltokäytäntöjen noudattaminen voivat varmistaa pitkän aikavälin suorituskyvyn ja luotettavuuden. ADSS-kaapeleita käytetään avoimilla pelloilla, vuorenharjuilla tai rannikon sähkökäytävillä, ne osoittavat edelleen, että vankka suunnittelu ja harkittu suunnittelu mahdollistavat sekä lujuuden että vakauden vaativissa ympäristöissä.