ADSS光ファイバーケーブルとは
ADSS 光ファイバー ケーブルは、金属部品を含まない自立型架空ケーブルで、追加のメッセンジャー ワイヤや支持構造物を必要とせずに電柱や送電線塔に設置できるように設計されています。{0}この頭字語は、全-誘電体自己支持-の略で、「全-誘電体」とは完全に非導電性の材料を意味し、「自己支持性」はケーブルが自重と支持点間の環境負荷に耐えることができることを示します。
ADSS 光ファイバー ケーブルの構造を理解する
内部アーキテクチャは、さまざまな導入シナリオにわたるパフォーマンスを決定します。スチールメッセンジャーワイヤーに依存する従来のファイバーケーブルとは異なり、ADSS は慎重に設計された誘電体材料によって機械的強度を実現します。
ケーブルの中心部では、光ファイバーが、水分を遮断する化合物で満たされた緩いバッファ チューブ内に配置されています。{0}}これらのチューブにより、ケーブルの屈曲時にファイバーが独立して移動できるようになり、ストレス-による信号劣化が防止されます。このコアを取り囲むアラミド糸-防弾チョッキに使用されるのと同じ高強度素材--は、スパンの要件に応じて 6 kN から 20 kN 以上の引張強度を提供します。
外側のジャケットは、エンジニアリング上の重要な課題を表しています。 110 kV 未満の設置の場合は、ポリエチレン (PE) ジャケットで十分です。このしきい値を超えると、特殊なアンチトラッキング (AT) 化合物が必要になります。-これらの材料は、高電圧環境でのドライバンド アーク放電によって引き起こされる電気的トラッキング-による導電性炭素パスの形成-に耐性があります。- 2022 年の業界調査では、220 kV を超える送電線での ADSS 障害の 73% が、ファイバーや強度部材の問題ではなく、不適切なジャケットの選択に起因していることが文書化されました。
2 つの構造バリアントが市場を支配しています。中央チューブ設計では、すべてのファイバーが単一の大きなチューブ内に配置され、その結果、300 メートル未満のスパンに適した、より軽量でコンパクトなケーブルが得られます。撚り線設計により、中央の強度部材の周りに巻かれた複数のチューブにファイバーが分散され、1,000 メートルを超えるスパンをサポートします。トレードオフには直径と重量が関係します。{6}}撚り線ケーブルは通常 30～40% 大きくなりますが、長距離にわたる機械的応力をより均等に処理します。
ADSS 実装マトリックス
適切な ADSS 光ファイバー ケーブルを選択するには、環境要因を仕様に適合させる必要があります。このフレームワークは、意思決定プロセスを整理します。
電圧環境（縦軸）：
35 kV 未満: 標準 PE ジャケット、最小限の電気的考慮事項
35 ～ 110 kV: 耐紫外線性が強化された PE ジャケット
110-220 kV: 高応力ゾーンでは AT ジャケット、-、低磁場位置では PE が許容可能
220 kV 以上: AT ジャケット必須、電圧範囲に合わせた特別な配合
スパン要件 (横軸):
ミニ-スパン（40～120m）: 中央チューブ、引張定格6～9 kN
標準スパン（120～300m）：中央管または軽より線、9～12 kN
長スパン（300～600m）：撚線構造、12～18 kN
超長スパン（600～1800m）: 強化ジャケット付き重撚線、18～24 kN
交差点によってケーブルのタイプが決まります。 66 kV 配電線を横断する 150 メートルのスパンには、500 kV 送電線と並行する 450 メートルのスパンとは異なる仕様が必要です。世界のADSS市場は、セグメンテーション方法に応じて2024年に14億2000万〜25億ドルと評価され、電力会社が老朽化したインフラを最新化するにつれて、年間6.5〜14.6％で拡大しています。
ADSS が優れている点と苦戦している点
すべての誘電体構造の電磁耐性により、これらのケーブルは、金属ケーブルが誘導電流を受ける高電圧の通路沿いで特に価値があります。{0}{1}電力会社は世界の消費量の約 45 ～ 50% を占めており、各極での接地要件を必要とせずに、SCADA ネットワーク、配電自動化システム、送電網監視インフラストラクチャの構築に電力会社を使用しています。
電気通信の導入では、既存の公共インフラがある地域でこのアプローチが好まれます。通信事業者は、新しい電柱線を建設するのではなく、配電柱上の取り付けスペースをリースします。非導電性の性質により、金属ケーブルにかかる接着と接地のコストが不要になります。-設置は、絶縁ツールを使用した活線技術を使用して、1 回の停止時間帯でもラインの電源を切ることなく進行します。-
しかし、明確な制限が存在します。 --マルチポイント ファイバー-から--構内ネットワークに接続する場合、中間に追加のドロップ ケーブルを接続できないことが問題を引き起こします。すべてのサービス ドロップは電柱に接続する必要があるため、建物が-ブロックの真ん中にある場合は、隣接する電柱から接続する必要がある可能性があります。この制約により、米国の大手ファイバーオーバービルダーは、材料コストが高くなったにも関わらず、郊外の敷設での固定架空ケーブル用の ADSS を放棄することになりました。
電気的トラッキングの問題は、特定の地理的条件で深刻になります。沿岸施設は、表面抵抗の低下による塩水噴霧によるジャケットの劣化が加速するという問題に直面しています。空気中の汚染物質が存在する工業地域でも同様の影響が生じます。 2018 年に中国で発生した事故では、追跡損傷が検出されなかったために高速鉄道で ADSS 光ファイバー ケーブルが破断し、-2 時間のサービス中断が発生し、「3 スパン」の交差点（鉄道、高速道路、重要な送電線）に対する業界全体の検査プロトコルが発動されました。-
極端な温度は機械的な問題を引き起こします。ケーブルは、毎日の膨張-サイクルに耐えながら、-40 度から +70 度まで光学性能を維持する必要があります。北部の気候では氷が積もると、ケーブルの重量が一時的に 3 倍になる可能性があります。風による振動、つまり風振動は、安定した横風によってケーブル内に定在波が発生すると発生します。適切なダンパーがないと、この振動により、長年にわたってスプライス ポイントや取り付けハードウェアが疲労する可能性があります。
仕様に欠けている設置の現実
公開されているスパン グラフは、平坦な地形、障害物がなく、標準的な風と氷のゾーンという理想的な条件を想定しています。{0}現場での設置がこれらの想定と一致することはほとんどありません。サグの計算では極間の標高差を考慮する必要があり、上りスパンでは過度のファイバーの歪みを防ぐために 15-25% 短い距離が必要です。谷や水域を通過するには、最悪の場合の荷重条件を注意深く分析する必要があります。
「クリープ」現象は、長期間の設置に影響を及ぼします。-アラミド糸は張力が持続するとゆっくりと伸び、ケーブルの最初の 2{6}}3 年間でたるみが増加します。経験豊富な作業員は、このヘタリを予測して、計算値よりも 10 ～ 15% 少ないたるみで取り付けます。クリープを考慮しないと、最低地上高を下回るケーブルのたるみが発生し、費用のかかる張り直しが必要になります。
スプライス クロージャの配置により、実際的な制約が作成されます。地下で接続する埋設ケーブルとは異なり、空中接続では柱または塔に固定された耐候性のエンクロージャが必要です。これらのエンクロージャは、ポールの取り付け部分に風荷重とモーメント応力を加えます。電力会社は通常、OTDR テスト要件と修理アクセスのロジスティクスに基づいて、最大接続間隔を 2 ～ 4 キロメートルと指定します。
経験豊富な請負業者によって適用される「現場設置係数」は、実際の変数を考慮してカタログ スパン評価を 20-30% 削減します。 400 メートルのスパンで定格されているケーブルでも、地形の適度な変化、標準的な建設公差、および安全マージンを考慮すると、実際には 300 メートルに制限される可能性があります。
ADSS と OPGW: 意思決定の枠組み
光接地線 (OPGW) は、伝送塔の上部に設置され、接地導体とファイバー ケーブルの両方の役割を果たします。この二重の機能により、OPGW は 110 kV を超える新しい送電線建設のデフォルトの選択肢となります。-接地機能は、ファイバの使用率に関係なく価値を提供します。
ADSS は、アース線の交換が経済的に正当化できない既存の回線を改修する場合に有利になります。 ADSS 光ファイバー ケーブルの改修プロジェクトでは、既存のアース線が影響を受けないため、設置コストが 30 ～ 50% 低くなります。しかし、OPGW はその金属装甲によって優れた機械的保護を提供しており、これが異常気象地帯や 800 メートルを超えるスパン長で優位に立つ理由を説明しています。
材料費の差は設置費とは逆になります。アルミニウム-クラッド鋼を含む OPGW ケーブルは、通常、同等のケーブルよりも 40～60% 高くなります。プロジェクト全体の経済性は、ラインの新規建設が必要か (OPGW が有利)、既存のインフラストラクチャを使用するか (ADSS が有利) によって決まります。
雷保護の哲学は根本的に異なります。 OPGW は接地システムを通じて打撃エネルギーを消散します。 ADSS は非導電性であるため、ストライクがタワー構造または個別のアース線を介して地面に伝わります。どちらのアプローチも適切に設計されていれば効果的であることが証明されていますが、落雷の発生率が高い電力会社では、ADSS の要件を超えて冗長接地を指定する場合があります。
特定のシナリオの選択基準
状況: 150 ～ 200 メートルのスパンを持つ 69 kV 配電線での地方のブロードバンド展開
解決策: 中央チューブ ADSS、定格 12 kN、標準 PE ジャケット、繊維数 24-48。この構成は、典型的な地方の分散環境において、コストとパフォーマンスのバランスをとります。シングルジャケット設計により、直径と重量が最小限に抑えられます。
状況: 変化に富んだ地形を横断する 400 ～ 600 メートルのスパンを持つ 345 kV 送電線沿いの SCADA ネットワーク
解決策: 撚り線 ADSS、定格 18 kN、AT ジャケット定格 345 kV、48-96 ファイバー。 500 メートルを超えるスパンでは制振ダンパーを指定してください。環境保護を最大限に高めるために、二重ジャケット構造を検討してください。
状況：80～120メートル離れた建物を既存の電柱で接続するキャンパスバックボーン
解決策: ミニ-スパン ADSS、6-9 kN 定格、難燃性 PE ジャケット、12～24 本の繊維。スパンが短いため、軽量な施工が可能です。都市環境におけるジャケットの要件については、地域の消防法を確認してください。
状況: 海水から 5 キロメートル以内の海岸設置
解決策: 電圧に関係なく、塩分環境向けに特定の耐トラッキング性配合を備えた AT ジャケット。{0}検査頻度を増やして、トラッキングの兆候を早期に検出します。一部の仕様では、外側ジャケットに疎水性コーティングが必要です。
よくある実装上の間違い
タワー上の不適切な垂直位置に設置すると、ほとんどの電気トラッキング障害が発生します。 「電界」強度は、タワー（接地）でのゼロから中間スパンでの最大まで変化します。多くの場合、仕様では相導体からの垂直方向の最小離隔距離を義務付けています。-通常は、塔の形状に応じて、最も低い導体から 3～4 メートル下、または最も高い導体から 2 メートル上です。
過小なハードウェアを使用すると、別の頻繁なエラーが発生します。サスペンション クランプはケーブル グリップの圧力を均等に分散する必要があります。過剰な圧力点は-ジャケットとその下の強度部材に負荷を与えます。歪み点でのデッドエンド クランプでは、ケーブルの直径と引張定格に注意深く合わせる必要があります。-ある電力会社は、早期故障の 60% がケーブルの欠陥ではなく、不適切なクランプの選択にあることを突き止めました。
不適切な検査プログラムにより、軽微な問題が拡大します。ジャケット表面に黒い筋や粗い斑点として見えるトラッキング ダメージは、即時の対応が必要な進行中の劣化を示しています。田舎での散弾銃による損傷は、一見軽微に見えますが、湿気が侵入し、その後数年にわたって繊維の破損が伝播します。
長期にわたるパフォーマンスの期待
-よく設計された ADSS 光ファイバー ケーブル設備は、電圧環境とスパンの長さが仕様と一致している場合、25-40 年の耐用年数を実現します。 1990 年代からのアジア太平洋地域への展開は効果的に運用され続けており、このテクノロジーが長寿命である可能性を示しています。
信号減衰は通常、新品の場合、1310 nm の波長で 0.3 ～ 0.4 dB/km ですが、熱サイクルによって蓄積されたマイクロベンディングから 15 ～ 20 年後には 0.4 ～ 0.6 dB/km に増加します。この劣化はほとんどのアプリケーションで許容範囲内にとどまります。1550 nm の波長を使用する中継器なしでも 100 km の伝送スパンは実現可能です。
埋設ケーブルに比べてメンテナンスの必要性が最小限であることがわかります。四半期または半年に一度の目視検査により、発生している問題の 90% が検出されます。{1}サーモグラフィー イメージングにより、ハードウェアの腐食や接続の緩みを示すホット スポットが特定されます。 OTDR テストは毎年行われ、光学性能が確認され、劣化した部分が特定されます。
テクノロジーは進化し続けています。新しいジャケット配合により、耐トラッキング性が 500 kV 範囲まで拡張されました。ジェルフリーのデザインにより、修理のための中間アクセスが簡単になります。{4}曲げに敏感でないファイバー (ITU-T G.657) は、ポール ハードウェアの周囲の配線が厳しい状況での損失を軽減します。
決定を下す
ADSS は、インストールに次のことが必要な場合に成功します。
既存のインフラ上での空中展開
-安全性または EMI 耐性を備えた非金属構造
中程度の距離でもコスト効率の高いファイバー到達距離-
最低地上高の競合
活線状態でも柔軟に設置できる-
プロジェクトに以下が含まれる場合、課題に直面します。
ミッドスパンのドロップが頻繁に発生するポイント{0}}ツー-マルチポイント ネットワーク
800メートルを超える非常に長いスパン
専用ケーブルなしで 345 kV を超える電圧環境に対応
適切なジャケット保護のない腐食性雰囲気
OPGWが二重の機能を提供する新構造
最終的には、慎重なエンジニアリング分析を通じて、ケーブルの機能を導入環境に適合させるかどうかに基づいて決定されます。 ADSS 実装マトリックスは開始フレームワークを提供しますが、サイト固有の要素-地形、気象パターン、電圧構成、スパン分布-については個別の評価が必要です。
ファイバー ネットワークがサービスの行き届いていない地域に拡大し、電力会社が老朽化したグリッドを最新化するにつれて、ADSS 光ファイバー ケーブルは空中展開に実証済みのソリューションを提供します。その機能と制限を理解することで、エンジニアはその長所を活用しながら、不適切に指定されたインストールで問題となる落とし穴を回避できます。