ADSS 光ファイバーケーブルの仕様とは何ですか?
ADSS 光ファイバ ケーブルの仕様は、空中設置におけるケーブルの性能を決定する機械的、光学的、および環境パラメータを定義します。主な仕様要素には、定格引張強度、繊維数、スパン長機能、ジャケットのタイプ、温度定格、IEEE 1222-2019 などの規格への準拠が含まれます。
コア ADSS 光ファイバ ケーブル仕様カテゴリについて
ADSS ケーブルの仕様は、相互接続された 3 つのカテゴリに分類され、相互に連携して信頼性の高いパフォーマンスを保証します。これらのカテゴリの関係を理解すると、設置要件に一致するケーブルを選択するのに役立ちます。
機械仕様
ADSS ケーブルが設置環境で物理的に耐えられるかどうかは、機械仕様によって決まります。 adss 光ファイバー ケーブルの引張強度の仕様を理解することが重要です。-定格引張強度 (RTS) はケーブルの極限破断力を表し、通常はキロニュートン (kN) 単位で測定され、一般的な値の範囲は短いスパンの場合は 4 kN、長いスパンの場合は 50 kN です。-これは単なる安全性の数値ではありません。-他のすべての機械的な計算に影響を与えます。
最大許容張力 (MAT) は RTS の約 40% にあり、完全な設計負荷条件下での張力を表します。この条件では、ファイバーのひずみは、より線ケーブルの場合は 0.05%、中央チューブ設計の場合は 0.1% 未満に保つ必要があります。エンジニアがサグ-張力-スパンの関係を計算する場合、MAT が重要な制約になります。この値を超えてもケーブルはすぐには壊れませんが、内部のファイバーに負担がかかり始めます。
日常応力 (EDS) は年間平均応力とも呼ばれ、RTS の 16-25% で動作し、無風、無氷、年間平均気温の通常動作中にケーブルが受ける張力を表します。このパラメータは、防振設計の決定と長期的な疲労解析を促進します。{3}
ケーブルの重量は非常に重要であり、一般的な ADSS ケーブルの重量は 1 キロメートルあたり 200 ～ 250 kg であり、タワーの荷重計算に直接影響します。ケーブルが軽いと、スパンが長くなったり、構造上の要件が軽減されたりしますが、引張強度が犠牲になる可能性があります。
光学仕様
ファイバーのタイプによって伝送特性が決まります。G.652D シングルモード ファイバーが標準的な選択肢で、1310nm で 0.35 dB/km 以下、1550nm で 0.21 dB/km 以下の減衰を実現します。-これらの値は小さいように思えるかもしれませんが、10- キロメートル走行すると、0.21 dB/km と 0.35 dB/km の差が 1.4 dB の損失に増加し、システムによっては追加のアンプが必要になるほどです。
1310 nm または 1550 nm の波長を使用すると、リピータなしで回線を最大 100 km 延長でき、1 本のケーブルで最大 864 個のファイバーを収容できますが、実際の導入では直径と重量の制約により 288 コアを超えることはほとんどありません。
ファイバー数はケーブルの直径と重量に直接相関します。一般的な構成は 6 ～ 288 コアの範囲にあり、72 ファイバを超えるケーブルでは、環境負荷を最小限に抑えるためにチューブあたり 24-ファイバ-の設計が使用されることがよくあります。- adss 光ファイバー ケーブルの仕様書を確認すると、チューブが追加されるたびに直径が増加し、風荷重が増加します。これは、相互接続された仕様のもう 1 つの関係です。
環境仕様
動作温度範囲は通常、-40 度から +70 度の範囲ですが、設置場所は -20 度から +60 度までが推奨されます。これらの範囲は任意ではなく、極端な温度では材料の挙動が異なります。アラミド糸は極寒になると柔軟性を失いますが、PE ジャケットは高温になると柔らかくなります。
ジャケットの材質の選択は、電気環境によって異なります。 PE（ポリエチレン）ジャケットは、電界強度が 12kV 以下の 110kV 未満の電力線に適していますが、110kV を超える送電線には、最大 25kV の電界電位に対応できる AT（アンチトラッキング）ジャケットが必要です。- AT ジャケットは特別な添加剤を使用して、高電圧環境に特有の劣化メカニズムであるドライバンド アーク放電に耐えます。-
耐衝撃性の仕様では、設置中や枝の落下によってケーブルに一時的な過負荷がかかる可能性があることを考慮して、短期（2000 N/100mm 以上）荷重と長期（1000 N/100mm 以上）{0}}荷重を区別しています。{3}
ADSS ケーブル仕様規格が準拠を保証する方法
ADSS ケーブルは、IEEE 1222 に従って空中設置用に設計され、TIA/EIA-455 および IEC 60794-1 に従ってテストされ、通常は屋外のプラント ケーブルに関する Telcordia GR-20 要件を満たしています。現在の IEEE 1222-2019 標準は、架空公共施設向けに設計された ADSS ケーブルの構造、機械的、電気的、光学的性能、設置ガイドライン、合格基準、テスト要件を含む、adss 光ファイバー ケーブルの仕様要件に特に対応しています。
コンプライアンスは単なる事務手続きではありません。これらの規格は、ストレス下でケーブルがどのように動作するかを明らかにするテスト方法を定義しています。たとえば、温度サイクル テストでは、ケーブルを -40 度から +70 度のサイクルで実行し、材料界面の弱点を明らかにします。通過したケーブルは安定した減衰 (0.05 dB/km 以下の変化) を示しますが、障害は多くの場合、微小な亀裂や層間剥離として現れます。
スパン長さと張力の関係
スパンの長さと必要な張力の関係は、マーケティングではなく物理学に従います。張力 24kN のケーブルの場合、一般的なスパン長は 300 ～ 400 メートルですが、これは氷がないこと、適度な風があり、たるみが制御されていることなどの特定の条件を前提としています。
標準の ADSS 設計は最大 3,500 フィート（約 1,067 メートル）のスパン長に対応しますが、これらの距離を達成するには、RTS 値が 30{7}}50 kN のより高強度のケーブルが必要です。{4}このようなスパンでは、重量と強度の比率が重要になります。利用可能な強度に対して重量が大きすぎると、ケーブルが許容できないほど垂れ下がったり、破損したりすることがあります。
風と氷の負荷がすべてを変えます。テキサス州で 500 メートルのスパン向けに設計されたケーブルでも、ミネソタ州では氷の蓄積により 300 メートルしか管理できない場合があります。-すべての adss 光ファイバー ケーブルの仕様は、温度、氷荷重、風の最悪の組み合わせを考慮し、ケーブルが下を通る交通によって損傷を受けるほど垂れ下がっていないことを保証する必要があります。
構造のバリエーション
ADSS 市場を支配している 2 つの主要な構造タイプは、それぞれ異なるアプリケーションに適しています。
センターチューブ構造
中央のチューブ設計では、繊維は防水材で満たされた PBT ルーズ チューブ内に配置され、引張強度を高めるためにアラミド糸で包まれ、PE または AT ジャケットで押し出されます。{0}}この設計は、ファイバー数が少なく (通常は 6 ～ 48 コア)、スパンが短い (50 ～ 200 メートル) 場合に適しています。シンプルな構造により小径化・軽量化され、配電柱への設置が容易になりました。
撚り構造
撚り線構造により、繊維と止水ジェルが複数の緩いチューブの中に配置され、中央の FRP（繊維強化プラスチック）補強材の周囲に巻き付けられます。-これにより、直径と重量は増加しますが、ファイバーの長さを長くすることができ、多数のファイバー (72-288 コア) への対応が向上します。この構造は、より高い強度要件が追加の体積を正当化するロングスパン用途に優れています。
ダブルジャケット設計により追加の保護層が追加され、非常に長いスパンや極端な環境に対応する機能が拡張され、一部の設計では最大 2,600 フィート (800 メートル) のスパンをサポートします。
重要な仕様の相互作用
仕様は単独で存在するものではなく、{0}}ある仕様を変更すると、カスケード関係を通じて他の仕様に影響を与えるため、設置者はそれを理解する必要があります。
テンション-たるみ-スパン トライアングル
スパン長を長くするには、より大きなたるみを受け入れるか、張力を高める必要があります。しかし、張力が高くなると MAT 限界に早く近づき、安全マージンが減少します。 MAT では、ファイバーのひずみが、過剰なファイバー長が消費される限界に達します。-この点を超えると、減衰またはファイバーの破損が発生します。
たるみのコントロールは見た目の美しさだけではありません。ケーブルは交通からの距離を保ち、通電した導体との接触を避ける必要があります。実際には、これは、最大のたわみによって、引張強度よりもスパン長が制限されることが多いことを意味します。
ファイバー数とケーブル直径の関係
24- ファイバー ADSS ケーブルの直径は約 9.1 mm、重量は 66 kg/km です。繊維数を 2 倍にしても、これらの値は直線的に 2 倍になるわけではありませんが、その関係は急峻です。 144 心ケーブルの直径は 15 ～ 17 mm、重量寸法は 150 ～ 200 kg/km に達する可能性があり、ads 光ファイバ ケーブルの仕様要件全体に大きな影響を与えます。
なぜこれが重要なのでしょうか?風荷重は直径の二乗に応じて増加します。幅が 2 倍のケーブルには、約 4 倍の風力がかかります。これにより、必要な引張強度が向上し、より多くのアラミド糸が追加され、直径がさらに増加します。これにより、補強サイクルがさらに増加し、-長スパンのケーブルに実際的な制限が設定されます。-
電界とジャケットの選択
ADSS ケーブル上の誘導電界は、汚染された環境でドライバンド アーク放電を引き起こし、電気腐食によるケーブルの故障につながります。{0}ケーブルの疎水性は汚染により時間の経過とともに低下し、ケーブルはドライバンド アーク放電に対してますます脆弱になります。{2}}
解決策はジャケットを強化するだけではなく、{0}サスペンション ポイントの配置を理解することです。 AT ジャケット ケーブルは、電界強度が最小限に抑えられる場所、通常は塔の下側のクロスアームに吊り下げる必要があります。配置が悪いと、AT ジャケットでも故障する可能性があります。
さまざまな用途向けの ADSS 光ファイバ ケーブルの仕様
環境が異なれば、要求される仕様の優先順位も異なります。
配電線（35kV以下）
HDPE の外側ジャケットは、電界強度が臨界しきい値を下回る 35kV 以下の電圧で適切に機能します。一般的な仕様には、12 ～ 48 コア、5 ～ 15 kN RTS、100 ～ 300 メートルのスパン、およびコスト効率を高めるシングル ジャケット構造が含まれます。
Transmission Lines (>110kV)
耐トラック性ジャケットは、12 kV から 25 kV 以上の電界電位を処理する高圧送電線に必須となり、一部の用途では線間電圧が 400 kV に達します。-伝送のための典型的なads光ファイバーケーブルの仕様要件には、48～144コア、20～50 kN RTS、300-1000+メートルのスパン、最大限の保護のための二重ジャケット構造が含まれます。
都市部と地方の施設の比較
急勾配の山岳地帯から特殊な機器と耐食設計が必要な水域に至るまで、さまざまな地形や環境条件での設置には大きな課題が伴います。{0}}
都市部の設置では、視覚的な影響と混雑したインフラへのポールの負荷を軽減するために、より小さい直径 (10 ～ 12 mm) が優先されます。田舎の設置では、より大きなケーブル (15 ～ 18 mm) に対応できますが、より長いスパンと、より厳しい天候の可能性を考慮する必要があります。
設置パラメータの仕様
設置中の最大引っ張り張力は 600 lbf (2,700 N) を超えてはなりません。通常、空中設置の場合はこれより低くなりますが、高さの変化で固定リール方式を使用する場合はこの制限に近づく可能性があります。
最小曲げ半径の仕様により、応力が加わっていない状態 (ケーブル直径の 10 倍) と最大張力 (ケーブル直径の 20 倍) が区別されます。 12 mm のケーブルには、張力がかかった状態で 240 mm の曲げ半径が必要です。-きつく曲げると、ファイバーの破損が発生するリスクがあり、遅延故障として数カ月後まで現れない可能性があります。
牽引ホイールの直径は 500 mm 以上で、ケーブルの外径より深い半円形のゴムまたはナイロンの溝が付いている必要があります。これらの一見些細なディテールにより、取り付け時のジャケットの損傷を防ぎます。
仕様に関する危険信号
特定の仕様の組み合わせは、問題や非現実的な期待を示しています。
不可能な三角形
15 kN RTS、直径 10 mm、ファイバ数 288、スパン 800 メートルを主張するケーブルは、物理的制約に違反します。直径 10mm で 15 kN の強度を得るために必要なアラミド糸の量には、288 本の繊維が入る余地はありません。 1 つの仕様が間違っているはずです。
不十分な安全マージン
MAT at 40% of RTS provides reasonable safety margin, but specifications showing MAT >50% RTS は、設計マージンが不十分であることを示しています。極限緊急応力（UES）は 60% RTS を超える必要があり、極端な天候下での短期間の過負荷を許容しながら、繊維ひずみを中央チューブの場合は 0.5% 未満、より線設計の場合は 0.35% 未満に保ちます。{3}}
不一致のコンポーネント
220kV 送電線用に指定された PE ジャケットは、仕様の誤りまたは将来の故障リスクを示します。 AT ジャケットは 110kV を超える送電線に必要です-この用途で PE を使用すると、実質的に 2 ～ 5 年以内にドライ バンドのアーク放電が発生することが保証されます。-
テストと検証
主要な機械的および環境テストには、繊維ひずみを 0.33% に制限した定格荷重での引張強度テスト、2000 N/100mm で 1 分間の圧壊テスト、5J エネルギーでの衝撃テスト、および 2 つの完全なサイクルによる -40 度から +70 度までの温度サイクルが含まれます。
これらのテストは優しいものではありません。温度サイクルは、さまざまな材料（アラミド糸、PE ジャケット、PBT チューブ）が異なる速度で膨張する場所である材料界面の破損を特にターゲットにしています。{1}}生き残ったケーブルは、1550nm で 0.05 dB/km 未満の損失変化を示し、長期的な安定性が実証されています。-
通常、合格基準には、ファイバの破損がないこと、シースの損傷がないこと、および光損失の変化が指定された制限内にとどまることが求められます。 RTS 仕様を満たしているが、温度サイクル後に 0.2 dB の増加が見られるケーブルは、製造上の欠陥または材料の不適合性を示します。
よくある質問
RTS、MAT、EDS の違いは何ですか?
RTS は破断強度、MAT は全負荷時の最大設計張力 (RTS の約 40%)、EDS は平均状態での日常動作張力 (RTS の 16 ～ 25%) です。 RTS は絶対的な限界、MAT は決して到達してはいけない設計限界、EDS は通常の動作と考えてください。
200m スパン定格のケーブルを 300m スパンで使用できますか?
安全ではありません。スパン定格には、特定のたわみと張力の計算が組み込まれています。定格スパンを超えると、過剰なたるみ（クリアランス違反）が発生するか、より高い張力が必要になります（MAT に近づき、繊維ひずみの危険性があります）。より高い RTS と適切なスパン定格を持つケーブルが必要です。
一部の 96 コア ケーブルが 48 コア ケーブルより安いのはなぜですか?
材料の品質の違いにより、コストに大きな差が生じます。プレミアム ケーブルには、より優れたアラミド糸、高級 FRP、より紫外線に強いジャケットが使用されています。-安価な 96- コア ケーブルでは、特に高紫外線や汚染された環境では、早期に故障する低品質のコンポーネントが使用されている可能性があります。-
適切な仕様の選択
まずは設置要件、つまりスパン長、電圧レベル、ファイバー数の必要性、および環境条件から始めます。これらは、プロジェクトのパラメータと一致する必要がある必須仕様を推進します。
For a 250-meter span on a 115kV line needing 48 fibers in a moderate climate, the proper adss fiber optic cable specification should include AT jacket (required for >110kV)、約 15 ～ 20 kN の RTS (安全マージンで 250m のスパンをサポート)、より線構造 (48 コアの場合に優れています)、動作温度範囲は -40 度から +70 度です。
24 本のファイバを必要とする 35kV の配電柱上の 100 メートルのスパンの場合、PE ジャケットで十分であり (35kV 以下)、8 ～ 12 kN の RTS が機能し (100m は比較的短い)、中央チューブ構造によりコストが削減され、極端な気候条件が存在しない限り標準温度範囲が適用されます。
重要なのは、不安から仕様を過剰に指定したり、コスト削減のために仕様を低く指定したりするのではなく、仕様を実際の要件に一致させることです。{0}{1}どちらも問題を引き起こします。-仕様を超えると-必要のない機能にお金が浪費され、仕様を下回ると故障や交換が発生し、総コストがはるかに高くなります。-
重要なポイント
ADSS 仕様は相互に関連しています-1 つのパラメータを変更すると、機械的および物理的な関係を通じて他のパラメータに影響を与えます
IEEE 1222-2019 は、実際のパフォーマンスを検証するテスト プロトコルを含む主要な標準を提供します
張力仕様 (RTS、MAT、EDS) は階層に従い、それぞれが異なる動作フェーズと安全マージンを表します。
ジャケットの選択は電圧レベルに大きく依存します。110kV 以下の場合は PE、それ以上の電圧の場合は AT
スパン長の能力は、引張強度、ケーブル重量、たわみ許容値、および環境負荷の相互作用によって決まります。
適切な仕様を選択するには、推測や恐れからの過剰な仕様ではなく、ケーブルの機能と実際の設置要件を一致させる必要があります。{0}}
データソース
ADSS 光ファイバーケーブルのテストとパフォーマンスに関する IEEE 1222-2019 規格
Zion Communication - ADSS ケーブル設計パラメータ (https://www.zion-communication.com)
フィブラメリカ技術データシート - ADSS-24-S120 (https://www.winncom.com)
ZMS ケーブル - ADSS 光ファイバー ケーブル パラメータ (https://zmscable.es)
GL ファイバー - ADSS 光ケーブルの技術パラメータ (https://www.gl-fiber.com)
ウィキペディア - 全-誘電体自立-ケーブル (https://en.wikipedia.org)
AFL Global - ADSS 光ファイバー ケーブルの仕様 (https://www.aflglobal.com)
Corning Optical Communications - Solo ADSS インストール ガイド (https://www.corning.com)