Hur bryter ADS: er optisk kabel genom miljöstyrken?

Kommunikationssystemet för högspänningsöverföringslinjer måste möta tre stora miljöhot:

Hög luftfuktighet: Luftfuktigheten i bergsområden och kustområden är> 80% året runt, och vattenmolekylpenetrering orsakar optisk fibermikrobending förlust;

Starka ultravioletta strålar: Den årliga strålningen i platå- och ökenområden är> 5000 MJ/m², vilket påskyndar åldrandet av polymermaterial;

Extrem temperaturskillnad: När temperaturskillnaden mellan dag och natt överstiger 50 ℃, orsakar termisk expansion och sammandragning mantelsprickor.

Traditionella metalloptiska kablar är benägna att stresskoncentration under extrema temperaturskillnader på grund av skillnaden i termiska expansionskoefficienter mellan metallledare och mantelmaterial, medan ADSS-optiska kablar i grunden undviker detta problem genom icke-metallisk sammansatt teknik.

Kooperativ designprincip för vattenbarriärlager och yttre mantel

1. Vattenbarriärlager: En skyddande barriär på den mikroskopiska molekylnivån

Materialval: Vattenbarriärskiktet använder ett högdensitet polyeten (HDPE) eller polypropylen (PP) -substrat, med supersabsorbent harts (SAP) eller vattenblockerande garn tillsatt. SAP-partiklar sväller till 300 gånger sin ursprungliga volym när de utsätts för vatten, och bildar en gelliknande barriär för att blockera den längsgående penetrationen av vatten.
Strukturell design: Tjockleken på det vattenblockerande skiktet är ≥0,5 mm, och ett "honungskaka" -buffertskikt är inställt mellan fiberpaketet för att säkerställa att vattnet snabbt absorberas när det diffunderar radiellt och undviker kontakt med fiberbeläggningen.
Synergimekanism: Den täta strukturen i det yttre manteln och expansionsegenskaperna för det vattenblockerande skiktet bildar en "dubbel vattenlåsande" effekt. Till exempel, när den yttre manteln har mikrokrackor på grund av mekanisk skada, kan det vattenblockerande skiktet tillfälligt ersätta sin vattentäta funktion för att köpa tid för nödreparationer.

2. Yttermantel: Guardian of Macroskopiska mekaniska egenskaper
Materiell innovation:
Elektriska spårningspolyeten (AT/PE): Alumina (Al₂o₃) nanopartiklar introduceras genom blandningsteknik för att förbättra den anti-elektriska spårningsprestanda. Dess ytresistivitet är större än 10⁴Ω · cm, vilket effektivt undertrycker utsläpp av koronan.
Polyolefin -elastomer (POE): Den dynamiska vulkaniseringsprocessen används för att bilda en interpenetrerande nätverksstruktur mellan polyeten och etenpropylengummi (EPR), med en förlängning vid brytning större än 400%, och flexibilitet upprätthålls vid en låg temperatur av -40 ° C.
Strukturell optimering: Den yttre manteln antar processen "dubbelskikt med extrusion", varvid det inre skiktet är ett väderbeständigt skikt och det yttre skiktet är ett slitbeständigt skikt. En 0,2 um nano-kiseldioxid (SIO₂) -beläggning tillsätts till ytan på det slitbeständiga skiktet för att minska friktionskoefficienten till 0,15 och minska slitage med trådklämman.
Miljöanpassningsförmåga: Den yttre manteln måste klara det "konstgjorda klimatprovet" i IEC 60794-1-2-standarden, inklusive 1000 timmars Xenon-lampstrålning (simulering av 10 års naturligt åldrande), 12 cykler av varma och kalla cykler (-40 ℃ → 70 ℃) och andra tester.

Djup integration av materialvetenskap och strukturell mekanik
1. Molekylär segmentteknik: En skyddskedja från mikro till makro
Anti-ultraviolet mekanism: Benzotriazolljusstabilisatorn (såsom Tinuvin 770) som tillsatts till det yttre mantelmaterialet kan absorbera 300-400NM ultravioletta strålar och omvandla dem till ofarlig värmeenergi. Bensenringen och triazolringen i sin molekylstruktur bildar en "elektronfälla" för att fånga fria radikaler och försena nedbrytning av polymer.
Fukt- och värmebeständighet: Polypropen (PP) molekylsegment i det vattenblockerande skiktet förbättrar stabiliteten genom den dubbla mekanismen för "tvärbindningskristallisation". Den tvärbindande strukturen ökar materialets övergångstemperatur (TG), och kristallisationsområdet bildar en fysisk barriär för att förhindra att vattenmolekyler tränger igenom.

2. Optimering av stressfördelning: Mekaniska fördelar med icke-metalliska sammansatta strukturer
Interlager-skjuvhållfasthet: Gränssnittet mellan det vattenblockerande skiktet och det yttre manteln antar en "gradientövergångsdesign", och gränssnittets vidhäftning förbättras genom att tillsätta en kompatibilisator (såsom malisk anhydrid ympad polyeten) för att säkerställa att mellanlagarens skjuvhållfasthet är större än 2,5 MPA.
Termisk expansionsmatchning: Den termiska expansionskoefficienten för aramidgarnförstärkningen (2,5 × 10⁻⁵/℃) är nära den för den yttre manteln (1,8 × 10⁻⁴/℃), vilket undviker interlayer -skalning orsakad av temperaturskillnad.
Trötthetslivsförutsägelse: Baserat på frakturmekaniksteori, trötthetslivet för ADSS Optical Cables kan uppskattas av Paris -formeln (da/dn = C (ΔK) ⁿ). Spricktillväxthastigheten (DA/DN) för icke-metalliska sammansatta strukturer är en storleksordning lägre än för metalloptiska kablar.

Tekniska standarder och kvalitetskontroll
1. Internationellt standardsystem
IEC 60794-1-2: Definierar klassificering av miljöanpassningsförmåga för optiska kablar. ADSS-optiska kablar måste klara "" klass A "" (-40 ℃ till 70 ℃) och "" klass B "" (-55 ℃ till 85 ℃) tester.

IEEE 1222: Anger installationsspecifikationerna för optiska kablar i kraftmiljöer, vilket kräver att hängpunktspotentialen för ADSS optiska kablar är mindre än 25 kV (klass B -mantel).

NEMA TC-7: Amerikansk standard, betonar UV-resistensen för optiska kablar, som kräver överföring vid en våglängd av 340 nm för att vara mindre än 5%.

2. Kvalitetskontrollprocess
Rå materialtestning: Fourier Transform infraröd spektroskopi (FTIR) -analys av material såsom AT/PE och POE för att säkerställa att det inte finns några föroreningar; Vattenabsorptionstest av SAP, som kräver vattenabsorptionshastighet> 90% inom 10 minuter.

Processövervakning: Använd en online -tjockleksmätare för att övervaka den yttre mantjockleken i realtid, med en avvikelse på ≤ ± 0,05 mm; Använd en dragmaskin för dragning för att verifiera mellanlagringsbindningsstyrkan.
Färdig produktinspektion: Varje parti optiska kablar måste klara "vatten nedsänkningstest" (24 timmar), "varmt och kallt cykeltest" (12 cykler) och "ultraviolett accelererat åldringstest" (1000 timmar) .