Qu'est-ce qu'un câble optique ADSS et quelle est sa fonction ?

Le câble optique ADSS présente une structure différente de celle des conducteurs aériens. Sa résistance à la traction est assurée par un câble en fibres d'aramide. Le module d'élasticité de ce câble est supérieur à la moitié de celui de l'acier, et son coefficient de dilatation thermique est bien inférieur. De ce fait, la flèche du câble optique ADSS est plus sensible aux variations de charge externe. En cas de givrage, l'allongement du câble optique ADSS peut atteindre 0,6 %, contre seulement 0,1 % pour les conducteurs. La flèche est relativement insensible aux variations de température, restant quasiment inchangée. Par vent fort, son angle de déviation est très important, atteignant 80° à une vitesse de vent de 30 m/s, tandis que l'angle de déviation des conducteurs est environ deux fois moindre.

Il possède une grande capacité à résister aux conditions météorologiques extrêmes (vents violents, verglas, etc.).

La gaine extérieure du câble optique ADSS est en acier AT ou PE. En présence d'un champ électrique intense, elle est sensible à la corrosion électrolytique. Pour plus d'informations, veuillez consulter la page : Réseau d'équipements de transport et de distribution d'énergie.

Le câble optique ADSS est soumis aux vibrations dues au vent. Des vents latéraux réguliers et stables soufflant vers le câble optique peuvent provoquer des vibrations, entraînant des dommages par fatigue au niveau des points d'ancrage.

Les câbles optiques ADSS possèdent un certain degré de résistance à la compression et peuvent supporter la force de serrage importante des pinces de tension.

Structures représentatives des câbles optiques ADSS
I. Structures représentatives

Actuellement, deux principaux types de câbles optiques ADSS sont répandus tant au niveau national qu'international.

1. Structure tubulaire centrale :

La fibre optique, présentant une certaine longueur excédentaire, est placée dans un tube en PBT (ou autre matériau approprié) rempli de graisse hydrofuge. Un fil filé adapté à la résistance à la traction requise est enroulé autour de la fibre, puis une gaine en PE (intensité du champ électrique ≤ 12 kV) ou en AT (intensité du champ électrique ≤ 20 kV) est extrudée.

La structure tubulaire centrale est facile à réaliser avec un petit diamètre, ce qui réduit le givrage et la prise au vent ; elle est également relativement légère, mais la longueur excédentaire des fibres est limitée.

2. Structure en brins :

Les fibres optiques libres sont enroulées selon un pas précis sur un élément de renforcement central (généralement en PRV), puis une gaine intérieure est extrudée (cette étape peut être omise pour les faibles tensions et les courtes portées). Ensuite, un filé adapté est enroulé autour du tube intérieur en fonction de la résistance à la traction requise, et enfin, une gaine en PE ou AT est extrudée. L'âme du câble peut être remplie de graisse, mais lorsque les systèmes ADSS fonctionnent sur de grandes portées avec une flèche importante, l'âme du câble a tendance à glisser en raison de la faible résistance de la graisse, et le pas des fibres libres peut facilement varier. Ce problème peut être résolu en utilisant des méthodes appropriées pour fixer les fibres libres à l'élément de renforcement central et à une âme sèche, mais cela présente certains défis technologiques.

La structure toronnée permet d'atteindre facilement une longueur de fibre excédentaire sûre, bien que le diamètre et le poids soient relativement plus importants, ce qui la rend avantageuse pour les applications de portée moyenne à grande.

Principaux paramètres techniques du câble optique ADSS
Le câble optique ADSS fonctionne en aérien sur de longues portées, avec deux points d'appui (généralement plusieurs centaines de mètres, voire plus d'un kilomètre), contrairement au concept traditionnel de câble « aérien » (les normes de suspension des lignes aériennes pour les postes et télécommunications prévoient en moyenne un point d'appui tous les 0,4 mètre). Par conséquent, les principaux paramètres du câble optique ADSS sont conformes à la réglementation applicable aux lignes électriques aériennes.

1. Tension maximale admissible (MAT/MOTS)

Cela fait référence à la tension subie par le câble optique sous la charge totale théoriquement calculée dans les conditions météorologiques nominales. Sous cette tension, la déformation de la fibre doit être ≤ 0,05 % (étirée) et ≤ 0,1 % (tube central) sans atténuation supplémentaire. Autrement dit, la longueur de fibre excédentaire est simplement « absorbée » à cette valeur limite. À partir de ce paramètre, des conditions météorologiques et d'une flèche contrôlée, la portée admissible du câble optique dans ces conditions peut être calculée. Par conséquent, la courbe de déformation admissible (MAT) constitue un élément fondamental pour les calculs flèche-tension-portée et un indicateur important des caractéristiques contrainte-déformation du câble optique ADSS.

2. Résistance à la traction nominale (UTS/RTS)

Également appelée résistance à la traction ultime ou force de rupture, elle correspond à la valeur calculée de la somme des résistances de la section transversale porteuse (en considérant principalement la Câble à fibre optiqueLa force de rupture réelle doit être ≥ 95 % de la valeur calculée (la rupture de tout composant du câble optique est considérée comme une rupture de câble). Ce paramètre est obligatoire ; de nombreuses valeurs de contrôle y sont liées (par exemple, la résistance du pylône, les dispositifs de tension, les mesures d’amortissement des vibrations, etc.). Pour les professionnels des câbles optiques, si le rapport RTS/MAT (équivalent au coefficient de sécurité K des lignes aériennes) est inapproprié, même si de nombreuses valeurs de résistance sont utilisées, il est important de noter que le rapport RTS/MAT peut être insuffisant. Câble à fibre optique Lorsque cette méthode est utilisée, la plage de déformation des fibres disponibles est très étroite, ce qui entraîne un faible rapport performance économique/technique. Par conséquent, l'auteur recommande aux professionnels du secteur de porter une attention particulière à ce paramètre. En général, la MAT équivaut à environ 40 % de la RTS.

3. Stress moyen annuel (EDS)

Parfois appelée contrainte moyenne journalière, elle correspond à la tension exercée sur le câble optique sous des charges théoriques calculées dans des conditions sans vent ni glace, à température moyenne annuelle. Elle peut être considérée comme la tension (ou contrainte) moyenne du système ADSS lors d'un fonctionnement prolongé. La contrainte journalière est généralement comprise entre 16 et 25 % de la contrainte résiduelle. Sous cette tension, la fibre optique ne doit présenter aucune déformation ni atténuation supplémentaire, ce qui témoigne d'une grande stabilité. La contrainte journalière est également un paramètre de vieillissement accéléré du câble optique, déterminant ainsi la conception de son système d'amortissement des vibrations.

4. Tension de service ultime (UES)

Également appelée tension de fonctionnement spéciale (TFS), elle correspond à la tension maximale que le câble optique peut supporter durant sa durée de vie utile, pouvant potentiellement dépasser sa charge nominale. Cela signifie que le câble tolère une surcharge de courte durée et que la fibre optique peut supporter une déformation dans une plage admissible. Généralement, la TFS doit être supérieure à 60 % de la tension nominale. Sous cette tension, si la déformation de la fibre est inférieure à 0,5 % (tube central) et à 0,35 % (fibre multibrins), une atténuation supplémentaire se produira, mais la fibre devrait retrouver son comportement normal une fois la tension relâchée. Ce paramètre garantit le fonctionnement fiable du câble optique ADSS tout au long de sa durée de vie.

III. Accessoires et câbles optiques

Les accessoires désignent le matériel utilisé pour l'installation des câbles optiques.

1. Pince de tension

Bien qu'on l'appelle « pince », un modèle à fil pré-torsadé en spirale est préférable (sauf pour les applications à basse tension et courte portée). On l'appelle aussi parfois « terminal » ou « extrémité fixe ». Sa configuration dépend du diamètre extérieur et de la résistance à la traction du câble optique, et requiert généralement une force de serrage ≥ 95 % de cette résistance. Un test d'adaptation avec le câble optique doit être effectué si nécessaire.

2. Pince de suspension

On préfère également un raccord à fil pré-torsadé en spirale (sauf pour les applications à faible tension et à courte portée). Ce type de raccord est parfois appelé « intermédiaire » ou « à suspension ». En général, une force de serrage ≥ (10-20) % de la force de serrage nominale est requise.

3. Amortisseur de vibrations

Les câbles optiques ADSS utilisent souvent des amortisseurs à spirale (SVD). Si l'EDS est inférieur ou égal à 16 % de la valeur RTS, l'amortissement des vibrations n'est pas nécessaire. Lorsque l'EDS est compris entre 16 et 25 % de la valeur RTS, des mesures d'amortissement des vibrations sont requises. Si le câble optique est installé dans une zone sujette à des vibrations fréquentes, la méthode d'amortissement des vibrations doit être déterminée par des essais si nécessaire.

Application du câble optique ADSS dans les réseaux de communication électrique

Résumé : La conception et la construction des câbles optiques ADSS constituent un projet d’ingénierie système complet. Cet article traite des caractéristiques structurelles, de la durée de vie, des principes de sélection des points de suspension, de la configuration des enrouleurs et de l’interprétation des tableaux de flèche des câbles optiques ADSS, permettant ainsi une meilleure compréhension de leur application dans des environnements spécifiques.

Introduction

Ces dernières années, la construction des réseaux de communication des systèmes électriques a principalement reposé sur l'utilisation de câbles optiques ADSS. Ces câbles, acronyme de « All Dielectric Self-Supporting Optical Cable » (câble optique autoporteur entièrement diélectrique), utilisent un système de mise à la terre spécifique. La portée minimale est généralement de 7 mètres. Lors du choix de la configuration des tourets, il convient de simplifier les différences de portée afin de réduire le nombre de types de câbles optiques nécessaires, et ainsi diminuer le nombre de pièces détachées (telles que les différents dispositifs de suspension) et faciliter la mise en œuvre.

6. Exigences de base pour la construction des câbles optiques ADSS

(1) La pose de câbles optiques ADSS s'effectue généralement sur des pylônes sous tension. Des câbles sans fin isolés, des sangles de sécurité isolées et des outils isolés doivent être utilisés pendant les travaux. La force du vent ne doit pas dépasser le niveau 5. Une distance de sécurité doit être maintenue par rapport aux lignes de différents niveaux de tension : supérieure à 1,0 m pour 35 kV, supérieure à 1,5 m pour 110 kV et supérieure à 3,0 m pour 220 kV.

(2) Parce que le Cœur de fibre Ce matériau est extrêmement fragile ; la tension et la pression latérale lors de la construction ne doivent pas être excessives.

(3) Pendant la construction, le câble optique ne doit pas frotter ou entrer en collision avec le sol, les bâtiments, les tours, les bords des bobines de câble ou d'autres objets.

(4) Le rayon de courbure du câble optique est limité. Généralement, le rayon de courbure en fonctionnement est ≥D, où D est le diamètre du câble optique. Lors de la construction, le rayon de courbure est ≥ 30 mm. D ;

(5) Tordez le câble optique l'endommagera ; la torsion longitudinale est strictement interdite.

(6) Le Cœur de fibre Le câble optique est susceptible de se rompre lorsqu'il est humide ou infiltré par de l'eau ; les extrémités du câble optique doivent être scellées avec du ruban adhésif étanche lors de la construction.

(7) Le diamètre extérieur du câble optique correspond à la portée représentative ; le touret ne doit pas être ajusté arbitrairement pendant la construction. Les accessoires correspondent également au diamètre extérieur du câble optique et ne doivent pas être utilisés de manière inappropriée.

(8) Une fois chaque bobine de câble optique terminée, une longueur suffisante de câble mou est généralement réservée pour la suspension et l'épissure aux poteaux et pour l'installation de cadres de distribution de fibres optiques dans les sous-stations.

7. À propos des tensiomètres de flèche : Les tensiomètres de flèche fournissent des données importantes reflétant les performances aérodynamiques des câbles optiques ADSS. Une compréhension complète et une application correcte de ces données sont essentielles pour améliorer la qualité des projets. Les fabricants proposent généralement trois types de tensiomètres de flèche fonctionnant dans des conditions constantes : flèche d'installation constante (la flèche d'installation est un pourcentage fixe de la portée) ; tension d'installation constante ; et tension de charge constante. Ces trois types de tensiomètres fournissent des descriptions spécifiques des performances de flèche des câbles optiques ADSS sous différents angles. Ce tableau illustre uniquement les caractéristiques de flèche et de tension des câbles optiques ADSS dans des conditions de fonctionnement données. Il diffère des applications d'ingénierie réelles et doit être pris en compte. Notez que la portée indiquée dans le tableau de flèche et de tension est la portée réelle, plus précisément la portée réelle d'une portée isolée, c'est-à-dire la portée lorsqu'il n'y a qu'une seule section de tension. En ingénierie réelle, la portée représentative de cette section de tension doit d'abord être déterminée, puis les données de flèche et de tension correspondantes doivent être recherchées dans le tableau de flèche et de tension. N'oubliez pas que la flèche dans ce cas est généralement une flèche composite. Les flèches horizontales et verticales sont déterminées à partir de l'angle de déviation dû au vent. Les données réelles sont calculées à partir des valeurs théoriques de la flèche, de la tension et de la portée représentatives. En conditions contrôlées, la maîtrise de la charge due au vent est liée aux propriétés mécaniques du câble optique ADSS. Ce phénomène se produit généralement sur de longues portées (plus de 600 m) et par des vents supérieurs à 30 m/s. Le câble optique ADSS étant plus léger que le conducteur et présentant un angle de déviation dû au vent plus important, il est plus susceptible de s'allonger. Ceci pourrait potentiellement entraîner une collision entre le câble optique ADSS et le conducteur en cas de vents violents. Bien que les calculs de dimensionnement soient complexes, pour les courtes portées (inférieures à 100 m), la flèche de la ligne aérienne est généralement de 0,5 m ; pour une portée comprise entre 100 m et 120 m, la flèche est de 0,7 m. Le point le plus bas de la flèche du câble optique ADSS ne doit pas être inférieur au point le plus bas de la flèche du conducteur. En pratique, sur les travées continues d'un mât tendu, on choisit généralement la travée centrale, ou une travée plus large proche de la travée centrale présentant la plus faible différence de hauteur au niveau du point de suspension, comme travée d'observation. Si le nombre de travées est compris entre 7 et 15, deux travées d'observation doivent être sélectionnées à chaque extrémité. Les méthodes d'observation courantes comprennent la méthode des travées de longueur égale et la méthode des travées de longueur inégale ; la méthode de mesure de la tension peut également être utilisée. Conclusion : La conception et la construction de projets de câbles optiques ADSS constituent un projet d'ingénierie système complexe, impliquant de nombreux aspects tels que la mécanique, les systèmes électriques, les conditions météorologiques et la qualification du personnel de construction. Elles requièrent à la fois une approche scientifique et des méthodes de travail efficaces. Avec le développement continu des projets de réseaux d'information électrique, l'expérience s'accumule inévitablement… Grâce à l'accumulation d'expérience en matière de construction et de maintenance quotidienne, l'application des câbles optiques ADSS s'est encore développée.