Hava Hattı Kurulumu İçin Lif Kablo Çekme Dayanımı.

Vadiler boyunca, dağ sırtlarında ve geniş kırsal altyapıda elektrik direkleri üzerinden uzun mesafelerde lifli optik kablo kurmak, kablo montajını sürekli mekanik, yerçekimsel ve çevresel streslere maruz bırakır. İç mekân veya gömülü boru kurulumlarının aksine, burada kablolar korunaklı kanallarda yer alırken, hava hattı lifli optik kablolar sabit destek noktaları arasında kendi ağırlıklarını taşıyan yapısal elemanlar olarak işlev görür.

Kablo çekme dayanımının, açıklık uzunluğu toleranslarının, sarkma parametrelerinin ve çevresel yük faktörlerinin doğru şekilde hesaplanmaması, mikroskobik cam mikroçatlaklara, optik zayıflama tepe noktalarına, ciddi fiziksel sarkmaya veya tam mekanik hat çökmesine neden olur. Bu kılavuz, güvenilir havada fiber dağıtımının sağlanmasında gerekli olan mühendislik ilkelerini, yapısal bileşenleri, standartları ve saha uygulamalarını ayrıntılı olarak açıklar.

1. Çekme Dayanımı Mekaniği ve Üç Gerilim Seviyesi

Çekme dayanımı, bir optik kablonun kalıcı yapısal deformasyona, kılıf patlamasına veya optik zayıflama artışına uğramadan dayanabileceği maksimum çekme yükünü tanımlar. Havada ağ mühendisliğinde gerilim, Ulusal Elektrik Güvenlik Kodu (NESC) ve uluslararası standartlar tarafından tanımlanan üç işlevsel seviyede değerlendirilir:

1. Kurulum Gerilimi (Dinamik Çekme Yükü)

• Tanım: Aktif kablo çekme işlemi sırasında uygulanan maksimum geçici çekme kuvvetidir.

• Mühendislik Kuralı: Kurulum gerilimi, kablonun Azami İzin Verilen Gerilim (MAT) değerinin %50'sinden %70'ine hiçbir zaman ulaşmamalıdır.

• Başarısızlık Etkisi: Bu sınırın aşılması, iç cam çekirdeğin fiziksel gerilime maruz kalmasına neden olur ve bu da yüksek giriş kaybına veya termal genleşme altında gelecekte kablo kopmasına yol açan 125 mikronluk cam kaplamada anında mikro çatlaklara sebep olur.

2. Azami İzin Verilen Gerilim (MAT – Tasarım Yükü)

• Tanım: Kablo tarafından en kötü hava koşulları senaryoları sırasında dayanabilecek kısa vadeli yapısal yük sınırı.

• Çevresel Değişkenler: MAT, aynı anda maksimum rüzgâr hızını (örneğin saatte 160 kilometre), yoğun buz birikimini (örneğin 6,4 milimetreden 12,7 milimetreye kadar radyal buz kalınlığı) ve minimum ortam çalışma sıcaklığını dikkate alır.

• Hesaplama Temeli: Tam MAT yükü altında optik fiber gerilmesi, kalıcı zayıflamayı önlemek için üreticinin güvenli elastisite sınırı içinde kalmalıdır (genellikle %0,23 ila %0,33 arası gerilme).

3. Günlük Stres (EDS – Statik Çalışma Yükü)

• Tanım: Kablo üzerinde, sıfır rüzgâr ve sıfır buz yüklemesi koşullarında, normal ortam sıcaklıklarında (örneğin 15 ila 20 derece Celsius) uzun süreli ve sürekli olarak oluşan gerilim.

• Mühendislik Eşiği: EDS genellikle kablonun nominal kopma dayanımının %15 ila %25’i altında kalmalıdır. Günlük stresi düşük tutmak, dayanım elemanlarında uzun vadeli malzeme sürünmesini önler ve dış kılıf üzerinde 25 ila 30 yıllık işletme ömrü boyunca yorulmaya bağlı gerilim hasarlarını engeller.

2. Yapısal Mimari ve Mekanik Dayanım Bileşenleri

Kırılgan silika cam lifler (125 mikron kaplama ile 250 mikron akrilat kaplama), çekme yüküne karşı çok sınırlı dayanıma sahiptir. Mekanik dayanım, çekme ve gerilme kuvvetlerini emmek üzere tasarlanmış iç veya entegre yapısal elemanlara tamamen bağlıdır.

Güçlendirici Malzemelerin Karşılaştırmalı Analizi

3. Havada Kullanılan Kabloların Yapıları: Figure-8 ile ADSS Karşılaştırması

Doğru kablolama yapısının seçilmesi, elektrik enerjisi hatlarının varlığına, direk arası mesafelere ve çevresel yük koşullarına bağlıdır.

Figure-8 Kendi Kendine Destekli Kablo Türleri

Figure-8 kabloları, yüksek dayanımlı galvanizli çelik mesajer telinin esnek bir polietilen örgü ile altta yer alan gevşek tüplü optik kablo çekirdeğine bağlandığı çift ekstrüzyonlu bir profilde üretilir.

• Yapısal Davranış: Çelik mesaj tel, kurulum sırasında ve günlük açıklık yüklemesi sırasında mekanik gerilmenin %100’ünü emer.

• Fiber Koruma: Optik fiberler, renk kodlu, jelle doldurulmuş koruyucu tüpler içinde serbestçe yüzer ve çelik tel tarafından experienced gerilmeden tamamen izole kalır.

• Kurulum Bağlamı: Telekomünikasyon amaçlı direk hatları, kısa-orta açıklıklar (100 ila 150 metreye kadar) ve maliyet duyarlı kırsal kurulumlar için idealdir.

Tam Diyalaktik Kendi Kendini Destekleyen (ADSS) Kablolar

ADSS kablolar tamamen metal içermeyen, merkezde FRP güç çubuğu, renk kodlu gevşek tüpler, kalın bir çevresel aramid iplik tabakası ve elektriksel takip önleyici dış kılıf ile üretilen kablolarıdır.

• Yapısal Davranış: Çekme yükü, iç aramid iplik tabakası ve merkez FRP elemanı boyunca eşit şekilde dağıtılmıştır.

• Dielektrik Güvenlik: Metal içermedikleri için ADSS kablolar, elektriksel topraklanma veya endüksiyon tehlikesi riski olmadan yüksek gerilim iletim hatlarının (örneğin 12 kV ila 500 kV arası) enerji alanına güvenle kurulabilir.

• Kurulum Bağlamı: Yüksek gerilimli şebeke koridorları, nehirler veya vadiler üzerinden uzun açıklıklar (200 ila 500 metre veya daha fazla) ve şiddetli yıldırım riski taşıyan ortamlar.

4. Mekanik Özellikler ve Uyumluluk Standartları

Yüksek kaliteli havai kablolar, uluslararası mühendislik standartlarına uygun olarak üretildi ve test edildi; bunlar arasında şunlar yer alır: IEC 60794 , IEEE 1222 (ADSS için) ve YD/T 901 :

• Maksimum Çekme Gerilme Kuvveti: Standart ağır işçilik Figure-8 ve ADSS kabloları, hafif açıklıklar için 3000 Newton’dan, aşırı uzun açıklıklı ADSS’ler için 15000 Newton’u aşan çekme kuvvetlerine dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

• Sıkıştırma Direnci: Klempler ve askı tutucularının iç tampon tüpleri ezmemesini sağlamak için en az 1000 Newton/100 milimetre yan basınç direncine sahip olmalıdır.

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı: Kılıf çatlaması veya tampon jelin sıvılaşması olmadan eksi 40 derece Celsius ile artı 70 derece Celsius arasında güvenilir şekilde çalışacak şekilde formüle edilmiştir.

5. Alan Kurulum Standartları ve Kalite Kontrolü

Gerilme ve çekme sırasında doğru alan uygulamalarına uyulması, erken mekanik hasarı önler:

1. Sag ve Gerilme İlkesi: Bir kablo açıklığındaki sag ve gerilme birbirleriyle ters orantılıdır. Sag, kablo ağırlığının birim uzunluğa bölünmüş değeri ile açıklık uzunluğunun karesinin çarpımının, sekiz kat gerilme kuvvetine bölünmesine eşittir. Teknisyenler, kablonun kış aylarındaki termal daralmayı karşılayacak yeterli sag ile çekilmesini sağlamak amacıyla önceden hesaplanmış sag-gerilme tablolarına başvurmak zorundadır.

2. Dinamometre Çekme Kontrolü: Çekme işlemleri, kablonun MAT değerinin %50'sine ayarlanmış kalibre edilmiş bir gerilme dinamometresi veya otomatik gerilme sınırlayıcılı bir kapstan vinç kullanılarak yapılmalıdır.

3. Dinamik Eğrilme Yarıçapı Uyumu: Kabloları çekme sırasında dinamik minimum bükülme yarıçapını, kablonun dış çapının en az 20 katı olarak koruyun. Kablolar statik askı kelepçelerine sabitlendikten sonra bükülme yarıçapı, kablonun dış çapının 10 katına kadar azaltılabilir.

4. Ara Çekme Tekerleri: Kablo germe işlemi, her direkte keskin sürtünme açılarını ortadan kaldırmak için büyük çaplı, pürüzsüz yataklı makaralar kullanılarak yapılmalıdır.

Havada Kurulum Sorunları İçin Sorun Giderme Matrisi