Cáp ADSS: Ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động tốn kém bằng sợi điện môi toàn phần

Chi phí thực tế cho sự cố cáp ADSS là bao nhiêu

Một giờ ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trên đường dây truyền tải 69 kV có thể gây thiệt hại hơn 200.000 USD doanh thu và chi phí sửa chữa khẩn cấp. Tuy nhiên, nhiều nhà quy hoạch mạng vẫn đánh giá thấp việc lựa chọn cáp quang ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy lâu dài như thế nào. cáp ADSS —Cáp quang tự hỗ trợ toàn điện môi—được thiết kế chính xác để loại bỏ các điểm hư hỏng chính gây khó khăn cho việc lắp đặt dây buộc hoặc dây đưa tin truyền thống. Nó không chứa kim loại, không cần dây đỡ riêng và có thể được lắp đặt trực tiếp trên các cấu trúc điện áp cao trong khi đường dây vẫn được cấp điện. Kết quả là hệ thống cáp loại bỏ được các vấn đề nối đất, ăn mòn điện và phần lớn kho phần cứng cơ học—tất cả đều đáp ứng các yêu cầu về độ bền kéo và độ võng giống như các giải pháp thay thế thông thường.

Cáp ADSS là gì?

Cáp ADSS là cáp quang được thiết kế để tự hỗ trợ trên các nhịp dài tới vài nghìn feet mà không cần dây dẫn bằng kim loại. Toàn bộ kết cấu của nó—các bộ phận chịu lực, vỏ và lõi—sử dụng vật liệu điện môi, không dẫn điện. Điều này giúp cáp không bị ảnh hưởng bởi cảm ứng điện từ từ các đường dây điện gần đó, do đó, nó có thể được gắn trực tiếp vào tháp truyền tải và cột phân phối tại những điểm có thể quản lý được điện trường. Bản chất tự hỗ trợ của cáp đến từ sợi aramid có mô đun cao hoặc thanh nhựa được gia cố bằng sợi thủy tinh mang lại độ bền kéo cần thiết trong khi vẫn giữ cho cáp nhẹ.

Cấu trúc và các thành phần chính

Lõi quang

Lõi chứa các sợi thủy tinh thực tế, thường được sắp xếp theo cấu hình ống lỏng hoặc đệm chặt. Thiết kế dạng ống lỏng được ưa chuộng hơn cho môi trường ngoài trời vì chúng cách ly sợi khỏi lực kéo và tạo khoảng trống cho sự giãn nở nhiệt. Hầu hết cáp ADSS sử dụng tới 288 sợi, với số lượng phổ biến là 12, 24, 48 và 144.

Thành viên sức mạnh

Sợi aramid (ví dụ: Kevlar) hoặc sợi thủy tinh cung cấp tất cả khả năng chịu kéo và chống nghiền. Lượng aramid được tính toán cho từng chiều dài nhịp và độ căng lắp đặt, trực tiếp kiểm soát hiệu suất võng. Cáp có hàm lượng aramid không đủ sẽ vượt quá giới hạn độ võng tối đa dưới tải trọng băng và gió, có nguy cơ vi phạm khoảng cách.

Áo khoác trong và ngoài

Áo khoác polyetylen bảo vệ lõi. Polyetylen mật độ trung bình (MDPE) hoặc polyetylen mật độ cao (HDPE) là tiêu chuẩn. Đối với môi trường ven biển hoặc ô nhiễm, hợp chất chống vết xích là cần thiết để ngăn chặn hồ quang băng khô và thủng vỏ. Độ dày của áo khoác và chất ổn định tia cực tím quyết định trực tiếp đến tuổi thọ sử dụng—thường từ 25 đến 30 năm.

Khi nào nên chọn ADSS thay vì các loại cáp quang khác

ADSS không phải là một giải pháp phổ quát nhưng nó là sự lựa chọn ưu việt trong ba tình huống cụ thể: lắp đặt trên cơ sở hạ tầng tiện ích điện trực tiếp, các nhịp rất dài nơi mà dây truyền tin trở nên không thực tế và các môi trường mà các thành phần kim loại sẽ tạo ra rủi ro ăn mòn hoặc lỗi chạm đất. Nếu tuyến đường hoàn toàn đi ngầm hoặc bên trong các tòa nhà thì cáp ống lỏng có bọc thép hoặc cáp có đệm kín trong nhà/ngoài trời sẽ thích hợp hơn. Tuy nhiên, trên các tháp truyền tải, ADSS tránh được trọng lượng và tải trọng gió của OPGW (Dây quang nối đất) cũng như các yêu cầu liên kết phức tạp của cáp điện môi có dây buộc.

Đối với bất kỳ khoảng cách nào trên 500ft giữa các cấu trúc, việc tiết kiệm trọng lượng của ADSS thường giảm tổng chi phí lắp đặt từ 15–25% so với hệ thống hỗ trợ trình nhắn tin.

Những cân nhắc cài đặt quyết định tuổi thọ

Độ dài nhịp và độ võng

Mọi quá trình cài đặt ADSS đều bắt đầu bằng phép tính độ võng dựa trên khái niệm khoảng quy định. Các kỹ sư phải nhập độ dài nhịp chính xác, chênh lệch độ cao và nhiệt độ cực trị cục bộ. Sau đó, cáp được căng đến một độ căng cụ thể ở nhiệt độ tham chiếu để duy trì khoảng hở an toàn ở cả băng/gió tối đa và nhiệt độ tối đa. Căng quá mức có thể gây ra hiện tượng võng quá mức và có thể tiếp xúc với dây dẫn; căng quá mức dẫn đến xơ bị biến dạng sớm.

Tiềm năng không gian và theo dõi

Khi cáp điện môi được treo trong điện trường cao, việc ghép điện dung có thể gây ra sự chênh lệch điện thế bề mặt. Nếu từ trường vượt quá khả năng chống phóng điện của áo khoác, hồ quang băng khô có thể ăn mòn áo khoác trong vòng vài tháng. Vì vậy, vị trí cáp trên tháp phải được lựa chọn dựa trên mô hình điện trường. Luôn chỉ định vỏ bọc chống đường ray nếu cáp sẽ được lắp đặt cách dây dẫn mang điện trong phạm vi 15 ft ở điện áp 115kV trở lên.

Phần cứng và tệp đính kèm

Cáp ADSS sử dụng các đầu cụt, kẹp treo và bộ giảm rung dạng xoắn ốc được thiết kế đặc biệt. Phần cứng phải nén cáp mà không vượt quá định mức nghiền nát của nhà sản xuất và phải duy trì độ bám vừa đủ dưới tải trọng kéo định mức tối đa. Sự uốn cong đột ngột tại các điểm thoát của phần cứng là nguyên nhân hư hỏng phổ biến—người lắp đặt phải sử dụng đúng thanh giáp hoặc thiết bị chống uốn cong.

Thông số kỹ thuật cáp ADSS điển hình

Tiêu chí lựa chọn: Cáp phù hợp với ứng dụng

Loại và số lượng sợi

Sợi đơn mode (G.652.D hoặc G.657.A) thống trị các mạng tiện ích. Sợi đa chế độ hiếm khi được sử dụng ngoài mạng LAN của trạm biến áp. Luôn chỉ định nhiều sợi hơn ít nhất 20% so với nhu cầu mạng hiện tại—việc thêm sợi sau này là không thể trên phạm vi ADSS hiện có. Đối với các hành lang truyền dẫn đường dài, 48–144 sợi là tiêu chuẩn; các bộ cấp nguồn phân phối thường chỉ cần 12–24.

Lớp điện áp và điện trường

Cáp ADSS được phân loại theo tiềm năng không gian tối đa mà chúng có thể chịu được mà không cần theo dõi. Cáp được lắp đặt trong môi trường 230kV cách dây dẫn 6 ft phải đối mặt với trường mạnh hơn nhiều so với cáp tương tự cách đó 30 ft trên cấu trúc ngõ cụt. Luôn tham khảo chéo biểu đồ dung sai trường E của nhà sản xuất cáp với dữ liệu lập mô hình của tiện ích.

Tải trọng môi trường

Bộ luật An toàn Điện Quốc gia xác định các khu vực tải nhẹ, trung bình và nặng ở Hoa Kỳ. Cáp được xếp hạng để tải nhẹ (không có băng, gió thấp) sẽ sớm bị hỏng ở khu vực tải nặng có lớp băng xuyên tâm dày 0,5 inch. Xác nhận rằng độ căng, độ võng và xếp hạng phần cứng tối đa trong thiết kế của cáp phù hợp với yêu cầu tải địa lý chính xác.

Độ tin cậy và bảo trì dài hạn

Khi được thiết kế và lắp đặt đúng cách, cáp ADSS hầu như không cần bảo trì trong 25 năm. Các yếu tố rủi ro chính là hư hỏng áo khoác ngoài dự kiến ​​do tiếp xúc với bên thứ ba (ví dụ: tiếng súng, thiết bị xây dựng) và sự theo dõi lũy tiến trong các vùng điện trường chưa được mô hình hóa. Kiểm tra trực quan hàng năm từ mặt đất hoặc thông qua máy bay không người lái có thể xác định những thay đổi về độ võng hoặc sự đổi màu của áo khoác trước khi xảy ra hỏng hóc. Việc kiểm tra sợi bằng OTDR phải được lặp lại sau bất kỳ sự kiện bão lớn nào để xác minh tính toàn vẹn của mối nối.