สายเคเบิลออปติคัล (ADS) ที่รองรับตัวเองทั้งหมดได้รับการตอบสนองต่อความท้าทายในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้อย่างไร

เนื่องจากโครงสร้างที่ไม่ใช่โลหะที่ไม่ซ้ำกันและการออกแบบที่สนับสนุนตนเอง สายเคเบิลออปติคัลที่รองรับตัวเองทั้งหมด (ADS) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายการสื่อสารพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการติดตั้งในทางเดินสายส่งแรงดันสูง อย่างไรก็ตามสภาพแวดล้อมการวางทางอากาศทำให้เกิดการทดสอบอย่างรุนแรงต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาวของสายเคเบิลออปติคัลรวมถึงรังสีอัลตราไวโอเลตความแตกต่างของอุณหภูมิที่รุนแรงการสั่นสะเทือนของลมแรงดันน้ำแข็งและหิมะและการรบกวนของสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง การออกแบบการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมของสายเคเบิลออปติคัล ADSS นั้นมีศูนย์กลางอยู่ที่ความท้าทายเหล่านี้และผ่านการประยุกต์ใช้การเลือกวัสดุที่ครอบคลุมการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างและกลยุทธ์การป้องกันทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่มั่นคงภายใต้สภาพการทำงานที่ซับซ้อน

ในสภาพแวดล้อมทางอากาศรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่นำไปสู่การชราของปลอกสายเคเบิลออปติคัล การได้รับแสงแดดในระยะยาวสามารถทำให้เกิดการแตกของโซ่โมเลกุลในวัสดุโพลีเอทิลีน (PE) ธรรมดาส่งผลให้ปลอกที่เปราะและแตกซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลและการปิดผนึกสายเคเบิลออปติคัล ปลอกด้านนอกของสายเคเบิลออพติคอล ADSS มักจะใช้โพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง (HDPE) หรือโพลีเอทิลีนที่ทนต่อการติดตาม (AT-PE) และคาร์บอนแบล็กหรือตัวป้องกันการต่อต้าน UV อื่น ๆ จะถูกเพิ่มเข้าไปในวัสดุเพื่อดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต กลไกการป้องกันนี้ช่วยให้สายเคเบิลออปติคัลสามารถรักษาความยืดหยุ่นและความต้านทานต่อแรงกระแทกหลังจากการทำงานกลางแจ้งในระยะยาวหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของการสูญเสียการสูญเสียของเส้นใยออพติคอลที่เกิดจากการสลายตัวของฝัก

นอกเหนือจากรังสีอัลตราไวโอเลตการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงยังเป็นสิ่งที่ท้าทายต่อความเสถียรของโครงสร้างของสายเคเบิลออปติคัล ในพื้นที่ที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดใหญ่ระหว่างสภาพอากาศทั้งกลางวันและกลางคืนหรือตามฤดูกาลที่รุนแรงวัสดุสายเคเบิลออปติคัลจะได้รับการขยายตัวทางความร้อนซ้ำ ๆ และการหดตัว หากได้รับการออกแบบอย่างไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดความเครียดที่เหลืออยู่ในเส้นใยออปติคอลและนำไปสู่การเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพการส่งผ่าน ADSS สายเคเบิลออปติคัลเผชิญปัญหานี้โดยการปรับการออกแบบความยาวส่วนเกินให้เหมาะสม โครงสร้างการบิดชั้นแบบท่อหลวมช่วยให้ใยแก้วนำแสงสามารถรักษาความยาวส่วนเกินปานกลางไว้ในฝักเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นใยออพติคอลไม่ได้รับผลกระทบจากความเครียดภายนอกภายในช่วงอุณหภูมิกว้าง -40 ℃ถึง 70 ℃ ในเวลาเดียวกันเส้นด้ายอะรามิดซึ่งเป็นองค์ประกอบแรงดึงมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมากซึ่งช่วยให้สายเคเบิลออปติคัลสามารถรักษาคุณสมบัติเชิงกลที่มีเสถียรภาพเมื่ออุณหภูมิผันผวนหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวของวัสดุและการหดตัว

การสั่นสะเทือนของลมและน้ำแข็งและหิมะเป็นอีกประเภทหนึ่งของความเครียดเชิงกลแบบไดนามิกที่ต้องเผชิญกับสายเคเบิลแสงเหนือศีรษะ ในสภาพแวดล้อมที่มีลมแรงสายเคเบิลออพติคอลจะสร้างการสั่นสะเทือนความถี่สูงและผลกระทบระยะยาวอาจทำให้เกิดความเหนื่อยล้าของโครงสร้างและแม้กระทั่งการแตกของเส้นใย ADSS สายเคเบิลออปติคัลใช้เส้นด้ายอารามิดที่มีความแข็งแรงสูงเป็นกำลังเสริมและความต้านทานแรงดึงและความเหนื่อยล้าที่ยอดเยี่ยมสามารถต้านทานผลกระทบของการสั่นสะเทือนของลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลักษณะที่มีน้ำหนักเบาของเส้นด้ายอะรามิดยังช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของสายเคเบิลออปติคัลลดความกว้างของการแกว่งภายใต้แรงลมและลดผลกระทบของการสั่นสะเทือนของลมต่อหอคอยและตัวสายเคเบิลออปติคัล ในพื้นที่ที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งและหิมะวัสดุฝักของสายเคเบิลออพติคอล ADSS ต้องมีความต้านทานแรงอัดที่เพียงพอเพื่อป้องกันการเสียรูปในท้องถิ่นที่เกิดจากการสะสมน้ำแข็ง การออกแบบโครงสร้างของมันมักจะใช้รูปตัดขวางแบบวงกลมเพื่อลดการยึดเกาะของน้ำแข็งและหิมะและความยืดหยุ่นของฝักช่วยให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพการส่งผ่านของเส้นใยออพติคอลสามารถรักษาได้ภายใต้พื้นที่ครอบคลุมน้ำแข็ง

สภาพแวดล้อมสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งของทางเดินสายส่งส่งต่อข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ไม่ซ้ำกันสำหรับสายเคเบิลออปติคัล ADSS เนื่องจากสายเคเบิลออปติคัลมักจะติดตั้งบนหอคอยเดียวกับตัวนำแรงดันสูงการปล่อยท้องถิ่นอาจเกิดขึ้นบนพื้นผิวเนื่องจากการเหนี่ยวนำสนามไฟฟ้า ผลกระทบระยะยาวจะทำให้เกิดการกัดกร่อนทางไฟฟ้าและการเจาะฝักของฝักโดยคุกคามอายุการใช้งานของสายเคเบิลออปติคัล ด้วยเหตุนี้ปลอกด้านนอกของสายเคเบิลออปติคัล ADSS ใช้วัสดุต่อต้านการติดตามสูตรพิเศษและลดความแรงของสนามไฟฟ้าพื้นผิวโดยการเพิ่มประสิทธิภาพความหนาและคุณสมบัติอิเล็กทริก นอกจากนี้พื้นผิวของฝักสามารถรักษาด้วยน้ำเพื่อลดการสะสมของสิ่งสกปรกและความชื้นหลีกเลี่ยงการก่อตัวของช่องทางนำไฟฟ้าและยับยั้งการปล่อยโคโรนาและการกัดเซาะส่วนโค้ง การออกแบบนี้ช่วยให้สายเคเบิลออปติคัล ADSS ยังคงมีความเสถียรเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง 110kV หรือแม้กระทั่ง 500kV และฉนวนที่เชื่อถือได้สามารถทำได้โดยไม่ต้องพึ่งพาชั้นป้องกันโลหะ

ความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมของสายเคเบิลออปติคัล ADSS ไม่เพียง แต่สะท้อนให้เห็นถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของประสิทธิภาพเดียว แต่ยังอยู่ในสมดุลของการออกแบบโดยรวมอย่างเป็นระบบ ตัวอย่างเช่นการต้านทานรังสียูวีของฝักจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาร่วมกับคุณสมบัติต่อต้านการติดตามเพื่อหลีกเลี่ยงสารเติมแต่งที่มีผลต่อความเสถียรทางไฟฟ้าของวัสดุ ความต้านทานแรงดึงของเส้นด้ายอะรามิดจำเป็นต้องจับคู่ประสิทธิภาพการดัดของสายเคเบิลออปติคัลเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแตกภายใต้สภาพลมที่แข็งแรงและการก่อสร้างและการวางจะไม่ได้รับผลกระทบจากความแข็งแกร่งที่มากเกินไป แนวคิดการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันแบบหลายปัจจัยนี้ช่วยให้สายเคเบิลออปติคัล ADSS สามารถดำเนินการบำรุงรักษาระยะยาวได้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับเครือข่ายการสื่อสารพลังงาน

ในอนาคตเนื่องจากข้อกำหนดของระบบพลังงานสำหรับความน่าเชื่อถือในการสื่อสารยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การแนะนำวัสดุคอมโพสิตใหม่และเทคโนโลยีการตรวจสอบอัจฉริยะอาจเป็นทางออกที่ดีกว่าสำหรับความเสถียรในระยะยาวของสายเคเบิลออพติคอลในสภาพอากาศที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง อย่างไรก็ตามไม่ว่าจะพัฒนาอย่างไรตรรกะการออกแบบหลักจะไม่เปลี่ยนแปลง: นั่นคือบนพื้นฐานของสถาปัตยกรรมทั้งหมดของสื่อผ่านการรวมเข้าด้วยกันอย่างลึกซึ้งของวิทยาศาสตร์วัสดุและกลไกเชิงโครงสร้าง