Jak se vše dielektrické sebepodporající antény optického kabelu (ADSS) vyrovná s dlouhodobými výzvami stability ve složitých prostředích?

Díky své jedinečné nekovové struktuře a samostatnému designu, All-dielektrický samoodnoptující letecký optický kabel (ADSS) je široce používán v energetických komunikačních sítích, zejména vhodný pro instalaci v koridorech s vysokým napětím přenosového vedení. Prostředí antény však představuje vážný test na dlouhodobou spolehlivost optických kabelů, včetně ultrafialového záření, extrémních teplotních rozdílů, dynamických vibrací větru, ledu a sněhového zatížení a silného zasahování do elektrického pole. Konstrukce environmentální přizpůsobivosti optického kabelu ADS je soustředěna kolem těchto výzev a prostřednictvím komplexního použití výběru materiálu, strukturální optimalizace a ochrany zajišťuje jeho stabilní provoz za složitých pracovních podmínek.

V leteckém prostředí je ultrafialové (UV) záření jedním z hlavních faktorů, které vedou ke stárnutí optických kabelových plášťů. Dlouhodobá expozice přímému slunečnímu světlu může snadno způsobit zlomení molekulárního řetězce v běžných materiálech polyethylenu (PE), což má za následek křehké a prasklé pochvy, což zase ovlivňuje mechanické vlastnosti a utěsnění optických kabelů. Vnější plášť optického kabelu ADSS obvykle přijímá polyethylen (HDPE) s vysokou hustotou nebo sledovacím polyethylenem (AT-PE) a do materiálu se přidávají do materiálu, aby efektivně absorbovaly a rozptýlily ultraviotické paprsky a zpozdily proces oxidace fotoe. Tento ochranný mechanismus umožňuje optickému kabelu udržovat flexibilitu a odolnost proti nárazu po dlouhodobém provozu venkovního provozu a zabránit zvýšení ztráty mikrobicí optických vláken způsobené degradací pláště.

Kromě ultrafialových paprsků představují drastické změny teploty také výzvu pro strukturální stabilitu optických kabelů. V oblastech s velkými teplotními rozdíly mezi dnem a nocí nebo extrémním sezónním podnebím zažijí optické kabelové materiály opakované tepelné roztažení a kontrakci. Pokud je nesprávně navržen, může způsobit zbytkové napětí v optickém vláknu a dokonce vést ke zhoršení přenosového výkonu. Optický kabel ADS se s tímto problémem vyrovná optimalizací designu nadměrné délky. Jeho kroucení vrstvy s volnou trubicí umožňuje optickému vláknu udržovat mírnou nadměrnou délku v poselu a zajistit, aby optické vlákno nebylo ovlivněno vnějším napětím v širokém teplotním rozmezí -40 až 70 ℃. Současně má příze Aramid, jako tahový prvek, extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti, který umožňuje optickému kabelu udržovat stabilní mechanické vlastnosti, když teplota kolísá, což zabrání koncentraci napětí způsobené rozšiřováním materiálu a kontrakcí.

Vibrace větru a ledové a sněhové zatížení jsou dalším typem dynamického mechanického napětí, kterému čelí horní optické kabely. V silném větrném prostředí budou optické kabely produkovat vysokofrekvenční vibrace a dlouhodobé účinky mohou způsobit strukturální únavu a dokonce i zlomení vláken. Optické kabely ADS používají jako výztuž a jejich vynikající odolnost proti tahu a únavě mohou účinně odolat dopadu vibrací větru s vysokou specifickou pevností. Lehké charakteristiky příze aramidové příze také snižují celkovou hmotnost optického kabelu, snižují jeho houpací amplitudu pod větrnou silou a snižují tak dopad vibrací větru na věž a tělo optického kabelu. V oblastech pokrytých ledem a sněhem musí mít materiál pláště optických kabelů ADS dostatečnou kompresní odpor, aby se zabránilo lokální deformaci způsobené akumulací ledu. Jeho strukturální design obvykle přijímá kruhový průřez ke snížení adheze ledu a sněhu a flexibilita pláště zajišťuje, že přenosový výkon optického vlákna může být udržován pod ledovým pokrytím.

Silné prostředí elektrického pole koridoru přenosové linky předkládá jedinečné požadavky na elektrický výkon pro optické kabely ADS. Protože optické kabely jsou obvykle instalovány na stejné věži jako vysokopěťové vodiče, může na jejich povrchu nastat místní výboj v důsledku indukce elektrického pole. Dlouhodobé účinky způsobí elektrickou korozi a perforaci pochvy a ohrožují životnost optického kabelu. Za tímto účelem vnější plášť optického kabelu ADSS používá speciálně formulovaný materiál proti sledování a snižuje sílu povrchového elektrického pole optimalizací tloušťky a dielektrických vlastností. Kromě toho může být povrch pouzdra ošetřen hydrofobitou, aby se snížila akumulaci nečistot a vlhkosti, zabránilo tvorbě vodivých kanálů, a tak inhibuje výtok korony a oblouk. Tento design umožňuje optickému kabelu ADSS zůstat stabilní po dlouhou dobu v silném elektrickém polním prostředí 110 kV nebo dokonce 500 kV a spolehlivé izolace lze dosáhnout, aniž by se spoléhala na kovovou stínící vrstvu.

Environmentální přizpůsobitelnost optického kabelu ADS se odráží pouze při optimalizaci jediného výkonu, ale také v systematické rovnováze celkového designu. Například UVS odolnost pochvy je třeba vzít v úvahu ve spojení s anti-sledovacími vlastnostmi, aby se zabránilo aditivům ovlivňujícím elektrickou stabilitu materiálu; Pevnost v tahu aramidové příze musí odpovídat ohybovému výkonu optického kabelu, aby se zajistilo, že není snadné se zlomit za silných větrných podmínek a konstrukce a pokládání nejsou ovlivněny nadměrnou rigiditou. Tento koncepce návrhu optimalizace pro vícefaktorovou spolupráci umožňuje optickému kabelu ADS dosáhnout dlouhodobého provozu bez údržby ve složitých prostředích a stát se klíčovou infrastrukturou pro sítě komunikace.

V budoucnu, jak se požadavky energetického systému na spolehlivost komunikace nadále zvyšují, se bude návrh environmentální přizpůsobivosti optických kabelů ADS nadále vyvíjet. Zavedení nových kompozitních materiálů a technologie inteligentní monitorování může poskytnout lepší řešení pro dlouhodobou stabilitu optických kabelů v extrémním podnebí a silném elektromagnetickém prostředí. Bez ohledu na to, jak se vyvíjí, se její hlavní návrhová logika nezmění: to je na základě all-mediální architektury prostřednictvím hluboké integrace materiálové vědy a strukturální mechaniky, optický kabel vždy udržuje vynikající mechanický a přenosový výkon ve složitých prostředích.