ADSS 광섬유 케이블 사양이란 무엇입니까?
ADSS 광섬유 케이블 사양은 공중 설치에서 케이블 성능을 결정하는 기계적, 광학적, 환경적 매개변수를 정의합니다. 주요 사양 요소에는 정격 인장 강도, 섬유 수, 스팬 길이 기능, 재킷 유형, 온도 등급 및 IEEE 1222-2019와 같은 표준 준수가 포함됩니다.
핵심 ADSS 광섬유 케이블 사양 카테고리 이해
ADSS 케이블 사양은 안정적인 성능을 보장하기 위해 함께 작동하는 세 가지 상호 연결된 범주로 분류됩니다. 이러한 범주가 어떻게 관련되어 있는지 이해하면 설치 요구 사항에 맞는 케이블을 선택하는 데 도움이 됩니다.
기계 사양
기계 사양에 따라 ADSS 케이블이 설치 환경에서 물리적으로 유지될 수 있는지 여부가 결정됩니다. 인장 강도에 대한 광고 광섬유 케이블 사양을 이해하는 것이 중요합니다.-정격 인장 강도(RTS)는 일반적으로 킬로뉴턴(kN) 단위로 측정되는 케이블의 최대 파괴력을 나타내며, 일반적인 값 범위는 짧은 범위의 경우 4kN부터 긴 범위의 경우 50kN-입니다. 이것은 단순한 안전 숫자가 아닙니다-다른 모든 기계적 계산을 유도합니다.
최대 허용 장력(MAT)은 RTS의 약 40%에 해당하며 전체 설계 부하 조건에서의 장력을 나타냅니다. 여기서 섬유 변형은 연선 케이블의 경우 0.05% 미만, 중앙 튜브 설계의 경우 0.1% 미만으로 유지되어야 합니다. 엔지니어가 처짐-장력-스팬 관계를 계산할 때 MAT는 중요한 제약 조건이 됩니다. 이 값을 초과하면 케이블이 즉시 파손되지는 않지만 내부 섬유에 부담이 가해지기 시작합니다.
연간 평균 스트레스라고도 불리는 일상 스트레스(EDS)는 RTS의 16-25%로 작동하며 바람이 없고 얼음이 없으며 연평균 기온이 없는 정상 작동 중에 케이블이 경험하는 장력을 나타냅니다. 이 매개변수는 진동 방지 설계 결정과 장기 피로 분석을 주도합니다.-
케이블 무게는 매우 중요합니다. 일반적인 ADSS 케이블의 무게는 킬로미터당 200~250kg으로 타워 부하 계산에 직접적인 영향을 미칩니다. 케이블이 가벼울수록 스팬이 길어지거나 구조적 요구 사항이 줄어들지만 인장 강도가 저하될 수 있습니다.
광학 사양
광섬유 유형에 따라 전송 특성이 결정되며, G.652D 단일{1}}모드 광섬유가 표준 선택이며 1310nm에서 0.35dB/km 이하, 1550nm에서 0.21dB/km 이하의 감쇠를 제공합니다. 이러한 값은 작아 보일 수 있지만 10{11}km 이상 실행하면 0.21~0.35dB/km의 차이가 1.4dB의 손실로 늘어나므로 일부 시스템에서는 추가 증폭기가 필요할 수 있습니다.
1310nm 또는 1550nm의 파장을 사용하면 회로는 중계기 없이 최대 100km까지 확장할 수 있으며 단일 케이블은 최대 864개의 광섬유를 수용할 수 있지만 직경 및 무게 제약으로 인해 실제 배포에서는 288개 코어를 초과하는 경우가 거의 없습니다.
섬유 수는 케이블 직경 및 무게와 직접적으로 연관됩니다. 일반적인 구성 범위는 6~288개 코어이며, 환경 부하를 최소화하기 위해 튜브당 24-파이버-를 사용하는 경우가 많으며 72개 파이버가 넘는 케이블을 사용합니다.- 광고의 광섬유 케이블 사양 문서를 검토할 때 각각의 추가 튜브는 직경을 추가하여 풍하중을 증가시킵니다. 또 다른 상호 연결된 사양 관계입니다.
환경 사양
작동 온도 범위는 일반적으로 -40도에서 +70도 사이이며 설치는 -20도에서 +60도 사이에서 권장됩니다. 이러한 범위는 임의적인 것이 아닙니다. 재료는 극한의 온도에서 다르게 동작합니다. 아라미드 원사는 극한의 추위에 유연성을 잃는 반면, PE 재킷은 고열에 부드러워질 수 있습니다.
재킷 재료 선택은 전기 환경에 따라 달라집니다. PE(폴리에틸렌) 재킷은 전기장 강도가 12kV 이하인 110kV 미만의 전력선에 적합한 반면, AT(안티{3}}추적) 재킷은 110kV 이상의 라인에 필요하며 최대 25kV의 전기장 전위를 처리할 수 있습니다. AT 재킷은 고전압 환경에 고유한 열화 메커니즘인 건식-밴드 아크를 방지하기 위해 특수 첨가제를 사용합니다.
파쇄 저항 사양은 설치 중이나 가지가 떨어지는 경우 케이블에 일시적인 과부하가 발생할 수 있음을 인식하여 단기-하중(2000 N/100mm 이상)과 장기{3}}하중(1000 N/100mm 이상)을 구분합니다.
ADSS 케이블 사양 표준이 규정 준수를 보장하는 방법
ADSS 케이블은 IEEE 1222에 따라 공중 설치용으로 설계되었으며 TIA/EIA-455 및 IEC 60794-1에 따라 테스트되었으며 일반적으로 외부 플랜트 케이블에 대한 Telcordia GR-20 요구 사항을 충족합니다. 현재 IEEE 1222-2019 표준은 특히 머리 위 유틸리티 시설용으로 설계된 ADSS 케이블에 대한 구조, 기계, 전기 및 광학 성능, 설치 지침, 허용 기준 및 테스트 요구 사항을 다루는 광고 광섬유 케이블 사양 요구 사항을 다루고 있습니다.
규정 준수는 단순한 서류 작업이 아닙니다. 이러한 표준은 케이블이 응력 하에서 어떻게 작동하는지를 보여주는 테스트 방법을 정의합니다. 예를 들어, 온도 순환 테스트는 케이블을 -40도에서 +70도 주기로 작동시켜 재료 인터페이스의 약점을 노출시킵니다. 통과한 케이블은 안정적인 감쇠(0.05dB/km 이하 변화)를 보이는 반면, 실패는 종종 미세한 균열이나 박리로 나타납니다.
스팬 길이와 장력 관계
스팬 길이와 필요한 장력 사이의 관계는 마케팅이 아닌 물리학을 따릅니다. 24kN 장력 케이블의 경우 일반적인 경간 길이는 300~400m이지만 이는 얼음이 없고 바람이 적당하며 새그가 제어되는 특정 조건을 가정합니다.
표준 ADSS 설계는 최대 3,500피트(약 1,067미터)의 스팬 길이를 처리하지만, 이러한 거리를 달성하려면 RTS 값이 30-50kN인 고강도 케이블이 필요합니다.{4}} 이러한 범위에서는 무게-대-강도 비율이 매우 중요합니다. 즉, 사용 가능한 강도에 비해 무게가 너무 많아 케이블이 감당할 수 없을 정도로 늘어지거나 파손됩니다.
바람과 얼음의 부하가 모든 것을 변화시킵니다. 텍사스에서 500{4}}미터 범위용으로 설계된 케이블은 얼음 축적으로 인해 미네소타에서는 300미터만 관리할 수 있습니다. 모든 광고의 광섬유 케이블 사양은 온도, 빙하중, 바람의 최악의 조합을 고려하여 케이블이 너무 낮아져 아래에 있는 차량으로 인해 케이블이 손상되지 않도록 보장해야 합니다.
건설 변형
두 가지 주요 구성 유형이 ADSS 시장을 지배하고 있으며 각각은 서로 다른 애플리케이션에 적합합니다.
중앙 튜브 구조
중앙 튜브 설계에서 섬유는 수분 차단 재료로 채워진 PBT 느슨한 튜브 내부에 놓인 다음 인장 강도를 위해 아라미드 실로 감싸고 PE 또는 AT 재킷으로 압출됩니다. 이 디자인은 파이버 개수가 적고(일반적으로 코어 6~48개) 길이가 더 짧은(50~200미터) 경우에 적합합니다. 단순한 구조로 인해 직경과 무게가 줄어들어 배전주에 설치하기가 더 쉬워졌습니다.
좌초된 구조
연선 구조는 중앙 FRP(섬유{1}}강화 플라스틱) 보강재 주위에 감겨 있는 여러 개의 느슨한 튜브에 섬유와 물{0}}차단 젤을 배치합니다. 이를 통해 직경과 무게가 증가하더라도 섬유 길이가 길어지고 많은 섬유 수(72{5}}288개 코어)를 더 잘 수용할 수 있습니다. 이 구조는 더 높은 강도 요구 사항이 추가 벌크를 정당화하는 장거리 응용 분야에서 탁월합니다.
이중 재킷 디자인은 추가 보호 레이어를 추가하여 매우 긴 범위와 극한 환경에 대한 기능을 확장하며 일부 디자인은 최대 800미터(2,600피트)의 범위를 지원합니다.
중요한 사양 상호 작용
사양은 단독으로 존재하지 않습니다.{0}}하나를 변경하면 설치자가 이해해야 하는 계단식 관계를 통해 다른 사양에 영향을 미칩니다.
장력-처짐-경간 삼각형
스팬 길이를 늘리려면 더 큰 처짐을 수용하거나 장력을 높여야 합니다. 그러나 장력이 높을수록 MAT 한계에 더 빨리 접근하여 안전 마진이 감소합니다. MAT에서 섬유 변형은 과도한 섬유 길이가 소비되는 한계에 도달합니다.{2}}이 지점을 초과하면 감쇠 또는 섬유 파손이 발생합니다.
새그 제어는 단순히 미적인 것이 아닙니다. 케이블은 교통으로부터 여유 공간을 유지해야 하며 전류가 흐르는 도체와의 접촉을 피해야 합니다. 실제로 이는 최대 처짐이 인장 강도보다 스팬 길이를 더 많이 제한하는 경우가 많다는 것을 의미합니다.
광섬유 수와 케이블 직경
24-파이버 ADSS 케이블의 직경은 약 9.1mm이고 무게는 66kg/km입니다. 섬유 수를 두 배로 늘리면 이 값이 선형적으로 두 배가 되지는 않지만 관계는 가파르게 나타납니다. 144-파이버 케이블은 직경이 15-17mm이고 무게 치수가 150-200kg/km에 달할 수 있으며 이는 전체 광고 광섬유 케이블 사양 요구 사항에 큰 영향을 미칩니다.
이것이 왜 중요합니까? 풍하중은 직경의 제곱에 따라 증가합니다. 폭이 2배 더 넓은 케이블은 대략 4배의 풍력을 경험합니다. 이는 필요한 인장 강도를 높이고 더 많은 아라미드 원사를 추가하여 직경을 더욱 증가시킵니다.-다수-길이-스팬 케이블의 실질적인 한계를 설정하는 강화 주기입니다.
전기장 및 재킷 선택
ADSS 케이블에 유도된 전기장은 오염된 환경에서 건식{0}}밴드 아크를 유발하여 갈바니 부식으로 인한 케이블 고장을 초래합니다. 케이블의 소수성은 오염으로 인해 시간이 지남에 따라 저하되어 케이블이 건식-밴드 아크에 점점 더 취약해집니다.
해결책은 단지 튼튼한 재킷이 아니라-서스펜션 포인트 배치를 이해하는 것입니다. AT 재킷 케이블은 전기장 강도가 최소화되는 위치(일반적으로 타워의 하부 크로스암)에 매달아야 합니다. 잘못된 배치로 인해 AT 재킷도 실패할 수 있습니다.
다양한 응용 분야에 대한 ADSS 광섬유 케이블 사양
다양한 환경에서는 다양한 사양 우선순위가 필요합니다.
배전선(35kV 이하)
HDPE 외부 재킷은 전기장 강도가 임계 임계값 미만으로 유지되는 35kV 이하의 전압에서 잘 작동합니다. 일반적인 사양에는 비용 효율성을 위한 12~48개 코어, 5~15kN RTS, 100~300미터 스팬 및 단일 재킷 구성이 포함됩니다.
Transmission Lines (>110kV)
12kV에서 25kV 이상의 전기장 전위를 처리하는 고전압 송전선에는 트랙{0}}재킷이 필수가 되었으며, 일부 응용 분야에서는 라인 전압이 400kV에 달합니다. 전송을 위한 일반적인 광고 광섬유 케이블 사양 요구 사항에는 최대 보호를 위한 48~144개 코어, 20~50kN RTS, 300-1000+미터 스팬 및 이중 재킷 구조가 포함됩니다.
도시 및 농촌 설치
가파른 경사가 있는 산악 지역부터 특수 장비와 내부식성 설계가 필요한 수역 위의 설치에 이르기까지 다양한 지형과 환경 조건에 설치하는 것은 상당한 과제를 안겨줍니다.-
도시 설치에서는 혼잡한 인프라에 대한 시각적 영향과 기둥 하중을 줄이기 위해 더 작은 직경(10-12mm)을 우선시합니다. 시골 설치에는 더 큰 케이블(15-18mm)을 수용할 수 있지만 더 긴 범위와 잠재적으로 더 가혹한 날씨를 고려해야 합니다.
설치 매개변수 사양
설치 중 최대 당김 장력은 600lbf(2,700N)를 초과해서는 안 되며, 일반적으로 공중 설치의 경우 더 낮지만 높이 변화에 대해 고정 릴 방법을 사용할 경우 잠재적으로 이 한계에 접근할 수 있습니다.
최소 굽힘 반경 사양은 응력을 받지 않은 조건(케이블 직경의 10배)과 최대 장력(케이블 직경의 20배)을 구분합니다. 12mm 케이블에는 장력이 가해진 상태에서 240mm의 굽힘 반경이 필요합니다.{5}}더 세게 구부리면 섬유가 파손될 위험이 있으며 이는 몇 달이 지나도 지연된 고장으로 나타나지 않을 수 있습니다.
트랙션 휠 직경은 500mm 이상이어야 하며, 반원형 고무 또는 나일론 홈은 케이블 외부 직경보다 깊어야 합니다. 사소해 보이는 이러한 세부 사항은 설치 중 재킷 손상을 방지합니다.
사양 위험 신호
특정 사양 조합은 문제나 비현실적인 기대를 나타냅니다.
불가능한 삼각형
15kN RTS, 10mm 직경, 288개 파이버, 800미터 스팬을 주장하는 케이블은 물리적 제약을 위반합니다. 10mm 직경에서 15kN 강도에 필요한 아라미드 원사의 부피는 288개의 섬유를 위한 공간을 남기지 않습니다. 하나의 사양이 잘못되었을 것입니다.
부적절한 안전 여유
MAT at 40% of RTS provides reasonable safety margin, but specifications showing MAT >50% RTS는 부적절한 설계 마진을 나타냅니다. UES(Ultimate Emergency Stress)는 60% RTS를 초과해야 하며 극한의 날씨 동안 단기적인-과부하를 허용하면서 중앙 튜브의 경우 섬유 변형률을 0.5% 미만, 연선 설계의 경우 0.35% 미만으로 유지해야 합니다.
일치하지 않는 구성 요소
220kV 라인에 지정된 PE 재킷은 사양 오류 또는 향후 실패 위험을 나타냅니다. 110kV 이상의 라인에는 AT 재킷이 필요합니다.-이 애플리케이션에서 PE를 사용하면 본질적으로 2~5년 내에 건식 대역 아크 실패가 보장됩니다.-
테스트 및 검증
주요 기계 및 환경 테스트에는 섬유 변형률을 0.33%로 제한한 정격 하중에서의 인장 강도 테스트, 1분간 2000N/100mm의 압괴 테스트, 5J 에너지에서의 충격 테스트, 2회의 완전한 사이클로 -40도에서 +70도까지의 온도 사이클링이 포함됩니다.
이 테스트는 온화하지 않습니다. 온도 사이클링은 특히 다양한 재료(아라미드 원사, PE 재킷, PBT 튜브)가 서로 다른 속도로 팽창하는 재료 인터페이스 오류-를 대상으로 합니다. 살아남은 케이블은 1550nm에서 0.05dB/km 미만의 손실 변화를 보여 장기적인-안정성을 검증합니다.
허용 기준은 일반적으로 광섬유 파손, 외장 손상 및 광 손실 변화가 지정된 한계 내에서 유지되는 것을 요구합니다. RTS 사양을 충족하지만 온도 순환 후 0.2dB 증가를 나타내는 케이블은 제조 결함 또는 재료 비호환성을 나타냅니다.
자주 묻는 질문
RTS, MAT, EDS의 차이점은 무엇입니까?
RTS는 파괴 강도이고, MAT는 최대 부하 시 최대 설계 장력(RTS의 약 40%)이며, EDS는 평균 조건(RTS의 16~25%) 동안의 일상 작동 장력입니다. RTS를 절대 한계로 생각하고, MAT를 절대 도달해서는 안 되는 설계 한계로, EDS를 정상 작동으로 생각하십시오.
300m 스팬에 200m 스팬 등급의 케이블을 사용할 수 있나요?
안전하지 않습니다. 스팬 등급에는 특정 처짐 및 장력 계산이 포함됩니다. 정격 스팬을 초과하면 과도한 처짐(간격 위반)이 발생하거나 더 높은 장력이 필요합니다(MAT에 접근하여 섬유 변형 위험). 더 높은 RTS와 적절한 스팬 등급을 갖춘 케이블이 필요합니다.
일부 96코어 케이블이 48코어 케이블보다 저렴한 이유는 무엇입니까?
재료의 품질 차이로 인해 상당한 비용 차이가 발생합니다. 프리미엄 케이블은 더 나은 아라미드 원사, 더 높은-등급 FRP, 더 많은 UV-안정성 재킷을 사용합니다. 저렴한 96-코어 케이블은 특히 자외선이 높거나 오염된 환경에서 조기에 고장이 나는 낮은 품질의 구성요소를 사용할 수 있습니다.
올바른 사양 선택
스팬 길이, 전압 수준, 광섬유 수 요구 사항, 환경 조건 등 설치 요구 사항부터 시작하십시오. 이는 프로젝트 매개변수와 일치해야 하는 필수 사양을 구동합니다.
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), 약 15-20kN의 RTS(안전 마진으로 250m 스팬 지원), 연선 구조(48개 코어에 더 좋음) 및 -40도 ~ +70도의 작동 온도 범위.
24개의 광섬유가 필요한 35kV의 배전 극에서 100미터 범위의 경우 PE 재킷으로 충분하며(35kV 이하), 8-12kN의 RTS가 작동하고(100m는 상대적으로 짧음) 중앙 튜브 구성으로 비용이 절감되며 극단적인 기후 조건이 존재하지 않는 한 표준 온도 범위가 적용됩니다.
핵심은 두려움 때문에 과도하게 지정하거나 비용 절감을 위해 과소 지정-하는 것보다 실제 요구 사항에 사양을 맞추는 것입니다. 둘 다 문제를 일으키고-과잉-사양은 필요하지 않은 기능에 돈을 낭비하는 반면, 미달 사양은 실패, 교체 및 훨씬 더 높은 총 비용을 초래합니다.
주요 시사점
ADSS 사양은 상호 연결되어 있습니다.{0}}하나의 매개변수를 변경하면 기계적, 물리적 관계를 통해 다른 매개변수에 영향을 미칩니다.
IEEE 1222-2019는 실제 성능을 검증하는 테스트 프로토콜과 함께 기본 표준을 제공합니다.
장력 사양(RTS, MAT, EDS)은 각각 서로 다른 작동 단계와 안전 여유를 나타내는 계층 구조를 따릅니다.
재킷 선택은 전압 수준에 따라 크게 달라집니다. 110kV 이하의 경우 PE, 더 높은 전압의 경우 AT
스팬 길이 성능은 인장 강도, 케이블 무게, 처짐 허용량 및 환경 부하의 상호 작용에 따라 달라집니다.
올바른 사양을 선택하려면 케이블 성능을 실제 설치 요구 사항에 맞춰야 하며, 추측하거나 두려움에 과하게 지정하지 않아야 합니다.-
데이터 소스
ADSS 광섬유 케이블의 테스트 및 성능을 위한 IEEE 1222-2019 표준
Zion Communication - ADSS 케이블 설계 매개변수(https://www.zion-communication.com)
Fibramerica 기술 데이터 시트 - ADSS-24-S120(https://www.winncom.com)
ZMS 케이블 - ADSS 광섬유 케이블 매개변수(https://zmscable.es)
GL Fiber - ADSS 광케이블의 기술 매개변수(https://www.gl-fibre.com)
Wikipedia - 전체-유전체 자체 지지형 케이블-(https://en.wikipedia.org)
AFL Global - ADSS 광섬유 케이블 사양(https://www.aflglobal.com)
Corning Optical Communications - Solo ADSS 설치 안내서(https://www.corning.com)