हवाई स्थापना के लिए फाइबर केबल की तन्य शक्ति।

घाटियों के ऊपर, पहाड़ी के शिखरों के ऊपर और विस्तृत ग्रामीण अवसंरचना के ऊपर उपयोगिता ध्रुवों के साथ लंबी दूरी तक ऑप्टिकल फाइबर केबल की एरियल स्पैन में तैनाती करना केबल असेंबली को निरंतर यांत्रिक, गुरुत्वाकर्षण और पर्यावरणीय तनाव के संपर्क में लाता है। आंतरिक या दफन डक्ट स्थापनाओं के विपरीत, जहाँ केबल सुरक्षित चैनलों में स्थित होते हैं, एरियल फाइबर ऑप्टिक केबल निश्चित सहारा बिंदुओं के बीच अपने स्वयं के भार को सहन करने वाले संरचनात्मक तत्व के रूप में कार्य करते हैं।

केबल की तन्य शक्ति, स्पैन लंबाई की सहनशीलता, सैग पैरामीटर और पर्यावरणीय भार कारकों की उचित गणना न करने से सूक्ष्म काँच के सूक्ष्म-दरारें, प्रकाशीय क्षीणन में तीव्र वृद्धि, गंभीर भौतिक सैगिंग या पूर्ण यांत्रिक लाइन पतन हो सकता है। यह मार्गदर्शिका विश्वसनीय एरियल फाइबर तैनाती के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग सिद्धांतों, संरचनात्मक घटकों, मानकों और क्षेत्र प्रथाओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करती है।

१. तन्य शक्ति के यांत्रिकी और तीन तनाव स्तर

तन्य शक्ति एक प्रकाशिक केबल द्वारा स्थायी संरचनात्मक विकृति, जैकेट फटने या प्रकाशीय क्षीणन में वृद्धि के बिना सहन की जा सकने वाले अधिकतम खींचने के भार को परिभाषित करती है। एरियल नेटवर्क इंजीनियरिंग में, तनाव का मूल्यांकन राष्ट्रीय विद्युत सुरक्षा संहिता (NESC) और अंतर्राष्ट्रीय मानकों द्वारा परिभाषित तीन संचालन स्तरों के आधार पर किया जाता है:

१. स्थापना तनाव (गतिशील खींचने का भार)

• परिभाषा: सक्रिय केबल स्ट्रिंगिंग प्रक्रिया के दौरान लगाया गया अधिकतम अस्थायी खींचने का बल।

• इंजीनियरिंग नियम: स्थापना तनाव कभी भी केबल के अधिकतम अनुमेय तनाव (एमएटी) रेटिंग के 50% से 70% से अधिक नहीं होना चाहिए।

• विफलता का प्रभाव: इस सीमा को पार करने से आंतरिक कांच के कोर पर भौतिक तनाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप 125 माइक्रोमीटर कांच के क्लैडिंग के नीचे तुरंत सूक्ष्म-दरारें उत्पन्न हो जाती हैं, जो उच्च प्रविष्टि हानि या तापीय प्रसार के दौरान भविष्य में फाइबर के टूटने का कारण बन सकती हैं।

2. अधिकतम अनुमेय तनाव (एमएटी – डिज़ाइन लोड)

• परिभाषा: वह अल्पकालिक संरचनात्मक भार सीमा जिसे केबल अत्यधिक खराब मौसम की स्थितियों के दौरान सहन कर सकती है।

• पर्यावरणीय चर: एमएटी में शिखर वायु वेग (जैसे 160 किलोमीटर प्रति घंटा तक), भारी बर्फ का जमाव (जैसे 6.4 मिलीमीटर से 12.7 मिलीमीटर त्रिज्या वाली बर्फ की मोटाई) और न्यूनतम वातावरणीय कार्यकारी तापमान को एक साथ ध्यान में रखा जाता है।

• गणना का आधार: पूर्ण एमएटी भार के अधीन, प्रकाशिक फाइबर का विकृति मान निर्माता की सुरक्षित लोच सीमा के भीतर बना रहना चाहिए (आमतौर पर 0.23% से 0.33% विकृति के बराबर या उससे कम), ताकि स्थायी क्षीणन को रोका जा सके।

3. दैनिक तनाव (EDS - स्थैतिक कार्य भार)

• परिभाषा: केबल द्वारा सामान्य वातावरणीय तापमान (जैसे 15 से 20 डिग्री सेल्सियस) पर, शून्य हवा और शून्य बर्फ भार के साथ अनुभव किया जाने वाला दीर्घकालिक, निरंतर तनाव।

• इंजीनियरिंग दहलीज़: EDS को आमतौर पर केबल की नामांकित भंगुर सामर्थ्य के 15% से 25% से कम रखा जाना चाहिए। दैनिक तनाव को कम रखने से ताकत वाले घटकों में दीर्घकालिक सामग्री क्रीप और 25 से 30 वर्ष के संचालन जीवनकाल में बाहरी आवरण पर तनाव थकान को रोका जा सकता है।

2. संरचनात्मक वास्तुकला और यांत्रिक सामर्थ्य घटक

भंगुर सिलिका ग्लास फाइबर (125-माइक्रोन क्लैडिंग के साथ 250-माइक्रोन एक्रिलेट कोटिंग) में तन्य भार सहन करने की बहुत कम क्षमता होती है। यांत्रिक सामर्थ्य पूरी तरह से आंतरिक या एकीकृत संरचनात्मक तत्वों पर निर्भर करती है, जो खींचने और तनाव के बलों को अवशोषित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

मजबूती देने वाली सामग्री का तुलनात्मक विश्लेषण

3. एरियल केबल वास्तुकला: आठ-आकार बनाम ADSS

सही केबल निर्माण का चयन विद्युत शक्ति लाइनों की उपस्थिति, खंभा अंतराल की दूरियों, और पर्यावरणीय भार स्थितियों पर निर्भर करता है।

आठ-आकार के स्व-समर्थित केबल

आठ-आकार के केबलों में दोहरी-एक्सट्रूड प्रोफ़ाइल होती है, जिसमें एक उच्च-शक्ति वाले जस्तीकृत इस्पात मैसेंजर तार को एक लचीले पॉलीएथिलीन वेब के माध्यम से एक अधर-स्थित ढीली-नलिका प्रकाशिक केबल कोर से जोड़ा जाता है।

• संरचनात्मक व्यवहार: स्टील मैसेंजर तार स्थापना के दौरान और दैनिक स्पैन लोडिंग के दौरान यांत्रिक तनाव का १००% अवशोषण करता है।

• फाइबर सुरक्षा: प्रकाशिक फाइबर रंग-कोडित, जेल-भरे बफर ट्यूब के अंदर स्वतंत्र रूप से तैरते रहते हैं, जिससे वे स्टील तार द्वारा अनुभव किए गए तनाव से पूर्णतः अलग रहते हैं।

• तैनाती संदर्भ: यह दूरसंचार-केवल खंभा लाइनों, छोटे से मध्यम स्पैन (१०० से १५० मीटर तक) और लागत-संवेदनशील ग्रामीण तैनातियों के लिए आदर्श है।

ऑल-डाईइलेक्ट्रिक सेल्फ-सपोर्टिंग (ADSS) केबल

ADSS केबल पूर्णतः गैर-धात्विक होते हैं, जिनका निर्माण केंद्रीय FRP शक्ति छड़, रंग-कोडित ढीले ट्यूब, परिधीय अरामिड धागे की मोटी परत और एंटी-ट्रैकिंग बाहरी आवरण से किया जाता है।

• संरचनात्मक व्यवहार: तन्य भार को आंतरिक अरामिड धागे की परत और केंद्रीय FRP सदस्य पर समान रूप से वितरित किया जाता है।

• डाईइलेक्ट्रिक सुरक्षा: क्योंकि उनमें कोई धातु नहीं होती, एडीएसएस केबलों को उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों (जैसे १२ केवी से ५०० केवी तक) के बिजली के क्षेत्र में बिना विद्युत ग्राउंडिंग या प्रेरण खतरों के सुरक्षित रूप से स्थापित किया जा सकता है।

• तैनाती संदर्भ: उच्च-वोल्टेज उपयोगिता गलियारे, नदियों या घाटियों को पार करने वाले लंबे फैलाव (२०० से ५०० मीटर या अधिक), और तूफानी बिजली गिरने के अत्यधिक संभावित वातावरण।

४. यांत्रिक विनिर्देश और अनुपालन मानक

उच्च-गुणवत्ता वाले एरियल केबलों का निर्माण और परीक्षण कड़े अंतर्राष्ट्रीय इंजीनियरिंग मानकों के अनुसार किया जाता है, जिनमें शामिल हैं आईईसी ६०७९४ , आईईईई १२२२ (एडीएसएस के लिए), और वाईडी/टी ९०१ :

• अधिकतम खींचने का तनाव बल: मानक भारी-ड्यूटी फिगर-८ और एडीएसएस केबलों को हल्के फैलाव के लिए ३००० न्यूटन से लेकर अत्यधिक लंबे फैलाव वाले एडीएसएस के लिए १५००० न्यूटन से अधिक के खींचने के बल को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

• क्रश प्रतिरोध: क्लैंपिंग हार्डवेयर और सस्पेंशन ग्रिप्स के द्वारा आंतरिक बफ़र ट्यूब्स को कुचलने से बचाने के लिए न्यूटन प्रति १०० मिलीमीटर में न्यूनतम पार्श्व-दबाव प्रतिरोध १००० बनाए रखना आवश्यक है।

• तापमान संचालन सीमा: माइनस ४० डिग्री सेल्सियस से प्लस ७० डिग्री सेल्सियस तक विश्वसनीय रूप से संचालित होने के लिए विकसित किया गया; जैकेट के फटने या बफ़र जेल के द्रवीभवन के बिना।

५. क्षेत्र स्थापना मानक और गुणवत्ता नियंत्रण

तनाव और स्ट्रिंगिंग के दौरान सही क्षेत्र प्रथाओं का पालन करने से पूर्वकालिक यांत्रिक क्षति रोकी जा सकती है:

1. सैग और तनाव का सिद्धांत: केबल स्पैन में सैग और तनाव व्युत्क्रम रूप से संबंधित होते हैं। सैग, केबल के प्रति इकाई लंबाई के भार और स्पैन की लंबाई के वर्ग के गुणनफल को आठ गुना तनाव बल से विभाजित करने पर प्राप्त होता है। तकनीशियनों को केबल को शीतकालीन थर्मल संकुचन को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त सैग के साथ स्ट्रिंग करने के लिए पूर्व-गणनित सैग-तनाव सारणियों का संदर्भ लेना चाहिए, बिना MAT सीमाओं को पार किए।

2. डायनामोमीटर खींचने का नियंत्रण: खींचने के कार्यों के लिए एक कैलिब्रेटेड तनाव डायनामोमीटर या कैपस्टन विंच का उपयोग करना आवश्यक है, जिसमें स्वचालित तनाव-सीमक 50% केबल के MAT पर सेट हो।

3. गतिशील वक्रता त्रिज्या अनुपालन: खींचते समय केबल के बाहरी व्यास के कम से कम 20 गुना की गतिशील न्यूनतम वक्रता त्रिज्या बनाए रखें। एक बार जब केबल को स्थैतिक निलंबन क्लैम्प में सुरक्षित कर लिया जाता है, तो वक्रता त्रिज्या को केबल के बाहरी व्यास के 10 गुना तक घटाया जा सकता है।

4. मध्यवर्ती खींचने वाले पहिये: केबल स्ट्रिंगिंग के लिए प्रत्येक खंभे पर बड़े व्यास और चिकने बेयरिंग वाले शीव्स का उपयोग करना आवश्यक है, ताकि खींचते समय तीव्र घर्षण कोणों को समाप्त किया जा सके।

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