Heldielektrisk självbärande kabel

All-dielektrisk självbärande (ADSS) kabel är en typ av optisk fiberkabel som är stark nog att stödja sig själv mellan strukturer utan att använda ledande metallelement. Den används av elbolag som kommunikationsmedium, installerad längs befintliga luftledningar och delar ofta samma stödstrukturer som de elektriska ledarna.

ADSS är ett alternativ till OPGW och OPAC med lägre installationskostnad. Kablarna är designade för att vara tillräckligt starka för att tillåta längder på upp till 700 meter att installeras mellan stödtorn. ADSS-kabel är designad för att vara lätt och liten i diameter för att minska belastningen på tornkonstruktioner på grund av kabelvikt, vind och is.

I designen av kabeln stöds de interna optiska glasfibrerna med liten eller ingen påkänning, för att bibehålla låga optiska förluster under hela kabelns livslängd. Kabeln är mantlad för att förhindra att fukt bryter ned fibrerna. Jackan skyddar också polymerhållfasthetselementen från effekten av solens ultravioletta ljus.

Med singelmodsfibrer och ljusvåglängder på antingen 1310 eller 1550 nanometer är kretsar upp till 100 km långa möjliga utan repeatrar. En enda kabel kan bära så många som 864 fibrer.

Byggdetaljer

Inga metalltrådar används i en ADSS-kabel. Optiska fibrer är antingen uppburna i lösa buffertrör eller arrangerade i en bandkonfiguration. För att förhindra påfrestningar på fibrerna ger de flesta typer fibrerna en överskottslängd jämfört med längden på stödelementet.

För längre spann får den vanligaste designen sin styrka från aramidfibergarn , som är belagda för att förhindra vattentransport. Aramidgarnstyrkan omger en kärna som består av flera buffertrör , som var och en innehåller flera fibrer, alla omger en plastkärna. Det yttre höljet ger skydd mot vatten och solljus. En annan version består av ett stort centralt rör som innehåller flera platta, tunna strukturer som kallas fiberband; dessa består av 6 eller 12 fibrer laminerade mellan skikt av ett tejpliknande material.

En annan typ av design använder fyra glasförstärkta hållfasthetsdelar av plast och lösa buffertrör som kablas in i en enhet och skyddas av en mantel.

Tillbehör och installation

Beslag som används med ADSS-kabel kan vara av spänningstyp, användas i återvändsgränder där kabeln slutar eller ändrar riktning, eller kan vara av upphängningstyp, som bara håller vikten av ett spann med spänningen överförd genom nästa kabelspann. Förstärkningsstänger används i återvändsgränder och kan ibland användas på vardera sidan av ett upphängningsstöd. Vindinducerade eoliska vibrationer kan vara en faktor vid längre spann eftersom ADSS-kablar har låg vikt, relativt hög spänning och liten självdämpning. Antivibrationsdämpare kan installeras på varje span nära stödpunkterna om det behövs. Tillbehör får inte klämmas direkt på kabeln utan istället över armeringsstänger, för att skydda kabeln från elektriska och mekaniska skador. Avslutningslådor används för att omsluta och skydda skarvar mellan ADSS-kabeln och kabeldragningar "inuti anläggningen".

ADSS-kabel kan installeras med strömförande metoder på en spänningssatt transmissionsledning. Fiberkablar stöds i allmänhet på tornets nedre tvärarmar, vilket ger bra spelrum till marken. När fibrerna är installerade i mitten av ett torn är det osannolikt att fiberkabeln träffar strömförande ledare. Lägre vikter och krafter används för installation, jämfört med metallkablar, så lättare utrustning kan användas.

Installationstekniken liknar installation av överliggande ledare, med försiktighet för att förhindra alltför snäv böjning av kabeln och justering av nedhängningen av enskilda spännvidder som för metallkablar.

Applikationsproblem

Kablar måste utformas för de värsta kombinationerna av temperatur, isbelastning och vind. En installerad kabel får inte hänga så lågt att den kan skadas av trafik under ledningen. På långa sträckor där elbolag redan upplever galoppering av ledare orsakad av ihållande kraftig vind, kan dämpare behöva installeras på ADSS-kabel också. Kabelspecifikationerna bör möjliggöra drift vid lägsta förväntade temperatur.

Transmissionsledningar utsätts ibland för skador genom skottlossning, särskilt på landsbygden. Hagelgevärspellets kan ibland skära av fibrer eller skada manteln, vilket släpper in vatten i kabeln. Detta är vanligtvis i områden där ADSS-kablar är lågt spända över kända jaktområden.

Glas under spänning och som utsätts för sura miljöer förlorar styrka; detta gäller både de optiska fibrerna och glasförstärkningen av polymerer. Kabelmanteln och gelbeläggningen av fibrer ger skydd mot kemiska angrepp.

ADSS-kabeln är upphängd i det elektriska fältet på grund av fasledarna; detta varierar från ett maximum vid mitten av spännvidden till noll vid kabelns jordade metallstöd. Under torra förhållanden flyter ingen ström på kabelns mantel, men fukt minskar mantelns isolering. Ojämn fördelning av fukt kan resultera i bildning av "torra band" med hög motståndskraft som har en relativt hög spänning över sig. Torra band tenderar att bildas vid stöden. Spänning över det torra bandet kan orsaka att kolspår bildas och erosion av mantelmaterialet. Om spänningen över det torra bandet är tillräckligt hög kan det bildas en båge som kan skada manteln. Torrbandsbågbildning är mer sannolikt för kablar installerade under högre transmissionsspänningsledningar (220 kV och högre). Även några få fall av bågbildning längs ett torrt band kan orsaka allvarliga permanenta skador på manteln, vilket leder till efterföljande fel på kabeln. Relativt låga varaktiga bågströmmar på några milliampere kan orsaka eventuell åldringsförsämring av kabeln. Storleken på tillgänglig ström i en båge (och sannolikheten för skada) beror på installationens geometri och är inte bara korrelerad med spänningen på transmissionsledningen. Vätningsförhållanden nära industrianläggningar eller saltvatten kommer att ha en allvarligare effekt på jackans motståndskraft än i sötvattensregn eller -dimma. De två vanliga sätten att skydda kablar från torrbandsskador i miljöer med mycket hög spänning innebär att man använder ett spårbeständigt kabelmantelmaterial och flyttar kabeln till mer gynnsamma platser på strukturen.