In che modo affronta il cavo ottico (ADSS) autoportante integrale (ADSS) con le sfide di stabilità a lungo termine in ambienti complessi?

Grazie alla sua struttura unica non metallica e al design autoportante, Cavo ottico aereo auto-delettrico auto-addoporti (ADSS) è ampiamente utilizzato nelle reti di comunicazione di alimentazione, particolarmente adatte per l'installazione nei corridoi della linea di trasmissione ad alta tensione. Tuttavia, l'ambiente di posa aereo rappresenta un grave test per l'affidabilità a lungo termine dei cavi ottici, tra cui radiazioni ultraviolette, differenze di temperatura estrema, vibrazione del vento dinamico, carichi di ghiaccio e neve e una forte interferenza sul campo elettrico. La progettazione di adattabilità ambientale di ADSS Optical Cable è incentrata su queste sfide e attraverso l'applicazione completa di selezione dei materiali, ottimizzazione strutturale e strategie di protezione, garantisce il suo funzionamento stabile in condizioni di lavoro complesse.

In un ambiente aereo, la radiazione ultravioletta (UV) è uno dei principali fattori che portano all'invecchiamento delle guaine di cavi ottici. L'esposizione a lungo termine alla luce solare diretta può facilmente causare rottura della catena molecolare nei normali materiali di polietilene (PE), con conseguenti guaine fragili e screpolate, che a loro volta colpiscono le proprietà meccaniche e la sigillatura dei cavi ottici. La guaina esterna del cavo ottico ADSS di solito adotta polietilene ad alta densità (HDPE) o polietilene resistente al monitoraggio (AT-PE) e il nero di carbonio o altri stabilizzatori anti-UV vengono aggiunti al materiale per assorbire efficacemente i raggi ultravioletti e ritardare il processo di fotoossidazione. Questo meccanismo di protezione consente al cavo ottico di mantenere la flessibilità e la resistenza all'impatto dopo il funzionamento all'aperto a lungo termine, evitando l'aumento della perdita di microbending in fibra ottica causata dal degrado della guaina.

Oltre ai raggi ultravioletti, le drastiche variazioni di temperatura rappresentano anche una sfida alla stabilità strutturale dei cavi ottici. Nelle aree con grandi differenze di temperatura tra climi diurni e notturni o estremi, i materiali per cavi ottici subiranno un'espansione termica ripetuta e contrazione. Se progettato in modo improprio, può causare stress residuo nella fibra ottica e persino portare al deterioramento delle prestazioni di trasmissione. Il cavo ottico ADSS affronta questo problema ottimizzando il design della lunghezza in eccesso. La sua struttura di torsione dello strato a tubo sciolto consente alla fibra ottica di mantenere una moderata lunghezza in eccesso nella guaina, garantendo che la fibra ottica non sia influenzata da sollecitazioni esterne all'interno di un ampio intervallo di temperatura da -40 ℃ a 70 ℃. Allo stesso tempo, il filo aramidico, come elemento di trazione, ha un coefficiente di espansione termica estremamente bassa, che consente al cavo ottico di mantenere proprietà meccaniche stabili quando la temperatura fluttua, evitando la concentrazione di stress causata dall'espansione e dalla contrazione del materiale.

Le vibrazioni del vento e i carichi di ghiaccio e neve sono un altro tipo di sollecitazione meccanica dinamica affrontata dai cavi ottici sopra la testa. In forti ambienti di vento, i cavi ottici produrranno vibrazioni ad alta frequenza e gli effetti a lungo termine possono causare affaticamento strutturale e persino rotture delle fibre. I cavi ottici ADSS utilizzano il filo aramidico ad alta resistenza ad alta velocità come rinforzi e la loro eccellente resistenza alla trazione e alla fatica può resistere efficacemente all'impatto della vibrazione del vento. Le caratteristiche leggere del filo aramidico riducono anche il peso complessivo del cavo ottico, riducono l'ampiezza altalena sotto la forza del vento e quindi riducono l'impatto della vibrazione del vento sulla torre e sul corpo del cavo ottico. Nelle aree coperte di ghiaccio e neve, il materiale della guaina dei cavi ottici ADSS deve avere una resistenza di compressione sufficiente per prevenire la deformazione locale causata dall'accumulo di ghiaccio. Il suo design strutturale di solito adotta una sezione circolare per ridurre l'adesione di ghiaccio e neve e la flessibilità della guaina garantisce che le prestazioni di trasmissione della fibra ottica possano essere mantenute sotto copertura del ghiaccio.

Il forte ambiente di campo elettrico del corridoio della linea di trasmissione mette in avanti i requisiti di prestazioni elettriche unici per i cavi ottici ADSS. Poiché i cavi ottici sono generalmente installati sulla stessa torre dei conduttori ad alta tensione, la scarica locale può verificarsi sulla loro superficie a causa dell'induzione del campo elettrico. Gli effetti a lungo termine causano la corrosione elettrica e la perforazione della guaina, minacciando la vita del cavo ottico. A tal fine, la guaina esterna del cavo ottico ADSS utilizza un materiale anti-attacco appositamente formulato e riduce la resistenza al campo elettrico di superficie ottimizzando lo spessore e le proprietà dielettriche. Inoltre, la superficie della guaina può essere trattata con idrofobicità per ridurre l'accumulo di sporcizia e umidità, evitare la formazione di canali conduttivi e quindi inibire lo scarico della corona e l'erosione dell'arco. Questo design consente al cavo ottico ADSS di rimanere stabile per lungo tempo in un forte ambiente di campo elettrico di 110 kV o addirittura 500kV e l'isolamento affidabile può essere ottenuto senza fare affidamento su uno strato di schermatura metallica.

L'adattabilità ambientale del cavo ottico ADSS non si riflette solo nell'ottimizzazione di una singola prestazione, ma anche nell'equilibrio sistematico del progetto complessivo. Ad esempio, la resistenza UV della guaina deve essere considerata in combinazione con le proprietà anti-attacco per evitare additivi che influenzano la stabilità elettrica del materiale; La resistenza alla trazione del filo aramide deve abbinare le prestazioni di flessione del cavo ottico per garantire che non sia facile rompersi in forti condizioni del vento e la costruzione e la posa non sono influenzate da una rigidità eccessiva. Questo concetto di progettazione di ottimizzazione collaborativa a più fattori consente al cavo ottico ADSS di ottenere un funzionamento senza manutenzione a lungo termine in ambienti complessi e diventare un'infrastruttura chiave per le reti di comunicazione di potenza.

In futuro, poiché i requisiti del sistema di alimentazione per l'affidabilità della comunicazione continuano ad aumentare, la progettazione di adattabilità ambientale dei cavi ottici ADSS continuerà ad evolversi. L'introduzione di nuovi materiali compositi e tecnologia di monitoraggio intelligente può fornire una soluzione migliore per la stabilità a lungo termine dei cavi ottici in climi estremi e forti ambienti elettromagnetici. Tuttavia, indipendentemente da come si sviluppa, la sua logica di progettazione principale non cambierà: cioè sulla base dell'architettura per tutti i media, attraverso la profonda integrazione della scienza dei materiali e della meccanica strutturale, il cavo ottico mantiene sempre eccellenti prestazioni meccaniche e di trasmissione in ambienti complessi. .