Hoe presteren alle diëlektrische zelfdragende kabels bij sterke wind of ijsbelasting?

Op het gebied van de moderne telecommunicatie hangt de betrouwbaarheid van de infrastructuur vaak af van hoe goed deze besten is tegen milieu-uitdagingen. Alle diëlektrische zelfdragende kabels (ADSS) vofmen een cruciaal onderdeel van glasvezelnetwerken, vooral waar bovengrondse installaties nodig zijn. Deze kabels zijn ontworpen zonder metalen componenten, waardoor ze ideaal zijn voor installatie in de buurt van hoogspanningslijnen en in gebieden waar elektromagnetische interferentie (EMI) de prestaties kan beïnvloeden. Een van de belangrijkste vragen voor ingenieurs en netwerkplanners is echter: hoe presteren ADSS-kabels onder hoge wind- of ijsbelasting?

1. De structuur van alle diëlektrische zelfdragende kabels begrijpen

Voordat we hun prestaties onder extreme omstenigheden onderzoeken, is het nuttig om te begrijpen wat ADSS-kabels uniek maakt. Deze kabels zijn volledig samengesteld uit niet-metalen materialen, waaronder doorgaans:

• Centrale optische vezels , die datasignalen transporteren.
• Een bufferbuis dat zorgt voor demping en bescherming van de vezels.
• Sterkte leden , vaak gemaakt van aramidegarens (zoals Kevlar), die de kabel zijn treksterkte geven en ervoor zorgen dat hij zijn eigen gewicht over lange overspanningen kan dragen.
• Buitenjassen , meestal gemaakt van UV-bestendig polyethyleen of soortgelijke materialen, die beschermen tegen vocht, schuren en zonlicht.

Dankzij dit “volledig diëlektrische” ontwerp zijn ADSS-kabels lichtgewicht, corrosiebestendig en vrij van elektrische geleidbaarheid – allemaal essentieel voor inzet in de lucht in de buurt van hoogspanningslijnen.

2. Omgevingsstressfactoren: wind- en ijsbelasting

Bij buitenantenne-installaties zijn dit twee van de zwaarste mechanische spanningen waarmee kabels te maken krijgen winddruk en ijsophoping .

• Hoge windomstandigheden: Wanneer sterke wind over een kabeloverspanning waait, creëren ze zijdelingse krachten die ervoor zorgen dat de kabel gaat slingeren, trillen of oscilleren. Na verloop van tijd kan deze beweging vermoeidheid in de kabel of de ondersteunende hardware veroorzaken.
• Omstandigheden ijsbelasting: In koude klimaten kan ijskoude regen of een hoge luchtvochtigheid leiden tot de vorming van ijs op het kabeloppervlak. Het gewicht van het ijs verhoogt de belasting op de kabel en de steunen ervan aanzienlijk, wat mogelijk kan leiden tot doorbuiging, mechanische spanning of zelfs kabelbreuk als er niet goed rekening mee wordt gehouden.

Het gecombineerde effect van wind en ijs kan de stressniveaus versterken, omdat wind dynamische krachten uitoefent terwijl ijs de statische belasting verhoogt. Daarom is het vermogen van ADSS-kabels om deze gecombineerde omstandigheden te weerstaan ​​essentieel voor hun succesvolle werking op lange termijn.

3. Ontwerpfactoren die de prestaties van ADSS-kabels beïnvloeden

een. Treksterkte en spanontwerp

Een van de belangrijkste voordelen van ADSS-kabels is hun hoge treksterkte-gewichtsverhouding, bereikt door het gebruik van aramidegarens. Deze synthetische vezels verdelen de mechanische spanning gelijkmatig over de kabel en zorgen ervoor dat deze stabiel blijft, zelfs onder zware ijsbelasting.
Ingenieurs berekenen doorgaans de maximaal toegestane overspanningslengte op basis van de verwachte wind- en ijsomstandigheden in een regio. In gebieden met zware ijsvorming worden vaak kortere overspanningen aanbevolen om de spanning en het risico op mechanisch falen te verminderen.

B. Kabeldiameter en oppervlakteafwerking

De buitendiameter en gladheid van het kabeloppervlak hebben rechtstreeks invloed op de hoeveelheid ijs die zich ophoopt en de manier waarop de wind erop inwerkt. Een kabel met een kleinere diameter biedt minder oppervlakte voor windweerstand en ijsvorming. Sommige fabrikanten passen dit ook toe wrijvingsarme of hydrofobe coatings die de ijshechting verminderen, waardoor het extra gewicht tijdens winterse omstandigheden wordt geminimaliseerd.

C. Materiaalveerkracht en jassamenstelling

De buitenmantel van ADSS-kabels is ontworpen om scheuren en slijtage bij wisselende temperaturen te weerstaan. In gebieden met veel wind moet de jas ook slijtage door trillingen of contact met steunconstructies voorkomen. UV-stabilisatie is net zo belangrijk omdat langdurige blootstelling aan zonlicht het materiaal kan verzwakken en het risico op schade tijdens omstandigheden met hoge spanning kan vergroten.

4. Trillingen en eolische effecten onder windbelasting

Een van de subtiele maar belangrijke uitdagingen waarmee ADSS-kabels in omgevingen met veel wind worden geconfronteerd, is eolische trilling -een fenomeen dat wordt veroorzaakt door constante, lage windsnelheden (doorgaans 3-25 mph). Deze winden kunnen kleine, repetitieve trillingen in de kabel genereren, wat leidt tot langdurige vermoeidheidsschade aan zowel de kabel als de fittingen.

Om dit effect te verzachten, trillingsdempers or apparaten voor spiraaltrillingscontrole worden gewoonlijk geïnstalleerd in de buurt van bevestigingspunten. Een goede spanning tijdens de installatie speelt ook een belangrijke rol bij het verminderen van de trillingsamplitude en het voorkomen van voortijdige slijtage. In bijzonder winderige gebieden kunnen dubbellaagse bescherming of gespecialiseerde klemontwerpen de stabiliteit verder verbeteren.

5. Prestaties onder ijsbelasting

Wanneer zich ijs begint op te hopen op een ADSS-kabel, treden er verschillende veranderingen op:

• De gewicht van de kabel aanzienlijk toeneemt.
• De trekbelasting op ankerpunten stijgt.
• De doorzakken in de kabel toeneemt, wat de speling kan veranderen en extra buigspanning kan introduceren.

Moderne ADSS-kabels zijn ontworpen om deze situaties aan te kunnen door middel van geoptimaliseerde mechanische sterkte en flexibiliteit. Versterking van aramidegaren zorgt ervoor dat de optische vezels, zelfs bij extra ijsgewicht, goed beschermd blijven en signalen zonder verzwakking blijven doorgeven.

In extreem koude omgevingen kan koudebestendige jasmaterialen – vaak gemaakt van polyethyleen op lage temperatuur – worden gebruikt om broosheid en barsten te voorkomen. Het gebruik van juiste kabelgeometrie en ondersteunende hardware Ontworpen voor gebieden die gevoelig zijn voor ijs, helpt de stabiliteit te behouden, zelfs onder ernstige ijsvorming.

6. Installatiepraktijken voor prestaties bij slecht weer

Zelfs een goed ontworpen ADSS-kabel kan slecht presteren als hij niet op de juiste manier wordt geïnstalleerd. Installatiepraktijken hebben een directe invloed op hoe de kabel reageert op omgevingsbelastingen. Enkele belangrijke overwegingen zijn onder meer:

• Correct spannen: Door ervoor te zorgen dat de kabel niet te strak en niet te slap zit, worden de prestaties tijdens wind- en ijsevenementen in balans gehouden.
• Geschikte overspanningslengtes: In gebieden met een hoog risico zijn kortere overspanningen en tussensteunen aan te raden.
• Hardwareselectie: Het gebruik van weerbestendige klemmen, steunen en trillingsdempers helpt de levensduur te verlengen.
• Opruimingsplanning: Door te zorgen voor voldoende afstand tot elektriciteitskabels en andere constructies wordt contact of schuren tijdens het bewegen van de kabel voorkomen.

Routine-inspectie na zwaar weer is ook van essentieel belang om potentiële schade op te sporen voordat deze tot serviceonderbrekingen leidt.

7. Testen en normen voor omgevingsbestendigheid

ADSS-kabels worden getest onder gestandaardiseerde omstandigheden om reële omgevingsbelastingen te simuleren. Industriestandaarden zoals IEC 60794 en IEEE 1222 specificeer mechanische, omgevings- en elektrische vereisten voor deze kabels.
Tests kunnen het volgende omvatten:

• Trekbelastingtesten onder gesimuleerd ijsgewicht
• Windtunneltesten voor aerodynamisch gedrag
• Temperatuurcycli om de prestaties van de jas te beoordelen
• Evaluatie van UV- en vochtbestendigheid

Naleving van deze normen zorgt ervoor dat ADSS-kabels tientallen jaren lang bestand zijn tegen veeleisende buitenomgevingen.

8. Toepassingen in de echte wereld en bewezen betrouwbaarheid

Het gebruik van volledig diëlektrische zelfdragende kabels in regio's met extreme klimaten heeft hun veerkracht bewezen. In noordelijke landen met hevige sneeuwval behouden ADSS-kabels de connectiviteit ondanks ijsvorming dankzij hun lichtgewicht maar toch sterke constructie. In kust- en berggebieden voorkomt hun niet-metalen samenstelling corrosie en beperkt ze de schade door zout of door de wind aangedreven puin.

Nutsbedrijven en telecomoperatoren kiezen vaak voor ADSS-kabels communicatiesystemen op het elektriciteitsnet , waar zowel harde wind als ijs vaak voorkomen. Hun vermogen om consistente optische prestaties te behouden, zelfs onder mechanische belasting, maakt ze tot een betrouwbare oplossing voor luchtinstallaties.

9. Preventief onderhoud en prestaties op lange termijn

Hoewel ADSS-kabels zijn ontworpen voor minimaal onderhoud, kunnen preventieve maatregelen hun levensduur verlengen:

• Regelmatige visuele inspecties na storm
• Bewaken van doorzak- en spanningswaarden
• Controleren op tekenen van slijtage van de jas of blootstelling aan aramidegaren
• Vervanging van versleten trillingsdempers of ophangingsmateriaal

Met de juiste zorg kunnen ADSS-kabels betrouwbaar functioneren 25 tot 30 jaar zelfs in gebieden die gevoelig zijn voor wind en ijs.

Conclusie

Alle diëlektrische zelfdragende kabels zijn ontworpen om enkele van de meest uitdagende omgevingsomstandigheden te doorstaan die zich voordoen bij glasvezelnetwerkinstallaties. Hun combinatie van lichtgewicht constructie, hoge treksterkte en niet-geleidende materialen zorgt ervoor dat ze effectief kunnen presteren onder zowel hoge wind- als ijsbelasting.

Hoewel omgevingsstress nooit volledig kan worden geëlimineerd, kunnen een zorgvuldige selectie van het kabelontwerp, nauwkeurige installatietechnieken en het naleven van best practices op het gebied van onderhoud de prestaties en betrouwbaarheid op de lange termijn garanderen. Of ze nu worden ingezet in open velden, bergruggen of stroomcorridors langs de kust, ADSS-kabels blijven bewijzen dat robuuste techniek en een doordacht ontwerp het mogelijk maken om zowel kracht als stabiliteit te bereiken in veeleisende omgevingen.