مقدمة للمعرفة الأساسية لكابل الألياف البصرية OPGW

مقدمة للمعرفة الأساسية لكابل الألياف البصرية OPGW

مقدمة الخلفية

سلك أرضي مركب من الألياف الضوئية (OPGW) هو وضع وحدة الألياف الضوئية في السلك الأرضي العلوي, وتجمع عضوياً بين الكبل البصري والسلك الأرضي. على أساس ضمان الخواص الكهربائية والميكانيكية الأصلية للسلك الأرضي العلوي, صوتي, انتقال الفيديو, البيانات والمعلومات الأخرى مقارنة بأنواع الكابلات الضوئية الأخرى, لديها موثوقية عالية; إنها مناسبة للتركيب على خطوط الكهرباء ذات مستويات الجهد المختلفة, والبناء والتركيب بسيط; يمكنه تحمل ضغوط كبيرة, ولديه قدرة قوية على تحمل الرياح القوية والجليد; إنه محمي بمعدن خارجي يمكنه بشكل فعال تجنب فشل خط الاتصال الناجم عن صاعقة وتيار ماس كهربائى في نظام اتصالات الطاقة التقليدية; يمكن أن تستوعب عددًا كبيرًا من نوى الألياف الضوئية; عمر الخدمة طويل, بشكل عام أكثر من 25 ل 30 سنوات بسبب المزايا المذكورة أعلاه, في نظام الطاقة, تم استخدام اتصالات الألياف الضوئية OPGW على نطاق واسع كوسيلة اتصال مثالية.

البحث النظري والفني

1) الألياف البصرية

اتصالات الألياف الضوئية هي طريقة اتصال تستخدم الليزر كناقل للمعلومات والألياف الضوئية كوسيط إرسال. تُستخدم الألياف الضوئية كوسيلة نقل لاتصالات الألياف الضوئية.

1. الهيكل الأساسي للألياف الضوئية

يتم سحب الألياف الضوئية من طبقتين أو أكثر من الوسائط الشفافة, وتشمل بشكل عام ثلاثة أجزاء: النواة, الكسوة والطلاء.

2. أنواع ألياف الاتصال

يمكن تقسيم ألياف الاتصال عمومًا إلى ثلاث فئات: ألياف السيليكا متعددة الأنماط الانكسارية, ألياف السيليكا متعددة الأنماط الانكسارية المتدرجة, وألياف السيليكا أحادية الوضع. G.652 هو أبسط ألياف أحادية الوضع, والتي تُعرف أيضًا باسم الألياف أحادية الوضع التقليدية أو الألياف أحادية الوضع القياسية. بناء على معدلات نقل مختلفة, تنقسم ألياف G.652 إلى عدة فئات:

ألياف G.652A: يمكن أن تصل مسافة النقل لنظام 10 جيجابت / ثانية إلى 400 كم, ويمكن أن تصل مسافة النقل لنظام 40 جيجابت / ثانية إلى 2 كم.

ألياف G.652B: يمكن أن تصل مسافة النقل لنظام 10 جيجابت / ثانية إلى أكثر من 3000 كم, ويمكن أن تصل مسافة النقل لنظام 40 جيجابت / ثانية إلى 80 كم.

ألياف G.652C: على غرار الألياف G.652A, ولكن يمكن أن تعمل في نطاق 1360 ~ 1530nm.

ألياف G.652D: على غرار الألياف G.652A, ولكن يمكن أن تعمل في نطاق 1360 ~ 1530nm.

3. تحليل خصائص الألياف الضوئية

يشير فقدان الألياف الضوئية إلى إضعاف القدرة الضوئية بسبب الامتصاص, التشتت وأسباب أخرى بعد انتقال الإشارة الضوئية عبر الألياف الضوئية. تشمل عوامل فقدان الألياف بشكل أساسي الخسارة الجوهرية, خسارة التصنيع وخسارة إضافية. نظرًا لأن المكون الرئيسي للألياف الضوئية المستخدمة في نظام الاتصالات هو زجاج السيليكا, وهي SiO2, وألياف السيليكا نفسها ليست حساسة لدرجة الحرارة, من أجل ضمان أداء نقل الألياف الضوئية في ظل ظروف شديدة البرودة, يصبح أداء طلاء الألياف الضوئية هو العامل الرئيسي. يمكن تغيير خصائص مادة الطلاء بسهولة مع درجة الحرارة, مما يجعل فقدان الألياف يزداد في البيئة حيث تنحرف درجة الحرارة عن درجة حرارة الغرفة.

2) الكابلات البصرية

على الرغم من أن الألياف الضوئية المغلفة والمغلفة لها قوة ضغط معينة, لا يزال لا يتحمل الانحناء, التواء, تمدد قوي وضغط جانبي, إلخ., ولا يمكنها تحمل تأثير البيئات القاسية مثل درجات الحرارة والرطوبة الشديدة. كابلات الألياف الضوئية هي عملية الجمع بين العديد من الألياف الضوئية وعناصر الحماية المختلفة, تعبئتها في حزم, وتشكيل الكابلات الضوئية.

1. ضرورة كابلات الألياف الضوئية

يرجع السبب وراء الحاجة إلى توصيل الألياف الضوئية للاتصالات في التطبيقات العملية بشكل أساسي إلى الأسباب التالية:

1) التثبيت, وضع, فحص وصيانة الكابلات الضوئية في المشروع مريحة.

2) يمكن للكابل البصري حماية الألياف الضوئية بشكل أفضل من التأثير الميكانيكي للقوى المختلفة أثناء عملية التمديد.

3) يمكن أن تتجنب كابلات الألياف الضوئية تأثير البيئات القاسية على أداء الألياف الضوئية.

2. هيكل الكابل البصري

الكبل البصري عبارة عن منتج كابل توجيه ضوئي عملي يتم دمجه مع العديد من الألياف الضوئية وعناصر الحماية المختلفة ويتم تعبئتها في حزمة. مستخدم, يتكون الكبل البصري من أربعة أجزاء: قلب الكابل, عنصر القوة, المواد المانعة للماء والغمد. يظهر هيكلها الأساسي في الشكل أعلاه.

تشمل الكابلات الضوئية لاتصالات الطاقة بشكل أساسي OPGW, OPPC, الكابلات الضوئية ADSS والكابلات الضوئية المركبة. يستخدم نظام الاتصال الداعم لشبكة الطاقة الأساسية بشكل أساسي الكبل البصري OPGW. يتكون هيكلها الأساسي من أنبوب واقي معدني ملتوي بالمعدن (الألمنيوم المكسو بالفولاذ, سبائك الألومنيوم, إلخ.) أسلاك مدرعة. متطلبات الأداء الميكانيكي والكهربائي لخطوط الطاقة.

3. عجينة تعبئة الألياف الضوئية

عجينة حشو الألياف الضوئية عبارة عن مادة لزجة شبه صلبة تتشكل عن طريق تشتيت واحد (أو عدة) عوامل التبلور في واحد (أو عدة) زيوت أساسية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لمرهم الألياف الضوئية في منع تآكل الألياف الضوئية بفعل الرطوبة. بالإضافة الى, يمكن أن يعمل عجينة الألياف أيضًا كوسادة لتخفيف القوى الميكانيكية مثل الاهتزاز, تأثير, والانحناء على الألياف الضوئية. بالإضافة الى, يمكن أن يضمن استخدام عجينة الألياف الخصائص الميكانيكية للألياف الضوئية بشكل أفضل وإطالة عمر خدمتها.

4. الألمنيوم المغطى بالفولاذ في كابل OPGW

يعد الفولاذ المغطى بالألمنيوم جزءًا مهمًا من كابل OPGW. بسبب هشاشة درجات الحرارة المنخفضة للفولاذ العادي, لانخفاض درجة الحرارة تأثير كبير على خصائصه الميكانيكية. مع انخفاض درجة الحرارة, قوة الخضوع (fy) والقوة المطلقة (فو) من الفولاذ سوف تزداد, بينما اللدونة, استطالة (د), انكماش المقطع (Ψ) وستنخفض مؤشرات الصلب الأخرى.

هشاشة درجات الحرارة المنخفضة هي المؤشر الرئيسي لأداء الفولاذ في درجات الحرارة المنخفضة للغاية. يتأثر هشاشة الفولاذ بدرجة حرارة منخفضة بشكل أساسي بالعوامل التالية:

1) عناصر السبائك

2) تأثير عملية التعدين على هشاشة درجات الحرارة المنخفضة

3) تأثير المعالجة الحرارية على هشاشة درجات الحرارة المنخفضة

3) تركيبات الكابلات البصرية

1. مكونات الأجهزة المعدنية

تُستخدم المكونات المعدنية للتركيبات الداعمة لـ OPGW بشكل أساسي لتحمل الحمل, ولعب دور إرساء أو دعم الكبل البصري OPGW وربط OPGW والبرج. مواد الحديد التقليدية OPGW التركيبات, مثل الفولاذ Q235, 35 صلب, الفولاذ المصبوب متوسط ​​الكربون, إلخ., ليست مواد مقاومة درجات الحرارة المنخفضة, وليست مناسبة للاستخدام في ظروف درجات الحرارة المنخفضة للغاية -70 درجة مئوية (الألومنيوم مادة هشة غير باردة, التي يمكن أن تلبي المتطلبات). لذلك, من خلال دراسة درجة حرارة الانتقال الهشة للفولاذ, من المهم بشكل خاص اختيار المادة المناسبة.

2. مكونات البوليمر للتجهيزات المعدنية

مواد البوليمر مثل لوح ألياف بصندوق لصق OPGW, حلقة الختم وكتلة المشبك المطاطية OPGW لها أيضًا هشاشة منخفضة في درجات الحرارة, ويمكن استخدام درجة الحرارة الهشة كمؤشر للتحري. مع انخفاض درجة الحرارة, يصبح تنقل السلسلة الجزيئية للبوليمر أقل فأقل, لذلك تصبح مادة البوليمر صلبة وهشة. تشير درجة حرارة التقصف إلى درجة الحرارة التي تصبح عندها المادة فاشلة هشة تحت تأثير حمل الصدمة, وهو الحد الأدنى لدرجة الحرارة التي يمكن عندها استخدام المادة بشكل طبيعي. تحت درجة حرارة التقصف, المادة تفقد مرونتها, هش وسهل الكسر, ولا يمكن استخدامها بشكل طبيعي.