Tất cả cáp tự hỗ trợ điện môi (ADSS): Hướng dẫn xây dựng, loại & thông số kỹ thuật

Một khoảng cách trên không duy nhất là 200 mét. Không có dây dẫn, không có thành phần kim loại, không có nhân viên nào tắt đường dây điện bên dưới. Đó chính xác là kịch bản mà một Tất cả cáp tự hỗ trợ điện môi (ADSS) giành được vị trí của mình — và tại sao các nhà khai thác tiện ích và nhà thầu viễn thông lại áp dụng nó trên quy mô lớn để triển khai cáp quang trên cao.

Hướng dẫn này trình bày chi tiết về cách xây dựng cáp ADSS, nơi nó hoạt động tốt nhất, biến thể nào phù hợp với môi trường cụ thể và những điều cần kiểm tra trước khi bạn chỉ định một loại cho dự án tiếp theo của mình.

Điều gì làm nên sự khác biệt của cáp ADSS

Không giống như cáp quang trên không thông thường yêu cầu dây dẫn bằng thép riêng biệt để hỗ trợ, cáp ADSS được thiết kế để có khả năng tự hỗ trợ hoàn toàn. Tải trọng kết cấu được mang bởi sợi aramid mô đun cao quấn quanh lõi cáp - mang lại độ bền kéo mà không cần đến một thành phần kim loại nào trong thiết kế.

Cấu trúc phi kim loại đó không chỉ là một lựa chọn tiết kiệm trọng lượng. Nó có nghĩa là cáp trơ về điện. Bạn có thể lắp đặt nó trên cùng một tháp với đường dây truyền tải điện áp cao lên đến 220 kV mà không gặp rủi ro về điện và đội kỹ thuật có thể làm việc trên nó trong khi đường dây điện bên dưới vẫn được cấp điện — một lợi thế vận hành và an toàn đáng kể trên mạng trực tiếp.

Khả năng nhịp thường dao động từ 50 mét đối với các tuyến phân phối ngắn trong đô thị lên tới 700 mét trở lên đối với các hành lang truyền tải dài ở nông thôn. Diện tích mặt cắt ngang aramid được điều chỉnh theo thiết kế để phù hợp với yêu cầu về độ võng và độ căng của từng chiều dài nhịp cụ thể.

Cấu trúc cốt lõi: Từng lớp

Hiểu cấu trúc giúp bạn đánh giá thông số kỹ thuật chính xác hơn. Một tiêu chuẩn Cáp quang tự hỗ trợ toàn điện môi ADSS được tập hợp như sau:

• Sợi quang - điển hình là chế độ đơn G.652D, đặt lỏng lẻo 2–12 sợi trên mỗi ống với chiều dài vượt quá để tránh biến dạng khi thay đổi nhiệt độ hoặc tải trọng cơ học.
• Gel chặn nước bên trong mỗi ống đệm lỏng lẻo, ngăn hơi ẩm xâm nhập làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu.
• Bộ phận chịu lực trung tâm FRP (Fiber Reinforced Plastic) - một thanh lõi điện môi cung cấp độ cứng dọc trục mà không dẫn điện.
• Lớp sợi Aramid - phần tử chịu kéo chính, có kích thước phù hợp với nhịp mục tiêu. Mô đun đàn hồi cao và hệ số giãn nở nhiệt rất thấp giúp dự đoán được độ võng qua các mùa.
• Vỏ ngoài PE - polyetylen chịu được thời tiết được đánh giá cao về khả năng tiếp xúc với tia cực tím, sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm. Thiết kế áo khoác đôi có sẵn cho các ứng dụng có nhịp dài hoặc độ căng cao, trong đó khả năng chống nghiền và độ bền kéo bổ sung có giá trị bằng đường kính bổ sung.

Kết quả là tạo ra một loại cáp nhẹ, nhỏ gọn và có kết cấu hiệu quả — giảm tải trọng của tháp so với các giải pháp thay thế bọc thép nặng hơn.

Thuộc tính hiệu suất chính

Bốn đặc điểm xác định xem cáp ADSS có phù hợp với một dự án nhất định hay không:

• Độ bền kéo và độ võng - được điều khiển trực tiếp bởi mặt cắt sợi aramid. Chỉ định nhịp tối đa của bạn và tải trọng gió/băng trong trường hợp xấu nhất; thiết kế cáp theo sau từ đó.
• Sự giãn nở nhiệt — sợi aramid có hệ số giãn nở nhiệt cực kỳ thấp, giữ cho sự biến đổi độ võng chặt chẽ giữa mức nhiệt độ thấp nhất vào mùa đông -40 °C và mức cao nhất vào mùa hè là 70 °C thường gặp dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp.
• Giảm rung — Rung động aeilian từ gió ngang kéo dài là mối quan tâm thực sự trên các nhịp dài, chịu tải nhẹ. Cáp ADSS có đặc tính giảm chấn vốn có và các bộ giảm chấn có thể được lắp đặt gần các điểm gắn trên các nhịp trên khoảng 300 mét khi cần thiết.
• Khả năng chống hồ quang dải khô — khi cáp ADSS được lắp đặt gần dây dẫn điện áp cao, hơi ẩm cục bộ sẽ tạo ra các dải điện trở khô trên vỏ bọc. Trên các đường dây có điện áp bằng hoặc trên 220 kV, việc chỉ định hợp chất vỏ bọc có khả năng chống xói mòn và theo dõi nâng cao là điều cần thiết để ngăn chặn sự xuống cấp của vỏ bọc theo thời gian.

Các biến thể chuyên dụng cho môi trường đòi hỏi khắt khe

ADSS tiêu chuẩn xử lý hầu hết các hoạt động triển khai tiện ích và viễn thông. Hai điều kiện cụ thể yêu cầu các biến thể nâng cao.

Các tuyến đường rừng và rừng làm cho dây cáp bị sóc gặm nhấm - một dạng hư hỏng phổ biến hơn nhiều kỹ sư mong đợi. các cáp quang ADSS chống sóc giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp lớp bảo vệ bằng nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh có độ bền cao mà loài gặm nhấm không thể xâm nhập. Nó giữ lại tất cả các đặc tính ADSS tiêu chuẩn — an toàn chống sét, cấu trúc điện môi, khả năng phù hợp khi lắp đặt đường dây trực tiếp — đồng thời bổ sung khả năng bảo vệ cơ học chống lại thiệt hại từ động vật hoang dã. Cấu trúc tương tự cũng mang lại khả năng phục hồi chống lại sự mổ chim.

Hành lang hỗn hợp có nguy cơ gặm nhấm rộng hơn có thể yêu cầu cáp quang chống gặm nhấm phi kim loại , áp dụng phương pháp bảo vệ tương tự mà không đưa vào bất kỳ vật liệu dẫn điện nào — giữ cho cáp an toàn khi triển khai đồng thời ở điện áp cao.

Ứng dụng điển hình

Cáp ADSS được triển khai thường xuyên bởi các công ty điện lực bổ sung thông tin liên lạc bằng sợi quang vào cơ sở hạ tầng truyền tải trên không hiện có, bởi các nhà khai thác viễn thông xây dựng mạng lưới trên không dọc theo quyền ưu tiên của tiện ích và bởi các chính quyền thành phố thiết lập các liên kết đường trục linh hoạt giữa các trạm biến áp hoặc các điểm giám sát từ xa. Việc cài đặt một lần - không cần sắp xếp trước người đưa tin, không có đường chuyền thứ hai của phi hành đoàn - giúp giảm đáng kể thời gian lao động trên các tuyến đường dài ở nông thôn.

Đối với các dự án mà tuyến đường trên không cuối cùng chuyển sang dưới lòng đất, ADSS có thể được ghép nối với cáp quang nhiều lớp ngoài trời tại các điểm chuyển tiếp, cho phép số lượng sợi nhất quán chạy trên địa hình hỗn hợp mà không cần thiết kế lại thiết kế sợi lõi.

Khi cáp quang cũng cần tiếp cận các tòa nhà trực tiếp từ mạng trên không, Cáp thả bướm FTTH cung cấp kết nối cuối cùng từ cực đến cơ sở thuê bao.

Chỉ định ADSS: Những điều cần xác nhận trước khi đặt hàng

Ba đầu vào điều khiển thông số kỹ thuật cáp chính xác. Hãy làm đúng những điều này và phần còn lại của thiết kế sẽ diễn ra một cách hợp lý.

• Độ dài nhịp tối đa - khoảng cách không được đỡ dài nhất giữa các điểm gắn kết. Điều này xác định mặt cắt ngang aramid cần thiết và do đó xác định tải trọng tối đa định mức của cáp.
• Trường hợp tải trọng môi trường - sự kết hợp trường hợp xấu nhất của tốc độ gió, tải trọng băng (nếu có) và phạm vi nhiệt độ. Cáp phải duy trì độ võng an toàn với mặt đất và với bất kỳ dây dẫn mang điện nào bên dưới dưới tải trọng thiết kế.
• Cấp điện áp các đường dây cùng vị trí - đối với hệ thống lắp đặt liền kề với dây dẫn truyền tải trên 110 kV, xác nhận với nhà sản xuất rằng hợp chất vỏ bọc bên ngoài được đánh giá cao về ứng suất điện cảm ứng. Các đường dây ở mức 220 kV trở lên đảm bảo thử nghiệm hồ quang dải khô rõ ràng theo tiêu chuẩn IEC hoặc IEEE liên quan.

Số lượng sợi, vỏ đơn hoặc đôi và biểu đồ độ võng theo nhịp cụ thể đều là thứ yếu đối với ba đầu vào môi trường này - chúng được lấy từ phân tích tải chứ không phải giả định.

ADSS so với OPGW: Chọn giải pháp cáp quang trên không phù hợp

Điểm quyết định chung là nên sử dụng ADSS hay OPGW (Dây nối đất quang) trên đường truyền mới hoặc nâng cấp. OPGW thay thế dây nối đất hiện có và cung cấp nối đất cùng với sợi quang trong một dây dẫn — sự lựa chọn đúng đắn khi dù sao thì dây nối đất cũng cần được thay thế. ADSS là lựa chọn tốt hơn khi dây nối đất hiện tại có thể sử dụng được, khi bổ sung cáp quang vào đường dây đã có điện mà không bị mất điện hoặc khi ngân sách lắp đặt không đủ để thay thế toàn bộ phần cứng. Hai giải pháp này bổ sung cho nhau chứ không phải cạnh tranh.