دانش صنعت
چگونه تعداد فیبر و طراحی نوری بر عملکرد انتقال تأثیر می گذارد
کابل کامپوزیت فیبر نوری s محصولات یک اندازه نیستند. تعداد هسته های فیبر - چه 2، 4، 12، 24، 48 یا بیشتر - مستقیماً تعیین می کند که یک کابل مجزا چقدر ظرفیت پهنای باند را پشتیبانی می کند و انتخاب بین فیبر تک حالته (OS2) و چند حالته (OM3/OM4/OM5) فاصله انتقال قابل استفاده را اساساً تغییر می دهد. فیبرهای تک حالته، با نسبت هسته/روکش 9/125 میکرومتر، برای انتقال در مسافت های طولانی طراحی شده اند، که معمولاً در مسیرهای ستون فقرات یا اتصالات بین پستی که فواصل آنها از چندین کیلومتر فراتر می رود، استفاده می شود. فیبرهای چند حالته، با هستههای بزرگتر 50/125 میکرومتر یا 62.5/125 میکرومتر، برای پیوندهای دادهای با برد کوتاه و پهنای باند بالا در کارخانههای صنعتی یا سیستمهای ساختمانی هوشمند مناسبتر هستند.
یک عامل کمتر مورد بحث اما به همان اندازه مهم، ساختار رشته داخل کابل است. طرحهای شل لوله به هر فیبر یا بستهبندی فیبر اجازه میدهد تا کمی در داخل یک لوله پر از ژل حرکت کند، که از انبساط و انقباض حرارتی محافظت میکند - که در محیطهای بیرونی یا صنعتی که در آن نوسانات دما قابل توجه است، بسیار مهم است. طرحهای بافر محکم هر فیبر را مستقیماً در یک پوشش محافظ میپوشانند و خاتمه دادن به آنها را آسانتر میکنند اما به تنش مکانیکی حساستر میشوند. برای کابل های کامپوزیتی که هم هادی های برق فیبر و هم مس را ادغام می کنند، درک نحوه تعامل این دو جزء تحت بارگذاری خمشی، کششی و دما برای قابلیت اطمینان طولانی مدت ضروری است.
مهندسی کابل Zhishang با توجه دقیق به آرایش هسته فیبر نسبت به محور خنثی کابل، تلفات خمشی ریز را به حداقل میرساند که میتواند بهطور بیصدا کیفیت سیگنال را در طول زمان و بدون آسیب قابل مشاهده به روکش کابل کاهش دهد.
پیکربندی هادی قدرت در طراحی کابل کامپوزیت
بخش الکتریکی a کابل کامپوزیت فیبر نوری بسته به کاربرد دو عملکرد مجزا را انجام می دهد: می تواند نیروی عملیاتی را برای تجهیزات راه دور مانند دوربین ها، حسگرها یا گره های ارتباطی کوچک حمل کند، یا می تواند به عنوان یک اتصال زمینی و سیگنال دهی محافظ در زیرساخت برق برق عمل کند. این دو مورد استفاده به مشخصات هادی بسیار متفاوتی نیاز دارند، و انتخاب پیکربندی اشتباه منجر به مهندسی بیش از حد کابلها میشود که هزینههای هدر میدهند یا رساناهایی که دارای رتبه کمتری هستند که خطرات ایمنی ایجاد میکنند.
برای کاربردهای ولتاژ پایین (معمولاً 48 ولت DC یا 24 ولت DC در اتوماسیون صنعتی و سیستم های نظارتی)، هادی های مسی جفت تابیده یا موازی با سطح مقطع بین 0.5 میلی متر مربع و 2.5 میلی متر مربع رایج است. در انواع OPGW (سیم زمین نوری) یا OPPC (رسانای فاز نوری)، عناصر فلزی به طور همزمان ساختاری و الکتریکی هستند و اغلب از سیمهای فولادی با روکش آلومینیومی (ACS) یا سیمهای آلیاژ آلومینیومی استفاده میکنند که در لایههای متحدالمرکز چیده شدهاند. مقاومت DC و ظرفیت جریان اتصال کوتاه این هادی ها باید در برابر الزامات هماهنگی حفاظت شبکه محاسبه و تأیید شود - یک رویکرد صرفاً مکانیکی برای انتخاب کابل در این تاسیسات کافی نیست.
| نوع برنامه | مواد هادی معمولی | محدوده مقطع | عملکرد اولیه |
|---|---|---|---|
| اتوماسیون صنعتی / نظارت | مس برهنه یا قلع شده | 0.5 - 2.5 میلی متر مربع | منبع تغذیه کم ولتاژ |
| شبکه ابزار / OPGW | فولاد با روکش آلومینیوم (ACS) | بر اساس جریان نامی متفاوت است | مسیر جریان خطای سیم زمین |
| سیستم های راه آهن / ترانزیت | مس یا آلیاژ مس | 1.5 - 6 میلی متر مربع | پیوند داده قدرت سیگنالینگ |
| ساختمان هوشمند / جریان ضعیف | مس کنسرو شده | 0.75 - 1.5 میلی متر مربع | سیگنال PoE / کنترل |
انتخاب مواد ژاکت و تأثیر آن بر عمر سرویس در میدان
روکش بیرونی کابل کامپوزیت فیبر نوری اولین خط دفاعی در برابر تخریب محیطی است، اما اغلب به عنوان یک فکر بعدی در خرید تلقی می شود. مواد غالب ژاکت - PE (پلی اتیلن)، PVC، LSZH (هالوژن کم دود صفر)، و TPU - هر کدام دارای مبادلات خاصی هستند که بسته به محیط نصب بسیار مهم می شوند.
ژاکت HDPE به دلیل مقاومت فوق العاده در برابر رطوبت، پایداری اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر مواد شیمیایی خاک، استانداردی برای کاربردهای هوایی مستقیم و در فضای باز باقی می مانند. با این حال، HDPE در سناریوهای آتش سوزی خوب عمل نمی کند - بدون خود خاموش شدن می سوزد. برای کابلهایی که از طریق بالابرهای ساختمان، سینیهای کابل داخل تونلها یا تأسیسات صنعتی محصور عبور میکنند، ژاکت LSZH توسط اکثر کدهای آتش نشانی مورد نیاز است. آنها انتشار گازهای سمی و چگالی دود را محدود می کنند، که به ویژه در فضاهای بسته که تخلیه ممکن است دشوار باشد، مهم است.
در کاربردهای پویا - بازوهای رباتیک، ماشینهای متحرک یا سیستمهای کابلی زنجیرهای - نه پلیاتیلن و نه PVC استقامت انعطافپذیری مکانیکی مکرر مورد نیاز را ارائه نمیدهند. TPU (پلی اورتان ترموپلاستیک) در اینجا انتخاب مناسبی است که مقاومت سایشی و انعطاف پذیری بالایی را حتی پس از میلیون ها چرخه خم شدن ارائه می دهد. به عنوان بخشی از توسعه محصول مبتنی بر تحقیق و توسعه، شرکت فناوری کابل آنهویی ژیشانگ با مشتریان کار می کند تا مواد ژاکت را بر اساس شرایط خدمات واقعی به جای پیش فرض ارزان ترین گزینه موجود، مشخص کند و تشخیص می دهد که خرابی ژاکت یکی از دلایل اصلی تعویض زودرس کابل در این زمینه است.
ویژگی های مواد کلیدی ژاکت در یک نگاه
- HDPE: بهترین مقاومت در برابر رطوبت و UV؛ مناسب برای دفن در فضای باز/مستقیم؛ ضد شعله نیست
- پی وی سی: مقرون به صرفه با انعطاف پذیری متوسط؛ تاخیر در شعله قابل قبول؛ گاز HCl را تحت احتراق آزاد می کند.
- LSZH: انتشار کم سمی در آتش؛ برای تونل ها، راه آهن ها و ساختمان های عمومی در بسیاری از مناطق اجباری است.
- TPU: مقاومت در برابر سایش و خستگی عالی؛ ایده آل برای نصب های متحرک یا درگ زنجیر.
مشکلات نصب که عملکرد کابل کامپوزیت را در طول زمان کاهش می دهد
حتی یک کابل کامپوزیت فیبر نوری که به خوبی تولید شده باشد می تواند عملکرد ضعیفی داشته باشد یا زودتر از موعد از کار بیفتد، اگر شیوه های نصب ویژگی های فیزیکی و مکانیکی کابل را در نظر نگیرد. یکی از رایج ترین اشتباهات نادیده گرفتن آن است حداقل شعاع خمش . برای کابلهای کامپوزیت، این شعاع یک مقدار واحد نیست، بلکه یک محدودیت دوگانه است: فیبرهای نوری و هادیهای مسی ممکن است حداقل شعاع خمشی متفاوتی داشته باشند، و کابل باید طوری طراحی و نصب شود که محدودیتهای بیشتری را برآورده کند. نقض حداقل شعاع خمشی فیبر باعث تلفات خمشی میکرو و ماکرو می شود. فراتر از حد رسانا می تواند باعث خستگی فلز و افزایش مقاومت در طول زمان شود.
کشش کشش در هنگام نصب مجرا یکی دیگر از عوامل خطر نادیده گرفته شده است. را حداکثر بار کششی مجاز (اغلب برای نصب و خدمات طولانی مدت به طور جداگانه مشخص می شود) نباید بیش از حد مجاز باشد. برای کابلهایی با الیافی که توسط یک عضو مقاومت مرکزی (معمولاً FRP یا فولاد) پشتیبانی میشوند، عضو استحکام بیشتر نیروی کششی را حمل میکند - اما اگر کابل بهجای اینکه بهدرستی در انتها خاتمه داده شود، از ژاکت گرفته یا کشیده شود، بار به جای آن به فیبرهای نوری یا هادیهای مسی منتقل میشود. زمانی که نصابانی که با ساخت کابل کامپوزیت آشنا نیستند از دستگیره های کششی استاندارد طراحی شده برای کابل های تمام برقی استفاده می کنند، این یک خطای رایج است.
مدیریت حرارتی در هنگام نصب در محیط های گرم یا مجرای مجرای در معرض نور مستقیم خورشید نیز اغلب نادیده گرفته می شود. گرما تخریب ژاکت را تسریع می کند و می تواند باعث انبساط حرارتی تفاضلی بین عناصر فیبر و هادی های فلزی شود. تعیین یک کابل با محدوده دمای عملیاتی مناسب - و تأیید اینکه نسبت پر شدن مجرا اجازه اتلاف گرمای کافی را می دهد - عمر مفید را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. کیفیت اتصال و پایان بخش نوری نیز باید با استفاده از آزمایش OTDR پس از نصب تأیید شود، نه فقط بازرسی بصری، زیرا تلفات اتصال که در محدوده قابل قبول در روز اول قرار دارند میتوانند به طور قابل توجهی بدتر شوند اگر اتصال یا کانکتور تحت فشار مکانیکی ناشی از مسیریابی نادرست باشد.
