สายเคเบิล ADSS: ป้องกันการหยุดทำงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงด้วยไฟเบอร์อิเล็กทริกทั้งหมด

ค่าใช้จ่ายจริงของความล้มเหลวของสายเคเบิล ADSS คืออะไร

การหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนหนึ่งชั่วโมงบนสายส่ง 69 kV อาจทำให้สูญเสียรายได้และค่าซ่อมแซมฉุกเฉินเกิน 200,000 ดอลลาร์ นักวางแผนเครือข่ายจำนวนมากยังคงดูถูกดูแคลนว่าการเลือกใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาวอย่างไร สาย ADSS —สายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่รองรับตัวเองด้วยอิเล็กทริกทั้งหมด—ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำเพื่อขจัดจุดขัดข้องหลักที่รบกวนการติดตั้งแบบขนตาหรือสายแมสเซนเจอร์แบบเดิมๆ ไม่มีส่วนประกอบของโลหะ ไม่ต้องมีสายรองรับแยกต่างหาก และสามารถติดตั้งได้โดยตรงบนโครงสร้างไฟฟ้าแรงสูงในขณะที่สายไฟยังคงจ่ายไฟอยู่ ผลลัพธ์ที่ได้คือระบบเคเบิลที่ช่วยขจัดปัญหาการต่อสายดิน การกัดกร่อนของกัลวานิก และสินค้าคงคลังฮาร์ดแวร์เชิงกลส่วนใหญ่ ทั้งหมดนี้ในขณะเดียวกันก็ตอบสนองความต้องการด้านแรงดึงและความหย่อนเช่นเดียวกับทางเลือกทั่วไป

สายเคเบิล ADSS คืออะไร?

สาย ADSS เป็นสายไฟเบอร์ออปติกที่ออกแบบมาให้รองรับตัวเองได้ในระยะหลายพันฟุตโดยไม่ต้องใช้สายเมสเซนเจอร์แบบโลหะ โครงสร้างทั้งหมด ได้แก่ ส่วนเสริมความแข็งแรง เสื้อแจ็คเก็ต และแกน ใช้วัสดุไดอิเล็กตริกที่ไม่นำไฟฟ้า ทำให้สายเคเบิลทนต่อการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจากสายไฟใกล้เคียง จึงสามารถต่อเข้ากับเสาส่งสัญญาณและเสากระจายโดยตรง ณ จุดที่สามารถจัดการสนามไฟฟ้าได้ ลักษณะการรองรับตัวเองของสายเคเบิลมาจากเส้นด้ายอะรามิดโมดูลัสสูงหรือแท่งพลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาสที่ให้ความต้านทานแรงดึงที่จำเป็นในขณะที่ยังคงรักษาสายเคเบิลให้มีน้ำหนักเบา

การก่อสร้างและส่วนประกอบสำคัญ

แกนแสง

แกนกลางประกอบด้วยใยแก้วจริง ซึ่งโดยทั่วไปจะจัดเรียงอยู่ในโครงสร้างแบบท่อหลวมหรือมีบัฟเฟอร์แน่น การออกแบบท่อหลวมเป็นที่นิยมสำหรับสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง เนื่องจากแยกเส้นใยออกจากแรงดึง และมีพื้นที่สำหรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อน สายเคเบิล ADSS ส่วนใหญ่ใช้ไฟเบอร์มากถึง 288 เส้น โดยมีจำนวนทั่วไปคือ 12, 24, 48 และ 144

สมาชิกผู้แข็งแกร่ง

เส้นด้ายอะรามิด (เช่น เคฟลาร์) หรือส่วนประกอบไฟเบอร์กลาสให้ความต้านทานแรงดึงและการกดทับทั้งหมด ปริมาณอะรามิดจะถูกคำนวณสำหรับแต่ละความยาวช่วงและความตึงในการติดตั้ง ซึ่งควบคุมประสิทธิภาพการหย่อนโดยตรง สายเคเบิลที่มีปริมาณอะรามิดไม่เพียงพอจะเกินขีดจำกัดการหย่อนสูงสุดภายใต้น้ำหนักน้ำแข็งและลม ซึ่งเสี่ยงต่อการละเมิดระยะห่าง

เสื้อแจ็คเก็ตด้านในและด้านนอก

แจ็คเก็ตโพลีเอทิลีนช่วยปกป้องแกนกลาง โพลีเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (MDPE) หรือโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) เป็นมาตรฐาน สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษหรือชายฝั่ง สารประกอบที่ทนทานต่อสนามแข่งถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการเกิดอาร์คของแถบแห้งและการเจาะแจ็คเก็ต ความหนาของแจ็คเก็ตและสารเพิ่มความคงตัวของรังสียูวีจะกำหนดอายุการใช้งานโดยตรง โดยทั่วไปคือ 25 ถึง 30 ปี

เมื่อใดจึงควรเลือก ADSS เหนือสายไฟเบอร์อื่นๆ

ADSS ไม่ใช่โซลูชันแบบสากล แต่เป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าในสามสถานการณ์เฉพาะ ได้แก่ การติดตั้งบนโครงสร้างพื้นฐานด้านสาธารณูปโภคไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้า ช่วงที่ยาวมากซึ่งสายส่งสารใช้งานไม่ได้ และสภาพแวดล้อมที่ส่วนประกอบที่เป็นโลหะอาจสร้างความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนหรือความผิดพลาดของกราวด์ หากเส้นทางอยู่ใต้ดินทั้งหมดหรือภายในอาคาร เคเบิลแบบท่อหลวมหุ้มเกราะหรือสายเคเบิลแบบบัฟเฟอร์แน่นในร่ม/กลางแจ้งจะเหมาะสมกว่า อย่างไรก็ตาม บนเสาส่งสัญญาณ ADSS จะหลีกเลี่ยงน้ำหนักและแรงลมของ OPGW (สายกราวด์แบบออปติคอล) และข้อกำหนดการยึดเกาะที่ซับซ้อนของสายไดอิเล็กตริกแบบขนตาปลอม

สำหรับระยะห่างระหว่างโครงสร้างใดๆ ที่มากกว่า 500 ฟุต โดยทั่วไปการลดน้ำหนักของ ADSS จะลดต้นทุนการติดตั้งทั้งหมดลง 15–25% เมื่อเทียบกับระบบที่รองรับ Messenger

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งซึ่งกำหนดอายุการใช้งานที่ยืนยาว

ความยาวช่วงและความย้อย

การติดตั้ง ADSS ทุกครั้งจะเริ่มต้นด้วยการคำนวณความหย่อนตามแนวคิดช่วงการพิจารณา วิศวกรจะต้องป้อนความยาวช่วง ความแตกต่างของระดับความสูง และอุณหภูมิสุดขั้วในพื้นที่ที่แน่นอน จากนั้นสายเคเบิลจะพันเข้ากับความตึงเฉพาะที่อุณหภูมิอ้างอิง เพื่อรักษาระยะห่างที่ปลอดภัยทั้งที่น้ำแข็ง/ลมสูงสุดและอุณหภูมิสูงสุด แรงดึงต่ำเกินไปทำให้เกิดการหย่อนมากเกินไปและการสัมผัสตัวนำที่เป็นไปได้ การตึงมากเกินไปทำให้เกิดความเครียดของเส้นใยก่อนวัยอันควร

ศักยภาพของพื้นที่และการติดตาม

เมื่อสายไดอิเล็กทริกถูกแขวนไว้ในสนามไฟฟ้าสูง การคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟอาจทำให้เกิดความต่างศักย์ที่พื้นผิวได้ หากสนามแม่เหล็กเกินความต้านทานการติดตามของแจ็คเก็ต ความโค้งของแถบแห้งสามารถกัดกร่อนแจ็คเก็ตได้ภายในไม่กี่เดือน ดังนั้นจึงต้องเลือกตำแหน่งสายเคเบิลบนทาวเวอร์ตามแบบจำลองสนามไฟฟ้า ระบุแจ็คเก็ตต้านทานสนามเสมอหากจะติดตั้งสายเคเบิลภายในระยะ 15 ฟุตของตัวนำจ่ายไฟที่ 115kV หรือสูงกว่า

ฮาร์ดแวร์และสิ่งที่แนบมา

สายเคเบิล ADSS ใช้เดดเอนด์ แคลมป์กันสะเทือน และตัวหน่วงการสั่นสะเทือนแบบเกลียวที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ฮาร์ดแวร์จะต้องบีบอัดสายเคเบิลโดยไม่เกินระดับการกดทับของผู้ผลิต และต้องรักษาการยึดเกาะที่เหมาะสมภายใต้การรับแรงดึงแบบเต็มพิกัด การโค้งงออย่างฉับพลันที่จุดทางออกของฮาร์ดแวร์เป็นสาเหตุของความล้มเหลวทั่วไป ผู้ติดตั้งต้องใช้แท่งเกราะหรืออุปกรณ์ป้องกันการโค้งงอที่ถูกต้อง

ข้อมูลจำเพาะของสายเคเบิล ADSS ทั่วไป

เกณฑ์การคัดเลือก: การจับคู่สายเคเบิลกับแอปพลิเคชัน

ประเภทและจำนวนไฟเบอร์

ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว (G.652.D หรือ G.657.A) ครองเครือข่ายยูทิลิตี้ ไฟเบอร์แบบหลายโหมดไม่ค่อยมีการใช้นอกเหนือจาก LAN ของสถานีย่อย ระบุไฟเบอร์มากกว่าความต้องการของเครือข่ายปัจจุบันอย่างน้อย 20% เสมอ การเพิ่มไฟเบอร์ในภายหลังไม่สามารถทำได้ในช่วง ADSS ที่มีอยู่ สำหรับทางเดินส่งสัญญาณระยะไกล ไฟเบอร์ 48–144 เป็นมาตรฐาน เครื่องป้อนการกระจายมักต้องการเพียง 12–24 เท่านั้น

ระดับแรงดันไฟฟ้าและสนามไฟฟ้า

สายเคเบิล ADSS ถูกจำแนกตามศักยภาพของพื้นที่สูงสุดที่สามารถทนได้โดยไม่ต้องติดตาม สายเคเบิลที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อม 230kV ห่างจากตัวนำ 6 ฟุต หันหน้าไปทางสนามที่รุนแรงกว่าสายเคเบิลเส้นเดียวกันที่อยู่ห่างออกไป 30 ฟุตบนโครงสร้างทางตัน อ้างอิงตารางพิกัดความเผื่อสนาม E ของผู้ผลิตสายเคเบิลกับข้อมูลการสร้างแบบจำลองของยูทิลิตี้เสมอ

โหลดด้านสิ่งแวดล้อม

ประมวลกฎหมายความปลอดภัยทางไฟฟ้าแห่งชาติกำหนดบริเวณที่มีการบรรทุกเบา ปานกลาง และหนักในสหรัฐอเมริกา สายเคเบิลที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการบรรทุกเบา (ไม่มีน้ำแข็ง ลมต่ำ) จะใช้งานไม่ได้ในช่วงแรกในพื้นที่ที่มีการบรรทุกหนักโดยมีน้ำแข็งรัศมี 0.5 นิ้ว ยืนยันว่าการออกแบบสายเคเบิลมีความตึงสูงสุด ความหย่อน และพิกัดฮาร์ดแวร์ตรงกับข้อกำหนดการโหลดทางภูมิศาสตร์ที่แน่นอน

ความน่าเชื่อถือและการบำรุงรักษาในระยะยาว

เมื่อออกแบบและติดตั้งอย่างเหมาะสม สายเคเบิล ADSS แทบไม่ต้องมีการบำรุงรักษาเป็นเวลา 25 ปี ปัจจัยเสี่ยงหลักคือความเสียหายที่ไม่คาดคิดของแจ็คเก็ตจากการสัมผัสของบุคคลที่สาม (เช่น กระสุนปืน อุปกรณ์ก่อสร้าง) และการติดตามแบบก้าวหน้าในโซนสนามไฟฟ้าที่ไม่ได้จำลองไว้ การตรวจสอบด้วยภาพประจำปีจากระดับพื้นดินหรือผ่านทางโดรนสามารถระบุการเปลี่ยนแปลงที่ลดลงหรือการเปลี่ยนสีของแจ็คเก็ตก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว การทดสอบไฟเบอร์ด้วย OTDR ควรทำซ้ำหลังจากเหตุการณ์พายุใหญ่ใดๆ เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของรอยต่อ