すべての誘電体自立ケーブルは強風または氷負荷条件でどのように機能しますか?

現代の電気通信の分野では、インフラストラクチャの信頼性は、多くの場合、環境の課題にどれだけ耐えられるかによって決まります。 すべての誘電体自己支持ケーブル (ADSS) は、特にオーバーヘッド設置が必要な場合、光ファイバー ネットワークの重要な部分です。これらのケーブルは金属部品を使用しないように設計されているため、高電圧送電線の近くや、電磁干渉 (EMI) が性能に影響を与える可能性がある場所への設置に最適です。しかし、エンジニアやネットワーク プランナーにとって最も重要な疑問の 1 つは、「ADSS ケーブルは強風や氷の負荷条件下でどのように機能するのか?」ということです。

1. すべての誘電体自立ケーブルの構造を理解する

極端な条件下でのパフォーマンスを調べる前に、ADSS ケーブルのユニークな点を理解することが役立ちます。これらのケーブルは完全に非金属材料で構成されており、通常は次のようなものがあります。

• 中心光ファイバー 、データ信号を伝送します。
• バッファチューブ 繊維にクッション性と保護を提供します。
• 戦力メンバー 多くの場合、アラミド糸 (ケブラーなど) で作られており、ケーブルに引張強度を与え、長いスパンにわたって自重を支えることができます。
• アウタージャケット 、通常は耐紫外線性のポリエチレンまたは同様の素材で作られており、湿気、摩耗、日光から保護します。

この「全誘電体」設計により、ADSS ケーブルは軽量で、耐食性があり、導電性がありません。これらはすべて、送電線近くの空中展開に不可欠です。

2. 環境ストレス要因: 風と氷の負荷

屋外の空中設置では、ケーブルが直面する最も深刻な機械的ストレスのうち 2 つは次のとおりです。 風圧 そして 氷の蓄積 .

• 強風の状況: ケーブルスパン全体に強風が吹くと、横方向の力が発生し、ケーブルが揺れたり、振動したり、振動したりする原因になります。時間が経つにつれて、この動作によりケーブルまたはその支持ハードウェアに疲労が生じる可能性があります。
• 氷の負荷条件: 寒冷地では、氷雨や高湿度により、ケーブルの表面に氷が形成されることがあります。氷の重量により、ケーブルとそのサポートにかかる負荷が大幅に増加し、適切に考慮しないと、たるみ、機械的ストレス、さらにはケーブルの破損につながる可能性があります。

風は動的力を加え、氷は静的荷重を増加させるため、風と氷の複合効果により応力レベルが増幅される可能性があります。したがって、これらの複合条件に耐える ADSS ケーブルの能力は、長期的な運用を成功させるために不可欠です。

3. ADSS ケーブルの性能に影響を与える設計要素

ａ． 引張強度とスパンの設計

ADSS ケーブルの主な利点の 1 つは、アラミド糸の使用によって達成される高い引張強度対重量比です。これらの合成繊維は、ケーブルに沿って機械的応力を均等に分散し、重い氷の荷重下でもケーブルの安定性を維持します。
エンジニアは通常、地域で予想される風氷の状態に基づいて最大許容スパン長を計算します。着氷が激しい地域では、張力と機械的故障のリスクを軽減するために、短いスパンが推奨されることがよくあります。

b. ケーブル径と表面仕上げ

ケーブル表面の外径と滑らかさは、氷の堆積量と風の影響に直接影響します。ケーブルの直径が小さくなると、風の抵抗や氷の蓄積に対する表面積が小さくなります。一部メーカーも対象となります 低摩擦または疎水性コーティング 氷の付着を軽減し、冬季の余分な重量を最小限に抑えます。

c. 素材の弾力性とジャケットの構成

ADSS ケーブルの外側ジャケットは、温度変動下でも亀裂や摩耗に耐えるように設計されています。強風の地域では、ジャケットは振動や支持構造との接触によって引き起こされる磨耗も防ぐ必要があります。太陽光に長期間さらされると素材が弱くなり、高ストレス条件下では損傷のリスクが高まる可能性があるため、UV 安定化も同様に重要です。

4. 風荷重下の振動と風影響

強風環境における ADSS ケーブルが直面する微妙だが重要な課題の 1 つは次のとおりです。 エオリア振動 - 安定した低速の風（通常時速 3 ～ 25 マイル）によって引き起こされる現象。これらの風により、ケーブル内に小さな繰り返し振動が発生し、ケーブルとその付属品の両方に長期的な疲労損傷を引き起こす可能性があります。

この影響を軽減するには、 振動ダンパー または スパイラル制振装置 通常、接続ポイントの近くに設置されます。設置時の適切な張力も、振動振幅を低減し、早期摩耗を防ぐ上で重要な役割を果たします。特に風の強い地域では、二重層保護または特殊なクランプ設計により、安定性がさらに向上します。

5. 氷負荷条件下での性能

ADSS ケーブルに氷が蓄積し始めると、いくつかの変化が発生します。

• の 重量 ケーブルの長さが大幅に増加します。
• の 引張荷重 アンカーポイントが上昇します。
• の たるみ ケーブル内の隙間が増加すると、クリアランスが変化し、追加の曲げ応力が発生する可能性があります。

最新の ADSS ケーブルは、最適化された機械的強度と柔軟性により、これらの状況に対処できるように設計されています。アラミド糸の強化により、氷の重量が増加しても光ファイバーは十分に保護され、減衰することなく信号を送信し続けることが保証されます。

極寒の環境では、 防寒ジャケット素材 多くの場合、低温ポリエチレンで作られており、脆さやひび割れを防ぐために使用されます。の使用 適切なケーブル形状 そして サポートハードウェア 氷が発生しやすい地域向けに設計されており、厳しい着氷条件下でも安定性を維持できます。

6. 悪天候時の設置方法

適切に設計された ADSS ケーブルであっても、正しく取り付けられていなければ、パフォーマンスが低下する可能性があります。設置方法は、ケーブルが環境負荷にどのように反応するかに直接影響します。重要な考慮事項には次のようなものがあります。

• 正しい張力: ケーブルがきつすぎたり緩すぎたりしないようにすることで、風や氷のイベント中にパフォーマンスのバランスをとることができます。
• 適切なスパン長さ: リスクの高いエリアでは、より短いスパンと中間のサポートをお勧めします。
• ハードウェアの選択: 耐候性クランプ、サポート、振動ダンパーを使用すると、耐用年数を延ばすことができます。
• クリアランス計画: 電力線やその他の構造物から適切な距離を確保することで、ケーブル移動時の接触や摩耗を防ぎます。

悪天候後の定期検査も、サービス中断につながる前に潜在的な損傷を検出するために不可欠です。

7. 耐環境性の試験と基準

ADSS ケーブルは、現実世界の環境負荷をシミュレートするために標準化された条件下でテストされます。業界標準など IEC 60794 そして IEEE1222 これらのケーブルの機械的、環境的、電気的要件を指定します。
テストには次のものが含まれる場合があります。

• 模擬氷重量下での引張荷重試験
• 空気力学的挙動の風洞試験
• ジャケットの性能を評価するための温度サイクル
• 耐紫外線・耐湿性評価

これらの規格に準拠することで、ADSS ケーブルは数十年にわたって厳しい屋外環境に耐えることができます。

8. 実際のアプリケーションと実証済みの信頼性

極端な気候の地域での全誘電体自立ケーブルの使用により、その回復力が証明されています。降雪量の多い北方諸国では、ADSS ケーブルは軽量かつ強力な構造により、氷が付着しても接続を維持します。沿岸地域や山岳地域では、その非金属組成により腐食が防止され、塩分や風による破片による被害が軽減されます。

電力会社や通信事業者は、多くの場合、ADSS ケーブルを次の用途に選択します。 電力線通信システム 強風と氷の両方が頻繁に起こる場所です。機械的負担がかかっても一貫した光学性能を維持できるため、空中設置にとって信頼できるソリューションとなります。

9. 予防保守と長期パフォーマンス

ADSS ケーブルはメンテナンスを最小限に抑えるように設計されていますが、予防措置を講じることで寿命を延ばすことができます。

• 嵐後の定期的な目視検査
• サグ値と張力値の監視
• ジャケットの摩耗やアラミド糸の露出の兆候を確認する
• 摩耗した振動ダンパーまたはサスペンションハードウェアの交換

適切な注意を払えば、ADSS ケーブルは次の期間にわたって確実に動作します。 25～30年 風や氷の影響を受けやすい地域でも。

結論

すべての誘電体自己支持ケーブルは、光ファイバー ネットワークの設置で遭遇する最も困難な環境条件に耐えられるように設計されています。軽量構造、高引張強度、非導電性素材の組み合わせにより、強風と氷負荷の両方の条件下でも効果的に機能します。

環境ストレスを完全に排除することはできませんが、ケーブル設計を慎重に選択し、正確な設置技術を実行し、メンテナンスのベストプラクティスを遵守することで、長期的なパフォーマンスと信頼性を確保できます。 ADSS ケーブルは、野原、山の尾根、沿岸の電力回廊のいずれに設置される場合でも、堅牢なエンジニアリングと思慮深い設計により、要求の厳しい環境でも強度と安定性の両方を実現できることを証明し続けています。