Օդային հատվածներում օպտիկական մանրաթելային կաբելների տեղադրումը երկար հեռավորություններով՝ օրինակ՝ հովտերի, լեռնաշղթաների և ընդարձակ գյուղատնտեսական ենթակառուցվածքների վրայով էլեկտրական սյուների վրա, կաբելի հավաքածուին ենթարկում է անընդհատ մեխանիկական, գրավիտացիոն և միջավայրային լարվածությունների: Ի տարբերություն ներքին կամ ստորգետնյա խողովակների տեղադրման, որտեղ կաբելները տեղակայվում են պաշտպանված անցուղիներում, օդային մանրաթելային օպտիկական կաբելները գործում են որպես կառուցվածքային տարրեր, որոնք իրենց սեփական քաշը պահում են ամրացման կետերի միջև:
Սխալ հաշվարկելով մետաղալարի ձգվածության ամրությունը, բացվածքի երկարության թույլատրելի շեղումները, ճկվածության պարամետրերը և շրջակա միջավայրի բեռնվածության գործակիցները՝ առաջանում են միկրոսկոպիկ ապակե միկրոճեղեր, օպտիկական թուլացման սուր վերելքներ, սերիոզ ֆիզիկական ճկվածություն կամ ամբողջական մեխանիկական գծի փլուզում: Այս ձեռնարկը մանրամասն նկարագրում է հուսալի օդային մարտկոցային մանրաթելի տեղադրման համար անհրաժեշտ ճարտարագիտական սկզբունքները, կառուցվածքային բաղադրիչները, ստանդարտները և դաշտային պրակտիկան:
1. Ձգվածության ամրության մեխանիկան և երեք ձգվածության մակարդակները
Ձգվածության ամրությունը սահմանում է օպտիկական մանրաթելի կարողանալությունը դիմանալու առավելագույն ձգող բեռնվածությանը՝ առանց մշտական կառուցվածքային ձևափոխության, ծածկույթի ճեղքվելու կամ օպտիկական թուլացման աճի: Օդային ցանցի ճարտարագիտության մեջ ձգվածությունը գնահատվում է երեք շահագործման մակարդակներով, որոնք սահմանված են Ազգային էլեկտրական անվտանգության կոդով (NESC) և միջազգային ստանդարտներով:
1. Տեղադրման ձգվածություն (դինամիկ ձգող բեռնվածություն)
-
Սահմանում. Առավելագույն ժամանակավոր ձգող ուժը, որը կիրառվում է մանրաթելի ակտիվ տեղադրման ընթացքում:
-
Ճարտարագիտական կանոն: Տեղադրման լարումը երբեք չպետք է գերազանցի թելի առավելագույն թույլատրելի լարման (MAT) գնահատականի 50%-ը մինչև 70%-ը:
-
Ազդեցությունը ձախողման դեպքում. Սահմանից ավելի լարումը ստիպում է ներքին ապակե սերդերը կրել ֆիզիկական լարում, ինչը անմիջապես առաջացնում է միկրոճեղքեր 125 մկմ ապակե ծածկույթի երկայնքով, որոնք առաջացնում են բարձր մուտքային կորուստ կամ ապագայում՝ ջերմային ընդլայնման պայմաններում մանրաթելի կտրվելը:
2. Առավելագույն թույլատրելի լարում (MAT — նախագծային բեռնվածություն)
-
Սահմանում. Կարճաժամկետ կառուցվածքային բեռնվածության սահմանը, որը թելը կարող է դիմանալ վատագույն եղանակային պայմանների դեպքում:
-
Շրջակա միջավայրի փոփոխականներ. MAT-ը հաշվի է առնում գագաթնային քամու արագությունը (օրինակ՝ մինչև 160 կմ/ժ), ծանր սառցակտուցի կուտակումը (օրինակ՝ 6,4 մմ-ից մինչև 12,7 մմ շառավիղային սառցի հաստություն) և նվազագույն շրջակա միջավայրի շահագործման ջերմաստիճանը՝ միաժամանակ:
-
Հաշվարկի հիմք. Լրիվ MAT բեռնվածության պայմաններում օպտիկական մանրաթելի ձգումը պետք է մնա արտադրողի անվտանգ էլաստիկության սահմաններում (սովորաբար 0,23%-ից մինչև 0,33% ձգում), որպեսզի կանխվի մշտական թուլացումը:
3. Օրական սթրես (EDS - Ստատիկ աշխատանքային բեռ)
-
Սահմանում. Լարի երկարաժամկետ, շարունակական լարվածությունը սովորական մթնոլորտային ջերմաստիճանների պայմաններում (օրինակ՝ 15–20 աստիճան Ցելսիուս), առանց քամու և սառույցի բեռնվածության:
-
Ինժեներական սահմանագիծ. Օրական սթրեսը սովորաբար պետք է մնա լարի նոմինալ կոտրման ամրության 15–25 %-ի սահմաններում: Օրական սթրեսի ցածր մակարդակը կանխում է ուժային տարրերի երկարաժամկետ նյութային կրեպը և արտաքին շերտի լարվածության մեխանիկական հոգնածությունը 25–30 տարվա շահագործման ժամանակ:
2. Կառուցվածքային ճարտարապետություն և մեխանիկական ամրության բաղադրիչներ
Բարձր զգայունությամբ սիլիցիումի օքսիդի մանրաթելերը (125 մկմ ծածկույթ 250 մկմ ակրիլատային ծածկույթով) ունեն նվազագույն ձգման բեռնվածության դիմացկունություն: Մեխանիկական ամրությունը ամբողջությամբ կախված է ներքին կամ ինտեգրված կառուցվածքային տարրերից, որոնք նախատեսված են ձգման և լարվածության ուժերը կլանելու համար:
Ամրացնող նյութերի համեմատական վերլուծություն
3. Օդային կաբելների կառուցվածքներ. «Ութ» ձևի ընդդեմ ADSS
Ճիշտ կաբելի կառուցվածքի ընտրությունը կախված է էլեկտրական միացումների առկայությունից, սյուների միջև հեռավորությունից և միջավայրային բեռնվածության պայմաններից
Ութաձև ինքնակրող մալուխներ
Ութաձև մալուխները բնութագրվում են երկակի էքստրուդացված պրոֆիլով, որտեղ բարձր ամրության ցինկապատված պողպատե մեսենջերային լարը միացված է ստորին թափառող-խողովակավոր օպտիկական մալուխի սերդի հետ ճկուն պոլիէթիլենային ցանցի միջոցով։
-
Կառուցվածքային վարքագիծ՝ Պողպատե մեսենջերային լարը ընդունում է մեխանիկական լարվածության 100 %-ը տեղադրման ժամանակ և ամենօրյա շարժման բեռնվածության դեպքում։
-
Մանրաթելերի պաշտպանություն՝ Օպտիկական մանրաթելերը ազատ լողանում են գունավորված, ժելով լցված բուֆերային խողովակների ներսում՝ մնալով ամբողջովին անկախ պողպատե լարի կողմից ապրվող լարվածությունից։
-
Տեղադրման համատեքստը՝ Իդեալական է միայն հեռահաղորդակցական սյուների համար, կարճ մինչև միջին հեռավորությունների (մինչև 100–150 մետր) և ծախսերի նկատմամբ զգայուն գյուղական տեղադրումների համար։
Ամբողջովին դիէլեկտրիկ ինքնակրող (ADSS) մալուխներ
ADSS մալուխները ամբողջովին ոչ մետաղական են, կառուցված են կենտրոնական FRP ամրացման ձողից, գունավորված թափառող խողովակներից, հաստ շրջանային արամիդային թելերի շերտից և հակատրակինգ արտաքին պատյանից։
-
Կառուցվածքային վարքագիծ՝ Ճգնումը հավասարաչափ է բաշխված ներքին արամիդային թելերի շերտի և կենտրոնական FRP մասի վրա:
-
Դիէլեկտրիկ անվտանգություն՝ Քանի որ ADSS կաբելները չեն պարունակում մետաղ, դրանք կարող են անվտանգ տեղադրվել բարձր լարման հաղորդալարերի (օրինակ՝ 12 կՎ-ից մինչև 500 կՎ) էլեկտրական տարածքում՝ առանց էլեկտրական հողավորման կամ ինդուկցիոն վտանգների ռիսկի:
-
Տեղադրման համատեքստը՝ Բարձր լարման էլեկտրական համակարգերի կորիդորներ, երկար միջակայքեր գետերի կամ ձորերի վրայով (200–500 մետր կամ ավելի), ինչպես նաև ուժեղ կայծակների հաճախ տեղի ունեցող միջավայրեր:
4. Մեխանիկական սպեցիֆիկացիաներ և համապատասխանության ստանդարտներ
Բարձր որակի օդային կաբելները արտադրվում են և ստուգվում են խիստ միջազգային ճարտարագիտական ստանդարտների համաձայն, այդ թվում՝ IEC 60794 , IEEE 1222 (ADSS-ի համար) և YD/T 901 :
-
Առավելագույն քաշման ճգնում. Ստանդարտ ծանր պայմանների համար նախատեսված Figure-8 և ADSS կաբելները նախագծված են դիմանալու 3000 Նյուտոնից (թեթև միջակայքերի համար) մինչև 15000 Նյուտոնից ավելի քաշման ուժերի (արտակարգ երկար միջակայքերի համար ADSS-ի համար):
-
Ճեղքման դիմացկունություն. Պետք է դիմանա նվազագույն 1000 Նյուտոն կողային ճնշման 100 մմ-ում, որպեսզի ապահովվի սեղմման սարքավորումների և կախման բռնակների կողմից ներքին պաշտպանիչ խողովակների ճեղքումը չլինի:
-
Օպերացիոն ջերմաստիճանային միջակայք. Մշակված է հուսալի աշխատանքի համար մինուս 40 °C-ից մինչև պլյուս 70 °C՝ առանց պաշտպանիչ շերտի ճեղքվելու կամ պաշտպանիչ ժելեի հեղուկացման:
5. Դաշտային տեղադրման ստանդարտներ և որակի վերահսկում.
Լարման և ձգման ընթացքում ճիշտ դաշտային մեթոդների կիրառումը կանխում է մեխանիկական վնասվածքների վաղաժամկետ առաջացումը.
-
Կախվածության և լարման սկզբունք. Կաբելի հատվածում կախվածությունն ու լարումը հակադարձ հարաբերության մեջ են: Կախվածությունը հավասար է կաբելի մեկ միավոր երկարության վրա ազդող կշռի և հատվածի երկարության քառակուսու արտադրյալին՝ բաժանած ութի վրա և բազմապատկած լարման ուժով: Տեխնիկները պետք է օգտագործեն նախահաշվարկված կախվածության-լարման աղյուսակներ՝ ապահովելու համար, որ կաբելը տեղադրվի բավարար կախվածությամբ, որպեսզի այն կարողանա յուրացնել ձմեռային ջերմային սեղմումը՝ չգերազանցելով MAT-ի սահմանափակումները:
-
Դինամոմետրային ձգման վերահսկում. Բացարձակապես անհրաժեշտ է օգտագործել կալիբրված լարման դինամոմետր կամ կապսանային վինչ՝ ավտոմատ լարման սահմանափակիչով, որը հարմարեցված է թելի ՄԱԼ-ի 50 %-ին:
-
Դինամիկ ծռման շառավիղի համապատասխանություն. Ստատիկ կախման բռնակներում ամրացվելուց հետո դինամիկ նվազագույն ծռման շառավիղը պետք է լինի առնվազն 20 անգամ մեծ թելի արտաքին տրամագծից: Երբ թելը ամրացված է ստատիկ կախման բռնակներում՝ ծռման շառավիղը կարող է նվազել մինչև թելի արտաքին տրամագծի 10 անգամը:
-
Միջանկյալ քաշման անիվներ. Թելի տեղադրման ժամանակ ամենայն սյուներում պետք է օգտագործվեն մեծ տրամագծով, հարթ սաղավարտներով անիվներ՝ քաշման ընթացքում սուր շփման անկյունների վերացման համար:
Օդային տեղադրման խնդիրների լուծման մատրից.
Բովանդակության ցուցակ
- 1. Ձգվածության ամրության մեխանիկան և երեք ձգվածության մակարդակները
- 2. Կառուցվածքային ճարտարապետություն և մեխանիկական ամրության բաղադրիչներ
- 3. Օդային կաբելների կառուցվածքներ. «Ութ» ձևի ընդդեմ ADSS
- 4. Մեխանիկական սպեցիֆիկացիաներ և համապատասխանության ստանդարտներ
- 5. Դաշտային տեղադրման ստանդարտներ և որակի վերահսկում.
