ADSS สายเคเบิลออปติคอลผ่านขีด จำกัด ด้านสิ่งแวดล้อมอย่างไร

ระบบการสื่อสารของสายส่งแรงดันสูงจำเป็นต้องเผชิญกับภัยคุกคามทางสิ่งแวดล้อมที่สำคัญสามประการ:

ความชื้นสูง: ความชื้นของอากาศในพื้นที่ภูเขาและชายฝั่งคือ> 80% ตลอดทั้งปีและการเจาะโมเลกุลของน้ำทำให้เกิดการสูญเสียการเพิ่มขึ้นของเส้นใยแสง

รังสีอัลตราไวโอเลตที่แข็งแกร่ง: การแผ่รังสีประจำปีในพื้นที่ที่ราบสูงและทะเลทรายคือ> 5,000 mJ/m²ซึ่งเร่งอายุของวัสดุพอลิเมอร์;

ความแตกต่างของอุณหภูมิสูง: เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนเกินกว่า 50 ℃การขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวทำให้เกิดการแตกปลอก

สายเคเบิลออปติคัลโลหะแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะมีความเข้มข้นของความเครียดภายใต้ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงเนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนระหว่างตัวนำโลหะและวัสดุฝักในขณะที่ ADSS สายเคเบิลออพติคอลโดยพื้นฐานหลีกเลี่ยงปัญหานี้ผ่านเทคโนโลยีคอมโพสิตที่ไม่ใช่โลหะ

หลักการออกแบบสหกรณ์ของชั้นกำแพงน้ำและปลอกด้านนอก

1. ชั้นอุปสรรคน้ำ: อุปสรรคป้องกันที่ระดับโมเลกุลด้วยกล้องจุลทรรศน์

การเลือกวัสดุ: ชั้นอุปสรรคน้ำใช้สารตั้งต้นโพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโพลีโพรพีลีน (PP) ที่มีเรซินดูดซับ (SAP) หรือเส้นด้ายที่ปิดกั้นน้ำ อนุภาค SAP บวมเป็น 300 เท่าปริมาตรดั้งเดิมของพวกเขาเมื่อสัมผัสกับน้ำก่อตัวเป็นอุปสรรคคล้ายเจลเพื่อป้องกันการเจาะน้ำตามยาว
การออกแบบโครงสร้าง: ความหนาของชั้นปิดกั้นน้ำคือ≥0.5มม. และชั้นบัฟเฟอร์ "รังผึ้ง" ถูกตั้งค่าระหว่างมัดไฟเบอร์เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำจะถูกดูดซึมอย่างรวดเร็วเมื่อมันแพร่กระจายเรดิ
กลไกการทำงานร่วมกัน: โครงสร้างที่หนาแน่นของฝักด้านนอกและลักษณะการขยายตัวของชั้นปิดกั้นน้ำเป็นผลกระทบ "การล็อคน้ำสองครั้ง" ตัวอย่างเช่นเมื่อปลอกด้านนอกมี microcracks เนื่องจากความเสียหายทางกลเลเยอร์การปิดกั้นน้ำสามารถแทนที่ฟังก์ชั่นกันน้ำชั่วคราวเพื่อซื้อเวลาสำหรับการซ่อมแซมฉุกเฉิน

2. ฝักด้านนอก: ผู้พิทักษ์คุณสมบัติเชิงกล macroscopic
นวัตกรรมวัสดุ:
โพลีเอทิลีนติดตามไฟฟ้า (AT/PE): อะลูมินา (Al₂o₃) อนุภาคนาโนได้รับการแนะนำผ่านเทคโนโลยีการผสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการติดตามไฟฟ้าต่อต้านไฟฟ้า ความต้านทานพื้นผิวของมันมากกว่า10⁴Ω· cm ซึ่งยับยั้งการปล่อยโคโรนาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
polyolefin elastomer (POE): กระบวนการ Vulcanization แบบไดนามิกใช้ในการสร้างโครงสร้างเครือข่าย interpenetrating ระหว่างโพลีเอทิลีนและยางเอทิลีนโพรพิลีน (EPR) โดยมีการยืดตัวที่แตกมากกว่า 400%และความยืดหยุ่นจะอยู่ที่อุณหภูมิต่ำ -40 ° C
การเพิ่มประสิทธิภาพเชิงโครงสร้าง: ฝักด้านนอกใช้กระบวนการ "สองชั้นร่วมกัน" โดยชั้นด้านในเป็นชั้นที่ทนต่อสภาพอากาศและชั้นนอกเป็นชั้นทนต่อการสึกหรอ การเคลือบ0.2μm nano-silicon dioxide (SIO₂) จะถูกเพิ่มเข้าไปในพื้นผิวของชั้นทนต่อการสึกหรอเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเป็น 0.15 และลดการสึกหรอด้วยแคลมป์ลวด
ความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม: ปลอกด้านนอกจะต้องผ่าน "การทดสอบความชราของสภาพภูมิอากาศประดิษฐ์" ในมาตรฐาน IEC 60794-1-2 รวมถึง 1,000 ชั่วโมงของการแผ่รังสีซีนอน (จำลองอายุ 10 ปีของอายุธรรมชาติ) 12 รอบของวัฏจักรร้อนและเย็น (-40 ℃→ 70 ℃) และการทดสอบอื่น ๆ

การบูรณาการอย่างลึกซึ้งของวิทยาศาสตร์วัสดุและกลศาสตร์โครงสร้าง
1. วิศวกรรมส่วนโมเลกุล: โซ่ป้องกันจากไมโครถึงมาโคร
กลไกต่อต้าน Ultraviolet: ตัวปรับสภาพแสง benzotriazole (เช่น Tinuvin 770) ที่เพิ่มเข้าไปในวัสดุฝักด้านนอกสามารถดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต 300-400Nm และแปลงเป็นพลังงานความร้อนที่ไม่เป็นอันตราย วงแหวนเบนซีนและวงแหวน triazole ในโครงสร้างโมเลกุลของมันเป็น "กับดักอิเล็กตรอน" เพื่อจับอนุมูลอิสระและการสลายตัวของพอลิเมอร์ชะลอ
ความชื้นและความร้อน: ส่วนโมเลกุลโพลีโพรพีลีน (PP) ในชั้นการปิดกั้นน้ำช่วยเพิ่มความเสถียรผ่านกลไกคู่ของ "การเชื่อมโยงข้ามผลึก" โครงสร้างการเชื่อมโยงข้ามจะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้ว (TG) ของวัสดุและพื้นที่การตกผลึกก่อตัวเป็นอุปสรรคทางกายภาพเพื่อป้องกันโมเลกุลของน้ำจากการเจาะ

2. การเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความเครียด: ข้อดีทางกลของโครงสร้างคอมโพสิตที่ไม่ใช่โลหะ
Interlayer Shear Strength: อินเทอร์เฟซระหว่างชั้นการปิดกั้นน้ำและปลอกด้านนอกใช้ "การออกแบบการเปลี่ยนแปลงการไล่ระดับสี" และการยึดเกาะของอินเทอร์เฟซได้รับการปรับปรุงโดยการเพิ่ม compatibilizer (เช่น maleic anhydride polyethylene) เพื่อให้แน่ใจ
การจับคู่การขยายตัวทางความร้อน: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของการเสริมแรงเส้นด้ายอะรามิด (2.5 ×10⁻⁵/℃) อยู่ใกล้กับปลอกด้านนอก (1.8 ×10⁻⁴/℃) หลีกเลี่ยงการปอกเปลือก interlayer ที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ
การทำนายชีวิตที่เหนื่อยล้า: ขึ้นอยู่กับทฤษฎีกลไกการแตกหักอายุการใช้งานของความเหนื่อยล้าของ ADSS สายเคเบิลออปติคัล สามารถประเมินได้โดยสูตรปารีส (DA/DN = C (ΔK) ⁿ) อัตราการเติบโตของรอยแตก (DA/DN) ของโครงสร้างคอมโพสิตที่ไม่ใช่โลหะเป็นลำดับหนึ่งของขนาดที่ต่ำกว่าสายเคเบิลออปติคัลโลหะ

มาตรฐานทางเทคนิคและการควบคุมคุณภาพ
1. ระบบมาตรฐานสากล
IEC 60794-1-2: กำหนดการจำแนกประเภทการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมของสายเคเบิลออปติคัล ADSS สายเคเบิลออปติคอลต้องผ่าน "" คลาส A "" (-40 ℃ถึง 70 ℃) และ "" คลาส B "" (-55 ℃ถึง 85 ℃)

IEEE 1222: ระบุข้อกำหนดการติดตั้งของสายเคเบิลออปติคัลในสภาพแวดล้อมพลังงานซึ่งต้องการศักยภาพของจุดแขวนของสายเคเบิลออปติคอล ADSS น้อยกว่า 25 kV (ปลอกคลาส B)

NEMA TC-7: มาตรฐานอเมริกันโดยเน้นความต้านทาน UV ของสายเคเบิลออปติคัลซึ่งต้องใช้การส่งผ่านที่ความยาวคลื่น 340 นาโนเมตรน้อยกว่า 5%

2. กระบวนการควบคุมคุณภาพ
การทดสอบวัตถุดิบ: การวิเคราะห์ฟูริเยร์แปลงอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี (FTIR) ของวัสดุเช่น AT/PE และ POE เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งสกปรก การทดสอบอัตราการดูดซับน้ำของ SAP ซึ่งต้องใช้อัตราการดูดซับน้ำ> 90% ภายใน 10 นาที

การตรวจสอบกระบวนการ: ใช้มาตรวัดความหนาออนไลน์เพื่อตรวจสอบความหนาของปลอกด้านนอกแบบเรียลไทม์โดยมีการเบี่ยงเบน≤± 0.05 มม. ใช้เครื่องทดสอบแรงดึงเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงของพันธะ interlayer
การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป: สายเคเบิลออปติคัลแต่ละชุดจะต้องผ่าน "การทดสอบการแช่น้ำ" (24 ชั่วโมง), "การทดสอบวัฏจักรร้อนและเย็น" (12 รอบ) และ "การทดสอบอายุอัลตราไวโอเลต" (1,000 ชั่วโมง) .