adss ケーブルとはテクノロジーを説明するものですか?
ADSS ケーブル (全誘電体自己支持ケーブル--) は、金属部品を使用せずに構造間の自重を支えるように設計された光ファイバー ケーブルです。このケーブルは、引張強度をアラミド繊維糸またはガラス強化プラスチックに依存しているため、データ伝送用の光ファイバーを伝送しながら 40 ～ 1,800 メートルの延長が可能です。この構造により、架空ケーブルの中でもユニークなものになっています。-電気接地やシャットダウンの要件を必要とせずに、通電中の電力線に設置できます。
-セルフサポートの背後にある非金属アーキテクチャ-
メッセンジャー ワイヤやサポート ストランドを必要とする従来の架空ケーブルとは異なり、ADSS は、設計された材料の積層により構造の独立性を実現します。ケーブルのコアには、水分遮断ジェルが充填された緩いバッファ チューブ内に収容された光ファイバーが含まれています。-。これらのチューブは、通常は繊維強化プラスチック (FRP) で作られた中央の絶縁耐力部材を囲みます。{3}
重要な革新は強度のあるメンバーにあります。アラミド糸-防弾チョッキに使用されているのと同じ素材-が繊維コアの周りに巻き付けられ、スパン要件に応じて 8 kN ～ 50 kN の引張定格を提供します。これらの繊維は、電気的に不活性なままで負荷がかかったときの伸びに抵抗するため、金属代替品を破壊する可能性のある電場でケーブルが垂れ下がることを可能にします。
2 つの構造的アプローチが現在の設計を支配しています。中央のチューブ構造では、すべてのファイバーを単一の PBT (ポリブチレン テレフタレート) のルース チューブ内に配置し、アラミド糸で包み、ポリエチレンまたはアンチトラッキング (AT) シースで押し出し成形します。-この構成は、ファイバ数よりも軽量化が重要な 300 メートル未満のスパンで機能します。より線構造では、FRP コアの周りに複数のルーズ チューブを巻き付け、500 メートルを超えるスパンで 144- のファイバー構成が可能になります。ストランドアプローチでは、直径と重量を犠牲にして、優れた水の遮断と断面全体への機械的分布を実現します。{9}}
実際の動作寿命は外側のジャケットによって決まります。標準の PE (ポリエチレン) ジャケットは、空間電位法に従って最大 12 kV の電界強度に対応します。 AT ジャケットは、カーボン ブラック添加剤を使用して表面導電率を制御し、220 kV 送電線の初期の設備を破壊したドライバンド アーク放電を防止します。-張力がかかり、酸性環境にさらされたガラスは強度を失いますが、ジャケットは化学的攻撃から保護します。
動作環境とフィールドパフォーマンスパラメータ
ADSS ケーブルは、-40 度から +70 度までの極端な温度範囲で機能し、銅の代替ケーブルを切断する可能性のある機械的ストレスに耐えながら光伝送を維持します。誘電体構造により電磁干渉が排除されます。-これは、ケーブルが 500 kV の三相導体と平行に配線されている場合に重要な利点となります。
シングルモード ファイバーと 1310 または 1550 ナノメートルの光の波長を使用すると、中継器なしで最長 100 キロメートルの回線を構築できます。- G.652D ファイバーの信号減衰は 0.4 dB/km 未満にとどまり、中間増幅を行わずに変電所または携帯電話塔間の長距離バックボーン接続が可能になります。-
スパン能力はプロジェクトの経済性を定義します。配電柱上の短スパン用途（40-80 メートル）では、引張定格の低い 12-24 ファイバー ケーブルが使用されます。中程度のスパン（100-300 メートル）では、サグを慎重に計算する必要があり、通常は 48 ～ 96 本のファイバー構成が導入されます。長いスパン (300 ～ 700 メートル) には精密な機械工学が必要です。ケーブルは、最大の着氷、最低の温度、持続的な風といった最悪の荷重下でも最低地上高を維持する必要があります。一部の特殊な河川横断では、カスタムの高強度設計を使用して 1,500 メートルを超えるスパンを実現しています。
風-による風振動は、長いスパンでは顕著になります。これらのケーブルは軽量で張力が比較的高く、自己減衰が少ないため、支持点付近の各スパンに防振ダンパーを取り付けることができます。-ダンパーを使用しないと、強風の廊下で 2{6}}5 年間使用すると、サスペンション ハードウェアに疲労破壊が発生します。
通電環境向けの設置方法
ADSS ケーブルの設置は、通電された伝送線路上で活線方式を使用して進めることができ、通常、ファイバー ケーブルはタワーの下部クロスアームでサポートされます。-この機能により、主要な伝送路では 1 回線あたり 1 時間あたり 50,000 ドルから 200,000 ドルに達する可能性がある停止コストが削減されます。
設置は、適応された架空導体技術に従って行われます。作業員は、張力監視機能を備えた特殊な引張装置を使用して、設置時にケーブルの定格破断強度-通常は極限引張定格の 40-60% を超えないようにします。各スパンで適切なたるみ調整を行うことで、動作負荷がかかってもケーブルが設計張力を維持できるようになります。過剰な張力は、光ファイバーに微小曲げ損失を引き起こすため、耐用年数が短くなります。-張力が不足していると過度のたるみが発生し、最低地上高違反の危険があります。
ハードウェアの選択は信頼性に直接影響します。サスペンション クランプは、ジャケットを潰したり応力集中を引き起こしたりすることなく、ケーブルの重量を分散します。これらのクランプは熱膨張に対応する必要があります。-500 メートルのスパンは、夏期と冬期の間で 2.5 メートル収縮することがあります。-終端点の行き止まりのハードウェアは、局所的なファイバーの損傷を防ぐ補強ロッドを介してケーブルの張力全体をポール構造に伝えます。
電界には隠れた課題があります。高圧線では、設置者はハードウェア終端部のコロナ開始ゾーンの外側にケーブルを配置する必要があります。-変電所に入ると、専用の隙間アダプターを介して接地された導管に移行します。光ケーブルは使用中に風力や温度などのさまざまな外力の影響を受けるため、合理的な機械設計と計算が必要です。
電食の問題と緩和戦略
誘発された電気腐食の問題は、電気腐食が光ファイバーケーブル設備の破壊につながる場合の主な原因です。この障害モードは、110 kV を超える送電線に広く導入された後に出現しました。
このメカニズムには表面の汚染が関係します。空気中の汚染物質がジャケット上に堆積し、霧や露で濡れると半導電層を形成します。-ケーブルは AC 電界内に置かれます。-電位は、接地された極の取り付け部でのゼロから中間スパンでの最大まで変化します。-電流が汚染層を通って流れ、熱が発生します。セクションが乾燥すると、抵抗の高い「ドライバンド」が形成されます。-これらの帯域の電圧は数千ボルトに達する可能性があり、電気アークを発生させてジャケットの素材を焦がして侵食します。
設置中、外層は疎水性であり、ドライバンドアーク放電が発生しにくいです。しかし、これらのケーブルは時間の経過とともに疎水性が低下するため、外層に形成された汚染によるドライバンドアーク放電の影響を受けやすくなります。
予防には 3 つの連携したアプローチが必要です。まず、適切な吊り下げ位置です。ケーブルを配電線の中性線の下、または送電線のアース線の位置に配置すると、電界への曝露が最小限に抑えられます。第二に、ジャケット技術: AT (アンチ-) シースには、制御された導電性が組み込まれており、局所的なホットスポットを生成することなく表面電流を分散します。 3 番目に、環境評価: 沿岸地域、工業地域、または砂漠地域に設置される施設は、より高い汚染率に直面しており、アップグレードされたジャケット仕様が必要です。
防振ホイップを使用する場合、距離の制御に失敗するとコロナ放電状況が引き起こされます。{0}ダンパーとケーブル間の最小分離距離 (通常は 200 ～ 300 mm) により、この二次的な故障モードが防止されます。
主要なアプリケーションドメインとユースケース
電力会社通信
電力会社は、エネルギー分配を効果的に監視および制御するために、効率的な通信ネットワークを必要としています。この技術により、個別の地役権や電柱賃貸契約を必要とせずに、SCADA (監視制御およびデータ収集) システム、保護中継、AMR (自動検針) ネットワークが可能になります。一般的な変電所-対-のリンクでは 48 芯のケーブルが使用されます。12 芯が運用システム用、12 芯が冗長性用、24 芯が追加収益のために通信事業者にリースされます。
ルートが既存の電力インフラストラクチャに従う場合、経済的にはトレンチ型ファイバーよりもこのアプローチが有利になります。既存の高圧送電線に採用すると、取り付けが簡単になり、範囲が広くなり、コストとリソースが節約され、費用対効果の高いソリューションを提供できます。-設置費用は 1 マイルあたり 15,000 ドル-40,000 ドルですが、溝掘りと修復が必要な直接埋設ルートの場合は 80,000 ～ 150,000 ドルかかります。
通信インフラ
高速インターネットおよび通信サービスの世界的な急増により、高帯域幅容量の必要性が高まっています。{{0}地方のブロードバンドへの取り組みでは、電柱に設置されたこれらのケーブルを活用して、埋設ケーブルの費用により導入が不可能なサービスが十分に提供されていない地域に到達します。 1 本の 96 ファイバー ケーブルで、ディストリビューション ノードでの GPON (ギガビット パッシブ オプティカル ネットワーク) 分割を介して数千のギガビット接続の容量を提供します。
5G バックホール ネットワークでは、携帯電話基地局へのラストマイル接続にこのテクノロジーを使用することが増えています。- -非金属構造により、銅の代替品に悩まされている雷被害の懸念が解消され、144 心ケーブルが現在の 5G 要件と将来の帯域幅拡張の両方をサポートします。
鉄道および交通回廊
鉄道信号システムには、牽引力システムからの電気的干渉の影響を受けない、確定的で低遅延の通信が必要です。{0}鉄道用地に沿った設置物は、路側設備、踏切遮断機、集中交通制御システムを接続します。--鉄道および道路の通信アプリケーションでは、これらのケーブルが輸送通路の両側の電柱に設置されます。
再生可能エネルギーの統合
風力および太陽光発電プロジェクトでは、送電線の高度が高いため、空中ファイバー接続が必要です。風力発電所は遠隔地にタービンを分散させ、各ユニットがリアルタイムのモニタリングを必要とする運用データを生成します。-タービンから収集ポイントまでの接続には既存の塔構造を使用し、農地を通る別々の電柱線を回避します。
ADSS ケーブル市場の成長と業界での採用とは何ですか
全誘電体自己支持型（ADSS）ケーブルの市場規模は、2024 年に 25 億米ドルと推定され、6.5% の CAGR で 2033 年までに 41 億米ドルに達すると予想されています。{0}{1}複数の要因が、単純な電気通信の成長を超えてこの拡大を推進しています。
スマートグリッドの近代化は、公共事業投資の最大の推進力となります。スマートグリッド技術の導入の拡大と電力会社の近代化は、市場を推進する上で極めて重要です。電力会社は、数千の分散収集ポイントからのファイバー バックホールを必要とする高度計量インフラストラクチャ (AMI) を導入しています。配電自動化システムには 100 ミリ秒未満の通信遅延が必要ですが、分散した変電所全体に確実に配信できるのはファイバーだけです。
アジア太平洋地域は世界市場を支配しており、2024 年の総収益の約 42% を占め、市場規模は 6 億 1,300 万ドルに達します。中国とインドは、積極的な地方電化とブロードバンド拡張プログラムを通じて地域の需要を促進しています。ブロードバンド接続の強化、公共サービスのデジタル化、送電ネットワークのアップグレードといった政府主導の取り組みにより、旺盛な需要が促進されています。{5}}
北米は第 2 位の市場であり、ネットワークのアップグレード、グリッドの最新化、高速インターネット サービスの拡大により、2024 年の市場規模は 3 億 7,800 万米ドルに達します。-インフラ投資および雇用法は、ブロードバンドの拡張に 650 億ドルを割り当て、その大部分は、このテクノロジーの導入がマイルあたりのコストで最も低いサービスが行き届いていない地方地域に向けられました。{6}}-
ファイバー---Home（FTTH）の高速化が大きく貢献します。シングルパス設置によりメッセンジャー ワイヤを張る作業が不要になるため、サービス プロバイダーは配給フィーダにこの空中ソリューションを好みます。-これにより、従来のラッシングケーブル方式と比較して人件費が 30 ～ 40% 削減されます。
設計選択フレームワーク: アプリケーションに適合するケーブル
導入を成功させるには、ケーブルの仕様を機械的、電気的、環境的な要求に適合させる必要があります。仕様が不十分だと早期故障につながります-電力会社は、不適切に設計された設備の耐用年数は 2～7 年であると報告しています（25+ 年は達成可能です）。
スパン長さと引張荷重
最大スパンによって必要なケーブル強度が決まります。短いスパン（100 メートル未満）では、8-12 kN 定格のケーブルを使用します。中程度のスパン (100 ～ 300 メートル) には 15 ～ 25 kN の定格が必要です。長いスパン (300 ～ 700 メートル) には 30 ～ 50 kN の設計が必要です。計算では、最悪の場合の荷重、つまり現地の気象データごとの氷の厚さ、予想される最大速度での風圧、および最低気温を考慮する必要があります。
電圧環境
69 kV 未満の回線では、通常、標準の PE ジャケット ケーブルが使用されます。 69-230 kV システムに設置するには、電界強度がケーブル表面で 12 kV を超える場合は、電界解析を行って、適切な位置に配置された適切なジャケット タイプ PE または AT ジャケットを決定する必要があります。 230 kV を超える送電線では、ほぼ常に AT ジャケットとフィールド モデリングによって検証された特定の吊り下げ位置が義務付けられています。
繊維の数と種類
シングルモード G.652D ファイバーは、ほとんどのアプリケーションを処理します。-カウントの選択は、当面のニーズに 50-100% の成長率を加えたものに依存します。分散バックボーンでは、最初に 16 ファイバーを使用して 48 ファイバー ケーブルを展開し、残りを容量拡張または多様なルーティング用に確保する場合があります。 144+ ファイバーを必要とする高密度用途には、重量上のデメリットを伴う撚り線構造が必要になります。
環境要因
沿岸の施設では、強化された耐紫外線性と耐汚染性ジャケットが必要です。{0}砂漠環境では極端な温度変化が見られるため、熱劣化を防ぐために特別なアラミド糸処理が必要です。森林地域ではげっ歯類駆除剤が必要になる場合がありますが、-空中設置では埋設ケーブルと比較してこの懸念が大幅に解消されます。
氷と風の荷重
ハードウェアは、腐食や強風などの過酷な海洋環境に耐えるように設計する必要があります。北部の気候では、ケーブル直径に 12 ～ 25 mm の半径方向の氷荷重が加わり、風荷重が 3 倍になり、1 メートルあたりの重量が 4 倍になります。ケーブルのたるみの計算では、ファイバーのひずみを 0.2% 未満に維持しながら、これらの条件下での最低地上高を確保する必要があります。
ADSS ケーブル設置ハードウェア エコシステム
ハードウェアはプロジェクト総コストの 15-25% を占めますが、長期的な信頼性が決まります。 3 つのハードウェア カテゴリは、異なる機能を提供します。
サスペンションハードウェア
ヘリカル サスペンション クランプは、ジャケットを貫通することなく、摩擦によってケーブルをグリップします。クランプの長さは通常 1.5-2 メートルで、クランプ力を分散し応力集中を防ぎます。ケーブルとクランプ間のポリマークッションは、風によるケーブルの動きによるジャケットの摩耗を防ぎます。{5}}サスペンション ハードウェアは垂直方向のケーブル重量のみをサポートします。縦方向の張力は隣接するスパンに伝わります。
終端ハードウェア
ケーブル端の行き止まりアセンブリや方向変更は、設計上の張力を完全に固定する必要があります。{0}}事前に形成された螺旋ロッドが 3 ～ 4 メートルのケーブル長にわたってグリップ力を分散し、繊維を損傷することなくアラミド強度部材からジャケットを介して負荷を伝達します。ハードウェア アセンブリは、最大ケーブル張力の 1.5 ～ 2 倍と定格されるクレビスまたはアイボルトを介してポールに取り付けられます。
移行および保護ハードウェア
補強ロッドは、ハードウェアがクランプされるケーブル部分を保護します。これらの成形または螺旋状に巻かれた要素は、ハードウェア インターフェースでの曲げモーメントに対する剛性を提供します。{1}スプライス エンクロージャに入るケーブルは、制御された曲げ半径 (通常、最小ケーブル直径の 20 倍) を備えたスラック ストレージ ループを使用して、微小曲げ損失を防ぎます。-
ADSS と代替航空ソリューションの比較
ADSS vs OPGW (光アース線)
OPGW は、伝送塔の従来のシールド ワイヤを置き換える導電性アース線内に光ファイバを埋め込みます。 OPGW ケーブルは、データ キャリアとアース線としての二重の機能を果たし、金属コンポーネントが含まれており、適切なアースが必要です。
OPGW の利点: 落雷保護、電界露出の低減、電気設計の簡素化を実現します。 OPGW の短所: 設置には回線の停止が必要、材料コストが高い (1 フィートあたり 8 〜 15 ドル、ADSS の場合は 3 〜 8 ドル)、送電線用途に限定されます。
ADSS の利点: ライブライン設置機能、より広い適用範囲（配電から伝送）、より低い材料費。{0}} ADSS の欠点: 高電圧線には電食の脆弱性があり、慎重な電界エンジニアリングが必要です。
選択はアプリケーションによって異なります。新しい送電線の建設では、送電線がいずれにしても通電されていない初期建設中に OPGW を指定することがよくあります。-既存の送電線を改修する場合は、費用のかかる停止を回避するために全誘電体アプローチが非常に有利です。-
ADSS vs ラッシュファイバーケーブル
ラッシングファイバーはストランドを配置する必要があるため、ストランドがすべての環境負荷に耐え、将来のネットワークの成長に応じてケーブルを追加できます。これにより、初期のファイバー数が不十分であることが判明する通信スペースでのスケーラビリティの利点が得られます。
自立型設計により、垂れ下がったストランドが不要になり、コストの観点からは有利ですが、追加のケーブルを固縛する必要がなく、すべての分岐ケーブルをポールに直接取り付ける必要があることも意味します。-ポイントツー-バックボーン アプリケーションの場合、シングルパス インストールにより 25-35% の省力化が実現します。頻繁なブランチのドロップが必要なポイントツーマルチポイント アクセス ネットワークの場合、ラッシング ファイバは、初期設置コストが高くても優れた柔軟性を提供します。
メンテナンスに関する考慮事項と耐用年数要因
適切に設計され設置されたケーブルは、標準的な光テストを超えた最小限のメンテナンスで 25 ～ 30 年の耐用年数を実現します。早期劣化の主な原因は 3 つの故障モードです。
電気トラッキング損傷
電力線の平均寿命は、電界の配置、汚染レベル、ジャケットの材質の選択などの要因によって異なります。年に一度の赤外線サーモグラフィー検査により、致命的な障害が発生する前に追跡が開始されていることを示すホットスポットが特定されます。汚染除去は産業環境での耐用年数を延ばしますが、空中に設置すると大規模には現実的ではありません。
機械的疲労
ダンパーが省略されているか、不適切な位置にある場合、風力振動によってサスペンション ポイントに疲労が発生します。目視検査により、装甲ロッドのフレッティング-が動いていることを示す光沢のある磨耗跡が確認できます。振動ダンパーを遡及的に取り付けると、ケーブル破断への進行が防止されます。
設置時の損傷
送電線は銃撃による損傷にさらされることがありますが、特に田舎では散弾銃の弾が時折繊維を切断したり、外装を損傷したりすることがあります。野生動物が架空ケーブルに損傷を与えることはめったにありませんが、建設機械が低い吊りスパンに衝突することは依然としてよくあります。-適切なサグテーブルを使用して指定された地上高を維持すると、ほとんどの物理的損傷を防ぐことができます。
2-3 年ごとの光タイムドメイン反射測定法（OTDR）テストにより、ファイバーの減衰傾向が記録されます。損失が徐々に増加すると、過度のケーブルの動きや低品質のファイバーの水素劣化による微小な曲がりが発生します。-突然の損失ステップは、現場調査が必要な物理的損傷を示しています。
よくある質問
ADSS ケーブルの最大スパン長はどれくらいですか?
標準設計では、送電塔で最大 700 メートルのスパンに対応します。特殊な高強度ケーブルは、河川横断や渓谷用途で 1,{4}} メートルのスパンを実現していますが、カスタム エンジニアリングと高コストが必要です。スパン容量は、ケーブルの引張定格、環境負荷 (氷、風)、および地上高の要件によって異なります。
ADSS ケーブルは通電中の伝送路に設置できますか?
はい。全誘電体構造により、接地要件やシャットダウンコストを必要とせずに活線設置が可能です。-これは、OPGW の代替手段と比較した主な利点を表しています。ただし、230 kV を超える送電線に設置するには、設置作業員の電気安全上の課題を管理するための専門的なトレーニングと設備が必要です。
ADSS ケーブルは異常気象下でどのように機能しますか?
これらのケーブルは、-40 度から +70 度まで確実に動作し、適切に設計されている場合、半径方向の厚さ 25 mm までの氷の荷重に耐えます。顕著なサグ変動を引き起こす極端な温度下でも光伝送を維持します。耐風力はダンパーの適切な設置に依存します。-減衰されていないケーブルは、強風地域の 200 メートルを超えるスパンで振動疲労を経験します。
ADSS ケーブル設置における電食の原因は何ですか?
ドライバンド アーキングは、表面の汚染と送電線の高い電界強度が組み合わさったときに発生します。{0}}この問題は主に、汚染された環境にある 110kV 以上の送電線の設備に影響します。アンチトラッキング ジャケット配合物は、現場分析と環境条件に基づいて正しく指定されている場合、この故障モードを防止します。
プロジェクトを成功させるための実装チェックリスト
導入を計画するときは、ケーブルの寿命を縮めたり、コストを高騰させたりする一般的な落とし穴を避けるために、次の技術的および物流的要因を考慮してください。
正確なスパンデータから始めます。サグの計算は正確な形状に依存するため、各スパンの長さとカタログ上のポールの高さを測定します。電力会社に柱荷重解析を依頼して、特に氷荷重によりスパンあたり 50 ～ 100 ポンドが追加される可能性がある長いスパンの場合、構造が追加のケーブル重量をサポートできることを確認します。
69 kV を超える電圧クラスの電界モデリングを実行します。この分析により、適切なケーブルの配置とジャケットの仕様が決定されます。 3,000 ～ 8,000 ドルのエンジニアリングコストにより、設置後 3 ～ 7 年以内にはるかに高価なケーブルの故障を防ぐことができます。
帯域幅要件に 50-100% の増加マージンを加えたものに基づいて、ファイバーのタイプと数を指定します。 -指定すると、5 ～ 10 年以内にケーブルを再接続する必要があり、費用がかかります。ファイバー数が多すぎると、それに比例した利益が得られずに初期費用が増加します。ほとんどのバックボーン アプリケーションは、初期導入に最適な 48 ～ 96 ファイバーを見つけます。
ADSS 特有の技術に精通した経験豊富な設置請負業者に依頼してください。{0}取り付け中の張力を監視することで、微小曲げ損失を引き起こし、耐用年数を短縮する過剰な張力を防止します。{2}実証済みの専門知識を持つ請負業者には、一般のライン作業スタッフよりも 15 ～ 20% 多くの予算を設定します。
将来のネットワークの進化を計画します。これらの自立型ケーブルはラッシュの追加をサポートしていないため、分岐接続には別の柱に取り付けられたスプライスまたはドロップ ケーブルが必要です。-ファイバの割り当てと接続位置を細心の注意を払って文書化する-記録が不十分である-と、5～10 年後に拡張が発生した場合にトラブルシューティングに費用がかかることになります。
ADSS ケーブル テクノロジとその適切な仕様とは何かを理解することで、通常、さまざまな公共事業および通信アプリケーションにわたって 20 ～ 30 年間の信頼できるサービスを提供するインフラストラクチャへの投資が実現します。
出典:
ウィキペディア: 全-誘電体自立-ケーブル
STL Tech: ADSS 光ファイバーケーブルの概要
UnitekFiber: ADSS ケーブルの構造と特性
ZMS kV ケーブル: ADSS アプリケーションの問題と解決策
検証済みの市場レポート: 全-誘電体自己-対応ケーブル市場 2024～2033 年
成長市場レポート: オール-誘電体自己-をサポートするケーブル市場調査 2033 年
CommScope: ADSS とラッシュド ファイバーの分析
OFIL システム: ADSS ファイバー検査とドライバンド アーク放電-