สายเคเบิลรองรับตัวเองแบบอิเล็กทริกทั้งหมดทำงานอย่างไรในสภาวะลมแรงหรือภาระน้ำแข็ง

ในด้านโทรคมนาคมสมัยใหม่ ความน่าเชื่อถือของโครงสร้างพื้นฐานมักขึ้นอยู่กับว่าโครงสร้างพื้นฐานนั้นทนทานต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมได้ดีเพียงใด สายเคเบิลที่รองรับตัวเองด้วยอิเล็กทริกทั้งหมด (ADSS) เป็นส่วนสำคัญของเครือข่ายใยแก้วนำแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจำเป็นต้องมีการติดตั้งเหนือศีรษะ สายเคเบิลเหล่านี้ได้รับการออกแบบโดยไม่มีส่วนประกอบที่เป็นโลหะ ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งใกล้กับสายไฟฟ้าแรงสูง และในพื้นที่ที่สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน อย่างไรก็ตาม หนึ่งในคำถามที่สำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรและนักวางแผนเครือข่ายคือ: สายเคเบิล ADSS ทำงานอย่างไรภายใต้สภาวะลมแรงหรือภาระน้ำแข็ง

1. ทำความเข้าใจโครงสร้างของสายเคเบิลที่รองรับตัวเองด้วยอิเล็กทริกทั้งหมด

ก่อนที่จะสำรวจประสิทธิภาพในสภาวะที่รุนแรง ควรทำความเข้าใจว่าอะไรที่ทำให้สายเคเบิล ADSS มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวก่อน สายเคเบิลเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุที่ไม่ใช่โลหะทั้งหมด โดยทั่วไปได้แก่:

• ใยแก้วนำแสงส่วนกลาง ซึ่งทำหน้าที่ส่งสัญญาณข้อมูล
• หลอดบัฟเฟอร์ ที่ให้การกันกระแทกและการปกป้องเส้นใย
• สมาชิกที่แข็งแกร่ง มักทำจากเส้นด้ายอะรามิด (เช่น เคฟลาร์) ซึ่งทำให้สายเคเบิลมีความต้านทานแรงดึงและสามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองได้ตลอดช่วงความยาว
• แจ็คเก็ตตัวนอก ซึ่งมักทำจากโพลีเอทิลีนที่ทนต่อรังสียูวีหรือวัสดุที่คล้ายกัน ซึ่งป้องกันความชื้น การเสียดสี และแสงแดด

การออกแบบ “อิเล็กทริกทั้งหมด” ช่วยให้สาย ADSS มีน้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน และปราศจากการนำไฟฟ้า ซึ่งทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการติดตั้งทางอากาศใกล้กับสายไฟ

2. ปัจจัยความเครียดจากสิ่งแวดล้อม: ปริมาณลมและน้ำแข็ง

ในการติดตั้งทางอากาศกลางแจ้ง ความเครียดทางกลที่รุนแรงที่สุดสองประการที่สายเคเบิลต้องเผชิญคือ แรงดันลม และ การสะสมน้ำแข็ง .

• สภาพลมแรง: เมื่อลมแรงพัดผ่านช่วงสายเคเบิล จะทำให้เกิดแรงด้านข้างที่ทำให้สายเคเบิลแกว่ง สั่นสะเทือน หรือแกว่งไปมา เมื่อเวลาผ่านไป การเคลื่อนไหวนี้สามารถกระตุ้นให้เกิดความล้าในสายเคเบิลหรือฮาร์ดแวร์ที่รองรับได้
• เงื่อนไขการโหลดน้ำแข็ง: ในสภาพอากาศหนาวเย็น ฝนที่เย็นจัดหรือมีความชื้นสูงอาจทำให้เกิดการก่อตัวของน้ำแข็งบนพื้นผิวของสายเคเบิลได้ น้ำหนักของน้ำแข็งจะเพิ่มภาระบนสายเคเบิลและส่วนรองรับอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจนำไปสู่การหย่อนคล้อย ความเครียดทางกล หรือแม้แต่การแตกหักของสายเคเบิลหากไม่ได้พิจารณาอย่างเหมาะสม

ผลกระทบที่รวมกันของลมและน้ำแข็งสามารถขยายระดับความเครียดได้ เนื่องจากลมใช้แรงแบบไดนามิกในขณะที่น้ำแข็งเพิ่มภาระคงที่ ดังนั้นความสามารถของสายเคเบิล ADSS ที่จะทนต่อสภาวะรวมเหล่านี้จึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำงานที่ประสบความสำเร็จในระยะยาว

3. ปัจจัยการออกแบบที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของสายเคเบิล ADSS

ก. การออกแบบความต้านทานแรงดึงและช่วง

ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการหนึ่งของสายเคเบิล ADSS คืออัตราส่วนความต้านทานแรงดึงต่อน้ำหนักที่สูง ซึ่งทำได้โดยการใช้เส้นด้ายอะรามิด เส้นใยสังเคราะห์เหล่านี้กระจายแรงกดเชิงกลอย่างสม่ำเสมอตลอดสายเคเบิล และช่วยให้ยังคงความเสถียรแม้ภายใต้ภาระน้ำแข็งที่มีน้ำหนักมาก
โดยทั่วไปวิศวกรจะคำนวณความยาวช่วงสูงสุดที่อนุญาตโดยพิจารณาจากสภาพลมและน้ำแข็งที่คาดไว้ของภูมิภาค มักแนะนำให้ใช้ช่วงที่สั้นกว่าในภูมิภาคที่มีไอซิ่งหนักเพื่อลดความตึงเครียดและความเสี่ยงต่อความล้มเหลวทางกล

ข. เส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิลและพื้นผิวสำเร็จ

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความเรียบของพื้นผิวสายเคเบิลส่งผลโดยตรงต่อปริมาณน้ำแข็งที่สะสมและลมที่กระทำต่อน้ำแข็ง สายเคเบิลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าจะให้พื้นที่ผิวน้อยกว่าสำหรับการลากลมและการสะสมตัวของน้ำแข็ง ผู้ผลิตบางรายก็ใช้เช่นกัน การเคลือบแรงเสียดทานต่ำหรือไม่ชอบน้ำ ที่ลดการเกาะตัวของน้ำแข็ง ช่วยลดน้ำหนักส่วนเกินในช่วงฤดูหนาว

ค. ความยืดหยุ่นของวัสดุและองค์ประกอบของแจ็คเก็ต

ปลอกด้านนอกของสาย ADSS ได้รับการออกแบบมาเพื่อต้านทานการแตกร้าวและการเสียดสีภายใต้อุณหภูมิที่ผันผวน ในบริเวณที่มีลมแรง เสื้อแจ็คเก็ตจะต้องป้องกันการสึกหรอที่เกิดจากการสั่นสะเทือนหรือการสัมผัสกับโครงสร้างรองรับด้วย ความเสถียรของรังสียูวีมีความสำคัญไม่แพ้กัน เนื่องจากการสัมผัสกับแสงแดดเป็นเวลานานอาจทำให้วัสดุอ่อนตัวลง และเพิ่มความเสี่ยงต่อความเสียหายระหว่างสภาวะที่มีความเครียดสูง

4. การสั่นสะเทือนและผลกระทบจากลมใต้ลม

หนึ่งในความท้าทายเล็กๆ น้อยๆ แต่สำคัญที่สายเคเบิล ADSS ต้องเผชิญในสภาพแวดล้อมที่มีลมแรงคือ การสั่นสะเทือนของเอโอเลียน —ปรากฏการณ์ที่เกิดจากลมความเร็วต่ำคงที่ (โดยทั่วไปคือ 3–25 ไมล์ต่อชั่วโมง) ลมเหล่านี้สามารถสร้างการสั่นเล็กๆ ซ้ำๆ ในสายเคเบิล ทำให้เกิดความเสียหายจากความเมื่อยล้าในระยะยาวทั้งสายเคเบิลและข้อต่อ

เพื่อลดผลกระทบนี้ แดมเปอร์สั่นสะเทือน หรือ อุปกรณ์ควบคุมการสั่นสะเทือนแบบเกลียว มักติดตั้งไว้ใกล้จุดยึด การดึงที่เหมาะสมระหว่างการติดตั้งยังมีบทบาทสำคัญในการลดความกว้างของการสั่นสะเทือนและป้องกันการสึกหรอก่อนเวลาอันควร ในบริเวณที่มีลมแรงเป็นพิเศษ การป้องกันสองชั้นหรือการออกแบบแคลมป์แบบพิเศษจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพได้

5. ประสิทธิภาพภายใต้สภาวะโหลดน้ำแข็ง

เมื่อน้ำแข็งเริ่มสะสมบนสายเคเบิล ADSS การเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้น:

• ที่ น้ำหนัก ของสายเคเบิลเพิ่มขึ้นอย่างมาก
• ที่ โหลดแรงดึง เมื่อจุดยึดเพิ่มขึ้น
• ที่ ลดลง ในสายเคเบิลเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงระยะห่างและทำให้เกิดความเค้นดัดเพิ่มเติมได้

สายเคเบิล ADSS สมัยใหม่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อรองรับสถานการณ์เหล่านี้ผ่านความแข็งแกร่งทางกลและความยืดหยุ่นที่เหมาะสมที่สุด การเสริมเส้นด้ายอะรามิดช่วยให้มั่นใจได้ว่าแม้จะมีน้ำหนักน้ำแข็งเพิ่มขึ้น ใยแก้วนำแสงยังคงได้รับการปกป้องอย่างดี และยังคงส่งสัญญาณต่อไปโดยไม่มีการลดทอน

ในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัด วัสดุแจ็คเก็ตทนความเย็น —มักทำจากโพลีเอทิลีนอุณหภูมิต่ำ—ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันการเปราะและการแตกร้าว การใช้งานของ รูปทรงของสายเคเบิลที่เหมาะสม และ ฮาร์ดแวร์สนับสนุน ออกแบบมาสำหรับบริเวณที่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำแข็ง ช่วยรักษาเสถียรภาพแม้ภายใต้สภาวะน้ำแข็งที่รุนแรง

6. วิธีปฏิบัติในการติดตั้งเพื่อประสิทธิภาพในสภาพอากาศเลวร้าย

แม้แต่สาย ADSS ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีก็สามารถทำงานได้ไม่ดีหากติดตั้งไม่ถูกต้อง แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งมีผลกระทบโดยตรงต่อวิธีที่สายเคเบิลตอบสนองต่อภาระทางสิ่งแวดล้อม ข้อควรพิจารณาที่สำคัญบางประการ ได้แก่:

• การตึงที่ถูกต้อง: การตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายเคเบิลไม่แน่นเกินไปหรือหย่อนเกินไป จะช่วยรักษาสมดุลประสิทธิภาพระหว่างเหตุการณ์ลมและน้ำแข็ง
• ความยาวช่วงที่เหมาะสม: แนะนำให้ใช้ช่วงที่สั้นกว่าและการรองรับระดับกลางในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง
• การเลือกฮาร์ดแวร์: การใช้แคลมป์ ส่วนรองรับ และตัวหน่วงการสั่นสะเทือนที่ทนต่อสภาพอากาศช่วยยืดอายุการใช้งาน
• การวางแผนการกวาดล้าง: การดูแลให้มีระยะห่างเพียงพอจากสายไฟและโครงสร้างอื่นๆ จะช่วยป้องกันการสัมผัสหรือการเสียดสีระหว่างการเคลื่อนย้ายสายเคเบิล

การตรวจสอบตามปกติหลังจากสภาพอากาศเลวร้ายยังเป็นสิ่งจำเป็นในการตรวจจับความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะนำไปสู่การหยุดชะงักของบริการ

7. การทดสอบและมาตรฐานความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม

สายเคเบิล ADSS ได้รับการทดสอบภายใต้สภาวะมาตรฐานเพื่อจำลองภาระด้านสิ่งแวดล้อมในโลกแห่งความเป็นจริง มาตรฐานอุตสาหกรรม เช่น ไออีซี 60794 และ อีอีอี 1222 ระบุข้อกำหนดทางกล สิ่งแวดล้อม และไฟฟ้าสำหรับสายเคเบิลเหล่านี้
การทดสอบอาจรวมถึง:

• การทดสอบแรงดึงภายใต้น้ำหนักน้ำแข็งจำลอง
• การทดสอบอุโมงค์ลมเพื่อดูพฤติกรรมแอโรไดนามิก
• การหมุนเวียนตามอุณหภูมิเพื่อประเมินประสิทธิภาพของเสื้อแจ็คเก็ต
• การประเมินความต้านทานรังสียูวีและความชื้น

การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสายเคเบิล ADSS สามารถทนทานต่อสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่มีความต้องการมานานหลายทศวรรษ

8. การใช้งานจริงและความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

การใช้สายเคเบิลรองรับตัวเองแบบอิเล็กทริกทั้งหมดในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศรุนแรงได้พิสูจน์ถึงความยืดหยุ่นแล้ว ในประเทศทางตอนเหนือที่มีหิมะตกหนัก สายเคเบิล ADSS จะรักษาการเชื่อมต่อแม้จะมีน้ำแข็งสะสมอยู่ เนื่องจากมีโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแกร่ง ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลและภูเขา องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะจะป้องกันการกัดกร่อนและลดความเสียหายจากเศษเกลือหรือเศษที่เกิดจากลม

ผู้ให้บริการสาธารณูปโภคและโทรคมนาคมมักเลือกใช้สายเคเบิล ADSS ระบบสื่อสารสายไฟ ซึ่งมีทั้งลมแรงและน้ำแข็งเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ความสามารถในการรักษาประสิทธิภาพด้านการมองเห็นที่สม่ำเสมอ แม้ภายใต้ความเครียดทางกล ทำให้เป็นโซลูชันที่เชื่อถือได้สำหรับการติดตั้งทางอากาศ

9. การบำรุงรักษาเชิงป้องกันและประสิทธิภาพระยะยาว

แม้ว่าสาย ADSS ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด แต่มาตรการป้องกันสามารถยืดอายุการใช้งานได้:

• การตรวจสอบด้วยสายตาเป็นประจำหลังเกิดพายุ
• การตรวจสอบค่าความย้อยและแรงดึง
• การตรวจสอบสัญญาณการสึกหรอของเสื้อแจ็คเก็ตหรือการสัมผัสเส้นด้ายอะรามิด
• การเปลี่ยนแดมเปอร์สั่นสะเทือนหรือฮาร์ดแวร์ระบบกันสะเทือนที่สึกหรอ

หากได้รับการดูแลอย่างเหมาะสม สายเคเบิล ADSS จะสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ 25 ถึง 30 ปี แม้ในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อลมและน้ำแข็ง

บทสรุป

สายเคเบิลรองรับตัวเองแบบอิเล็กทริกทั้งหมดได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ท้าทายที่สุดที่พบในการติดตั้งเครือข่ายใยแก้วนำแสง การผสมผสานระหว่างโครงสร้างน้ำหนักเบา ความต้านทานแรงดึงสูง และวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า ช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะลมแรงและภาระน้ำแข็ง

แม้ว่าความเครียดจากสิ่งแวดล้อมจะไม่มีวันหมดไปโดยสิ้นเชิง แต่การเลือกการออกแบบสายเคเบิลอย่างระมัดระวัง เทคนิคการติดตั้งที่แม่นยำ และการยึดมั่นในแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษาสามารถรับประกันประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในระยะยาว ไม่ว่าจะใช้งานในทุ่งโล่ง สันเขา หรือทางเดินไฟฟ้าชายฝั่ง สายเคเบิล ADSS ยังคงพิสูจน์ว่าวิศวกรรมที่แข็งแกร่งและการออกแบบที่พิถีพิถันทำให้สามารถบรรลุทั้งความแข็งแกร่งและเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง