Alle diëlektrische zelfdragende (ADSS) kabels: gids voor constructie, typen en specificaties

Eén luchtoverspanning van 200 meter. Geen boodschapperskabel, geen metalen onderdelen, geen bemanning die de elektriciteitsleiding eronder afsluit. Dat is precies het scenario waarin een Volledig diëlektrische zelfdragende (ADSS) kabel zijn plaats verdient – en waarom nutsbedrijven en telecomaannemers het op grote schaal hebben toegepast voor de uitrol van bovengrondse glasvezel.

In deze handleiding wordt uiteengezet hoe ADSS-kabels worden gebouwd, waar deze het beste presteren, welke varianten geschikt zijn voor specifieke omgevingen en wat u moet controleren voordat u er een specificeert voor uw volgende project.

Wat maakt ADSS-kabel anders

In tegenstelling tot conventionele luchtvezels die een aparte stalen boodschapperdraad nodig hebben voor ondersteuning, is een ADSS-kabel zo ontworpen dat hij volledig zelfdragend is. De structurele belasting wordt gedragen door aramidegaren met hoge modulus rond de kabelkern gewikkeld, waardoor deze treksterkte krijgt zonder dat er ook maar een enkel metalen element in het ontwerp aanwezig is.

Die niet-metalen constructie is niet alleen een gewichtsbesparende keuze. Dit betekent dat de kabel elektrisch inert is. Je kunt hem zonder galvanisch risico op dezelfde toren installeren als hoogspanningslijnen tot 220 kV, en bemanningen kunnen eraan werken terwijl de elektriciteitslijn eronder onder stroom blijft staan ​​– een aanzienlijk veiligheids- en operationeel voordeel op live netwerken.

De overspanningscapaciteit varieert doorgaans van 50 meter voor korte stedelijke distributietrajecten tot 700 meter of meer voor lange landelijke transmissiecorridors. Het aramide dwarsdoorsnedeoppervlak wordt door het ontwerp aangepast om te voldoen aan de doorbuigings- en spanningsvereisten van elke specifieke overspanningslengte.

Kernconstructie: laag voor laag

Als u de structuur begrijpt, kunt u specificaties nauwkeuriger evalueren. Een standaard ADSS volledig diëlektrische zelfdragende optische kabel wordt als volgt samengesteld:

• Optische vezels — typisch G.652D single-mode, losjes gelegde 2-12 vezels per buis met extra lengte om spanning onder temperatuurverandering of mechanische belasting te voorkomen.
• Waterblokkerende gel in elke losse bufferbuis, waardoor wordt voorkomen dat vocht de signaalintegriteit in gevaar brengt.
• FRP (Fiber Reinforced Plastic) centraal sterkte-element — een diëlektrische kernstaaf die axiale stijfheid biedt zonder geleidbaarheid.
• Aramidegarenlagen — het primaire trekelement, afgestemd op de beoogde overspanning. De hoge elasticiteitsmodulus en de zeer lage thermische uitzettingscoëfficiënt zorgen ervoor dat doorzakken voorspelbaar is in alle seizoenen.
• PE-buitenmantel — weerbestendig polyethyleen dat bestand is tegen UV-blootstelling, temperatuurschommelingen en vocht. Ontwerpen met dubbele mantel zijn beschikbaar voor toepassingen met grote overspanningen of hoge spanningen, waarbij de extra drukweerstand en uittreksterkte de extra diameter waard zijn.

Het resultaat is een kabel die licht, compact en structureel efficiënt is, waardoor de torenbelasting wordt verminderd in vergelijking met zwaardere gepantserde alternatieven.

Belangrijkste prestatie-eigenschappen

Vier kenmerken bepalen of een ADSS-kabel geschikt is voor een bepaald project:

• Treksterkte en doorbuiging — rechtstreeks bepaald door de dwarsdoorsnede van het aramidegaren. Specificeer uw maximale overspanning en de ergste ijs-/windbelasting; het kabelontwerp volgt daaruit.
• Thermische uitzetting — aramidevezels hebben een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor de variatie in doorzakking klein blijft tussen -40 °C winterdieptepunten en 70 °C zomerpieken die gebruikelijk zijn in direct zonlicht.
• Trillingsdemping — Eolische trillingen als gevolg van aanhoudende zijwind zijn een echte zorg op lange, licht belaste overspanningen. ADSS-kabels hebben inherente dempende eigenschappen en waar nodig kunnen dempers worden geïnstalleerd in de buurt van bevestigingspunten op overspanningen van meer dan ongeveer 300 meter.
• Weerstand tegen boogvorming in droge banden — wanneer een ADSS-kabel in de buurt van hoogspanningsgeleiders wordt geïnstalleerd, zorgt plaatselijk vocht voor droge weerstandsbanden op de mantel. Op lijnen op of boven 220 kV is het specificeren van een mantelverbinding met verbeterde tracking- en erosieweerstand essentieel om degradatie van de mantel in de loop van de tijd te voorkomen.

Gespecialiseerde varianten voor veeleisende omgevingen

Standaard ADSS verwerkt de meeste nuts- en telecomimplementaties. Twee specifieke omstandigheden vragen om verbeterde varianten.

Bos- en bosroutes kabels blootstellen aan het knagen van eekhoorns – een storing die vaker voorkomt dan veel ingenieurs verwachten. De anti-eekhoorn ADSS optische kabel pakt dit aan door een zeer sterke glasvezelversterkte kunststof beschermlaag op te nemen waar knaagdieren niet doorheen kunnen dringen. Het behoudt alle standaard ADSS-eigenschappen (bliksemveiligheid, diëlektrische structuur, geschiktheid voor installatie onder spanning) en voegt mechanische bescherming toe tegen schade door wilde dieren. Dezelfde constructie zorgt ook voor veerkracht tegen vogelpikken.

Gemengde corridors met knaagdierrisico in bredere zin kan vragen om de niet-metalen optische kabel tegen knaagdieren , dat een vergelijkbare beschermende aanpak hanteert zonder geleidend materiaal te introduceren, waardoor de kabel veilig blijft voor gelijktijdige inzet van hoogspanning.

Typische toepassingen

ADSS-kabel wordt routinematig ingezet door elektriciteitsbedrijven die glasvezelcommunicatie toevoegen aan de bestaande bovengrondse transmissie-infrastructuur, door telecomoperatoren die last-mile luchtnetwerken bouwen langs nutsvoorzieningen, en door gemeenten die veerkrachtige backbone-verbindingen tot stand brengen tussen onderstations of externe monitoringpunten. De single-pass-installatie – geen pre-stringing van een boodschapper, geen tweede bemanningspas – verkort de arbeidstijd aanzienlijk op lange plattelandsroutes.

Voor projecten waarbij de luchtroute uiteindelijk ondergronds overgaat, kan ADSS worden gesplitst gelaagde optische kabels voor buitengebruik op overgangspunten, waardoor een consistente vezeltelling over gemengd terrein mogelijk is zonder het kernvezelontwerp opnieuw te ontwerpen.

Wanneer glasvezel ook rechtstreeks vanuit het luchtnetwerk gebouwen moet bereiken, FTTH vlinderdruppelkabels zorg voor de definitieve verbinding van de paal naar het abonneegebouw.

ADSS specificeren: wat u moet bevestigen voordat u bestelt

Drie ingangen zorgen voor de juiste kabelspecificatie. Als je deze goed hebt, volgt de rest van het ontwerp logisch.

• Maximale spanlengte — de langste niet-ondersteunde afstand tussen bevestigingspunten. Deze bepaalt de vereiste aramidedoorsnede en daarmee de nominale maximale belasting van de kabel.
• Omgevingsbelastinggeval — worstcasecombinatie van windsnelheid, ijsbelasting (indien van toepassing) en temperatuurbereik. Kabels moeten een veilige doorhangafstand tot de grond en tot eventuele onder spanning staande geleiders onder de ontwerpbelasting behouden.
• Spanningsniveau van naast elkaar gelegen lijnen — voor installaties naast transmissiegeleiders boven 110 kV dient u bij de fabrikant te bevestigen dat de buitenmantel geschikt is voor de geïnduceerde elektrische spanning. Lijnen bij 220 kV en hoger vereisen expliciete droge-band-boogtests volgens de relevante IEC- of IEEE-norm.

Het aantal vezels, de enkele of dubbele mantel en de overspanningsspecifieke doorzakkingsgrafieken zijn allemaal ondergeschikt aan deze drie omgevingsinputs: ze zijn afgeleid van de belastingsanalyse en niet van een aanname.

ADSS versus OPGW: de juiste luchtvezeloplossing kiezen

Een veelvoorkomend beslissingspunt is het gebruik van ADSS of OPGW (optische aardedraad) op een nieuwe of verbeterde transmissielijn. OPGW vervangt de bestaande bovengrondse aarddraad en biedt aarding plus glasvezel in één geleider – de juiste keuze als de aarddraad toch aan vervanging toe is. ADSS is de betere optie wanneer een bestaande aarddraad bruikbaar is, wanneer glasvezel wordt toegevoegd aan een lijn die al onder stroom staat zonder uitval, of wanneer het installatiebudget volledige vervanging van de hardware niet rechtvaardigt. De twee oplossingen zijn eerder complementair dan concurrerend.