Bagaimana kabel optik ADSS memecahkan batas lingkungan?

Sistem komunikasi jalur transmisi tegangan tinggi perlu menghadapi tiga ancaman lingkungan utama:

Kelembaban Tinggi: Kelembaban udara di daerah pegunungan dan pantai adalah> 80% sepanjang tahun, dan penetrasi molekul air menyebabkan kehilangan mikrobending serat optik;

Sinar ultraviolet yang kuat: radiasi tahunan di daerah dataran tinggi dan gurun adalah> 5000 mJ/m², yang mempercepat penuaan bahan polimer;

Perbedaan suhu ekstrem: Ketika perbedaan suhu antara siang dan malam melebihi 50 ℃, ekspansi termal dan kontraksi menyebabkan retak selubung.

Kabel optik logam tradisional rentan terhadap konsentrasi tegangan di bawah perbedaan suhu ekstrem karena perbedaan koefisien ekspansi termal antara konduktor logam dan bahan selubung, sedangkan kabel optik ADS pada dasarnya menghindari masalah ini melalui teknologi komposit non-logam.

Prinsip Desain Kooperatif Lapisan Penghalang Air dan Selubung Luar

1. Lapisan penghalang air: penghalang pelindung pada tingkat molekul mikroskopis

Pemilihan Bahan: Lapisan penghalang air menggunakan substrat polietilen kepadatan tinggi (HDPE) atau polypropylene (PP), dengan resin penyerap super (SAP) atau benang pemblokiran air yang ditambahkan. Partikel getah membengkak hingga 300 kali volume aslinya ketika terpapar air, membentuk penghalang seperti gel untuk menghalangi penetrasi air longitudinal.
Desain Struktural: Ketebalan lapisan pemblokiran air adalah ≥0.5mm, dan lapisan buffer "sarang lebah" diatur di antara bundel serat untuk memastikan bahwa air dengan cepat diserap ketika berdifusi secara radial dan menghindari kontak dengan lapisan serat.
Mekanisme Sinergi: Struktur padat selubung luar dan karakteristik ekspansi lapisan pemblokiran air membentuk efek "penguncian air ganda". Misalnya, ketika selubung luar memiliki microcrack karena kerusakan mekanis, lapisan pemblokiran air untuk sementara waktu dapat mengganti fungsi tahan airnya untuk membeli waktu untuk perbaikan darurat.

2. Sarung Luar: Penjaga Sifat Mekanik Makroskopis
Inovasi Material:
Polyethylene Pelacakan Listrik (AT/PE): Nanopartikel alumina (Al₂O₃) diperkenalkan melalui teknologi pencampuran untuk meningkatkan kinerja pelacakan anti-listrik. Resistivitas permukaannya lebih besar dari 10¹⁴Ω · cm, yang secara efektif menekan pelepasan korona.
Polyolefin Elastomer (POE): Proses vulkanisasi dinamis digunakan untuk membentuk struktur jaringan interpenetrating antara karet polietilen dan etilena -propilena (EPR), dengan perpanjangan pada istirahat lebih besar dari 400%, dan fleksibilitas dipertahankan pada suhu rendah -40 ° C.
Optimalisasi Struktural: Selubung luar mengadopsi proses "co-ekstrusi berlapis ganda", dengan lapisan dalam menjadi lapisan tahan cuaca dan lapisan luar menjadi lapisan tahan aus. Lapisan nano-silikon dioksida (SIO₂) 0,2μM ditambahkan ke permukaan lapisan tahan aus untuk mengurangi koefisien gesekan menjadi 0,15 dan mengurangi keausan dengan penjepit kawat.
Kemampuan beradaptasi lingkungan: Selubung luar harus lulus "Tes Penuaan Iklim Buatan" dalam standar IEC 60794-1-2, termasuk 1000 jam radiasi lampu xenon (mensimulasikan 10 tahun penuaan alami), 12 siklus siklus panas dan dingin (-40 ℃ → 70 ℃) dan tes lainnya.

Integrasi Ilmu Material dan Mekanika Struktural
1. Rekayasa segmen molekuler: rantai pelindung dari mikro ke makro
Mekanisme anti-ultraviolet: penstabil cahaya benzotriazole (seperti tinuvin 770) ditambahkan ke material selubung luar dapat menyerap sinar ultraviolet 300-400nm dan mengubahnya menjadi energi panas yang tidak berbahaya. Cincin benzena dan cincin triazol dalam struktur molekulnya membentuk "perangkap elektron" untuk menangkap radikal bebas dan menunda degradasi polimer.
Kelembaban dan hambatan panas: segmen molekuler polypropylene (PP) dalam lapisan pemblokiran air meningkatkan stabilitas melalui mekanisme ganda "kristalisasi cross-linking". Struktur cross-linking meningkatkan suhu transisi kaca (TG) material, dan area kristalisasi membentuk penghalang fisik untuk mencegah molekul air menembus.

2. Optimalisasi Distribusi Tegangan: Keuntungan Mekanis Struktur Komposit Non-Metallic
Kekuatan geser interlayer: Antarmuka antara lapisan yang memblokir air dan selubung luar mengadopsi "desain transisi gradien", dan adhesi antarmuka ditingkatkan dengan menambahkan kompatibilizer (seperti polietilen anhidrida anhidrida maleik) untuk memastikan bahwa kekuatan geser interlayer lebih besar dari 2,5 MPa.
Pencocokan Ekspansi Termal: Koefisien ekspansi termal dari tulangan benang aramid (2,5 × 10⁻⁵/℃) dekat dengan selubung luar (1,8 × 10⁻⁴/℃), menghindari pengelupasan interlayer yang disebabkan oleh perbedaan suhu.
Prediksi Kehidupan Kelelahan: Berdasarkan Teori Mekanika Fraktur, Kehidupan Kelelahan Kabel Optik ADSS dapat diperkirakan dengan rumus Paris (DA/DN = C (ΔK) ⁿ). Laju pertumbuhan retak (DA/DN) dari struktur komposit non-logam adalah salah satu urutan besarnya lebih rendah dari kabel optik logam.

Standar Teknis dan Kontrol Kualitas
1. Sistem Standar Internasional
IEC 60794-1-2: Menentukan klasifikasi kemampuan adaptasi lingkungan dari kabel optik. Kabel Optik ADSS harus lulus "" Kelas A "" (-40 ℃ hingga 70 ℃) dan "" Kelas B "" (-55 ℃ hingga 85 ℃).

IEEE 1222: Menentukan spesifikasi pemasangan kabel optik di lingkungan daya, membutuhkan potensi titik gantung kabel optik ADSS menjadi kurang dari 25 kV (selubung kelas B).

NEMA TC-7: Standar Amerika, menekankan resistansi UV kabel optik, yang membutuhkan transmitansi pada panjang gelombang 340 nm menjadi kurang dari 5%.

2. Proses Kontrol Kualitas
Pengujian Bahan Baku: Analisis Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) bahan seperti AT/PE dan POE untuk memastikan bahwa tidak ada kotoran; Uji laju penyerapan air getah, yang membutuhkan laju penyerapan air> 90% dalam 10 menit.

Pemantauan Proses: Gunakan pengukur ketebalan online untuk memantau ketebalan selubung luar secara real time, dengan penyimpangan ≤ ± 0,05mm; Gunakan mesin pengujian tarik untuk memverifikasi kekuatan ikatan interlayer.
Inspeksi Produk jadi: Setiap batch kabel optik harus lulus "Tes Perendaman Air" (24 jam), "Tes Siklus Panas dan Dingin" (12 siklus) dan "Ultraviolet Accelerated Aging Test" (1000 jam) .