In che modo i cavi ottici ADSS sfondano i limiti ambientali?

Il sistema di comunicazione delle linee di trasmissione ad alta tensione deve affrontare tre principali minacce ambientali:

Elevata umidità: l'umidità dell'aria nelle aree montuose e costieri è> 80% tutto l'anno e la penetrazione della molecola d'acqua provoca perdita di microbending in fibra ottica;

Forti raggi ultravioletti: la radiazione annuale nelle aree di plateau e desertiche è> 5000 MJ/m², che accelera l'invecchiamento dei materiali polimerici;

Differenza di temperatura estrema: quando la differenza di temperatura tra giorno e notte supera i 50 ℃, l'espansione termica e la contrazione causano crack di guaina.

I cavi ottici di metallo tradizionali sono soggetti a concentrazione di stress in differenze di temperatura estrema a causa della differenza nei coefficienti di espansione termica tra conduttori metallici e materiali di guaina, mentre i cavi ottici ADSS evitano fondamentalmente questo problema attraverso la tecnologia composita non metallica.

Principio di progettazione cooperativa dello strato di barriera per l'acqua e della guaina esterna

1. Strato di barriera per l'acqua: una barriera protettiva a livello molecolare microscopico

Selezione del materiale: lo strato di barriera per l'acqua utilizza un substrato di polietilene (HDPE) o polipropilene (PP) ad alta densità, con resina super assorbente (linfa) o filato di blocco dell'acqua aggiunto. Le particelle di linfa si gonfiano a 300 volte il loro volume originale quando esposti all'acqua, formando una barriera a forma di gel per bloccare la penetrazione longitudinale dell'acqua.
Design strutturale: lo spessore dello strato di blocco dell'acqua è ≥0,5 mm e uno strato tampone "a nido d'ape" è impostato tra il fascio di fibre per garantire che l'acqua venga rapidamente assorbita quando si diffonde radialmente ed evita il contatto con il rivestimento in fibra.
Meccanismo di sinergia: la struttura densa della guaina esterna e le caratteristiche di espansione dello strato di blocco dell'acqua formano un effetto "doppio blocco d'acqua". Ad esempio, quando la guaina esterna ha microcrack a causa di danni meccanici, lo strato di blocco dell'acqua può temporaneamente sostituire la sua funzione impermeabile per acquistare tempo per le riparazioni di emergenza.

2. Guaina esterna: Guardian delle proprietà meccaniche macroscopiche
Innovazione materiale:
Policing elettrico in polietilene (AT/PE): le nanoparticelle di allumina (Al₂o₃) vengono introdotte attraverso la tecnologia di miscelazione per migliorare le prestazioni di monitoraggio anti-elettrico. La sua resistività superficiale è maggiore di 10¹⁴ω · cm, che sopprime efficacemente la scarica di corona.
Elastomero in poliolefina (POE): il processo di vulcanizzazione dinamica viene utilizzato per formare una struttura di rete interpenetrante tra polietilene e gomma etilene -propilene (EPR), con un allungamento a rottura superiore al 400%e la flessibilità viene mantenuta a una bassa temperatura di -40 ° C.
Ottimizzazione strutturale: la guaina esterna adotta il processo di "co-estrusione a doppio strato", con lo strato interno che è uno strato resistente alle intemperie e lo strato esterno è uno strato resistente all'usura. Un rivestimento di biossido di nano-silicio da 0,2 μm viene aggiunto alla superficie dello strato resistente all'usura per ridurre il coefficiente di attrito a 0,15 e ridurre l'usura con il morsetto del filo.
Adattabilità ambientale: la guaina esterna deve superare il "test di invecchiamento del clima artificiale" nello standard IEC 60794-1-2, tra cui 1000 ore di radiazione della lampada xeno (simulando 10 anni di invecchiamento naturale), 12 cicli di cicli caldi e freddi (-40 ℃ → → 70 ℃) e altri test.

Profonda integrazione della scienza dei materiali e della meccanica strutturale
1. Ingegneria del segmento molecolare: una catena di protezione da micro a macro
Meccanismo anti-ultravioletto: lo stabilizzatore della luce benzotriazolo (come Tinuvin 770) aggiunto al materiale della guaina esterna può assorbire i raggi ultravioletti da 300-400 Nm e convertirli in energia termica innocua. L'anello di benzene e l'anello di triazolo nella sua struttura molecolare formano una "trappola per elettroni" per catturare i radicali liberi e ritardare la degradazione del polimero.
L'umidità e la resistenza al calore: i segmenti molecolari in polipropilene (PP) nello strato di blocco dell'acqua migliorano la stabilità attraverso il doppio meccanismo di "cristallizzazione trasversale". La struttura di reticolazione aumenta la temperatura di transizione del vetro (TG) del materiale e l'area di cristallizzazione costituisce una barriera fisica per impedire la penetrazione di molecole d'acqua.

2. Ottimizzazione della distribuzione dello stress: vantaggi meccanici delle strutture composite non metalliche
Resistenza a taglio interstrato: l'interfaccia tra lo strato di blocco dell'acqua e la guaina esterna adotta un "design di transizione a gradiente" e l'adesione dell'interfaccia viene migliorata aggiungendo un compatibilizzatore (come il polietilene innestato dall'anidride maleico) per garantire che la resistenza al taglio interlayer sia maggiore di 2,5 MPA.
Matching di espansione termica: il coefficiente di espansione termica del rinforzo del filo aramidico (2,5 × 10⁻⁵/℃) è vicino a quello della guaina esterna (1,8 × 10⁻⁴/℃), evitando la peeling di intervallo causato dalla differenza di temperatura.
Previsione della vita a fatica: basato sulla teoria della meccanica della frattura, la vita a fatica di Cavi ottici ADSS può essere stimato dalla formula di Parigi (DA/DN = C (Δk) ⁿ). Il tasso di crescita delle crepe (DA/DN) di strutture composite non metalliche è un ordine di grandezza inferiore a quello dei cavi ottici metallici.

Standard tecnici e controllo di qualità
1. Sistema standard internazionale
IEC 60794-1-2: definisce la classificazione di adattabilità ambientale dei cavi ottici. I cavi ottici ADSS devono superare i test "" Classe A "(da -40 ℃ a 70 ℃) e" Classe B "(-55 ℃ a 85 ℃).

IEEE 1222: Specifica le specifiche di installazione dei cavi ottici in ambienti di potenza, che richiedono il potenziale del punto sospeso degli ADSS di cavi ottici per essere inferiori a 25 kV (guaina di classe B).

NEMA TC-7: standard americano, sottolineando la resistenza UV dei cavi ottici, che richiede la trasmittanza a una lunghezza d'onda di 340 nm per essere inferiore al 5%.

2. Processo di controllo della qualità
Test delle materie prime: analisi di spettroscopia a infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR) di materiali come AT/PE e POE per garantire che non vi siano impurità; Test del tasso di assorbimento dell'acqua di SAP, che richiede una velocità di assorbimento dell'acqua> 90% entro 10 minuti.

Monitoraggio del processo: utilizzare un indicatore di spessore online per monitorare lo spessore della guaina esterna in tempo reale, con una deviazione di ≤ ± 0,05 mm; Utilizzare una macchina di prova di trazione per verificare la forza di legame interstradente.
Ispezione del prodotto finito: ogni lotto di cavi ottici deve superare il "test di immersione in acqua" (24 ore), "test del ciclo a freddo e a freddo" (12 cicli) e "test di invecchiamento accelerato ultravioletto" (1000 ore) .