Specifiche di progettazione dei cavi ADSS e guida all'installazione

La portata massima e la resistenza alla trazione definiscono le prestazioni del cavo ADSS

Un cavo completamente dielettrico autoportante (ADSS) funziona senza messaggeri metallici, facendo affidamento interamente sui membri di resistenza del filato aramidico. Per un tipico 12 fibre Cavo ADSS con un diametro di 8,0 mm, il la portata massima consentita a 100 metri di altitudine è di 300 metri sotto carico leggero NESC (vento 0 Pa, ghiaccio 0 mm). In condizioni di carico pesante (vento a 1900 Pa, ghiaccio a 12,7 mm), la stessa lunghezza del cavo scende a 120 metri. La resistenza alla trazione nominale (RTS) per questa configurazione è di 18 kN, mentre la tensione massima di esercizio è limitata a 6 kN (33% di RTS).

L'installazione dei cavi ADSS sulle torri elettriche esistenti richiede il calcolo dell'abbassamento e della tensione alla temperatura operativa massima di 85°C. Per una campata di 200 metri, l'abbassamento iniziale a 15°C senza vento è di 2,8 metri; a 85°C, l'abbassamento aumenta fino a 4,1 metri, il che influisce sulla distanza dai conduttori sotto tensione. Utilizzare un fattore di sicurezza di progettazione pari a 3,0 per lo scorrimento a lungo termine e verificare che la distanza tra conduttore e cavo a metà campata non sia mai inferiore a 2,5 metri per le linee a 110 kV .

Selezione del cavo ADSS corretto per la tensione e l'ambiente

Due parametri critici determinano quale cavo ADSS si adatta a un percorso specifico: intensità del campo elettrico e zona di carico ambientale. Per le linee elettriche fino a 110 kV, un ADSS standard con uno spessore della guaina esterna di 1,5 mm e una resistenza di tracciamento di 2,5 kV/mm di distanza dell'arco a secco funziona in modo affidabile. Oltre 110 kV fino a 220 kV, scegliere una guaina anti-tracciamento (AT) con distanza d'arco a secco di almeno 3,0 kV/mm e spessore della parete di 1,8 mm .

Le zone di carico ambientale seguono gli standard IEC 60794-4-10 o NESC. Di seguito una tabella di rapida selezione:

Migliori pratiche di installazione per l'affidabilità dei cavi ADSS a lungo termine

I dati sul campo provenienti da 150 installazioni ADSS in tre continenti mostrano che il 94% dei guasti prematuri ha origine da hardware inadeguato o tensione di trazione. Utilizzare una presa per tirare con a carico di rottura nominale pari ad almeno il 50% dell’RTS del cavo e non superare mai lo 0,8% di deformazione durante la trazione. Per un'installazione ADSS di 1 km con tre curve da 120 gradi, il limite tipico di scorrimento della tensione di trazione è 2,7 kN per un cavo RTS da 18 kN.

La selezione dell'hardware deve includere:

• Morsetti di sospensione tangenti con inserto in gomma o neoprene, progettato per un carico di rottura di 20 kN e anima in fibra di vetro diametro 6 mm.
• Prese senza uscita utilizzando aste doppie elicoidali, adattate al diametro del cavo (ad esempio, 8,0 mm ± 0,3 mm) con una tensione di scorrimento superiore all'80% di RTS.
• Anelli Corona per ADSS su linee superiori a 110 kV: diametro minimo dell'anello 150 mm, posizionato entro 30 mm dal morsetto di sospensione per ridurre lo stress elettrico.

Calcolo dell'abbassamento e della tensione per la tesatura dei cavi ADSS

Il calcolo dell'abbassamento segue l'approssimazione parabolica per le campate a livello: Abbassamento = (w × L²) / (8 × H), dove w = peso del cavo per unità di lunghezza (ad esempio, 0,12 kg/m per un ADSS a 12 fibre), L = lunghezza della campata (metri) e H = tensione orizzontale (kN). Per una campata di 250 metri a 25°C con tensione iniziale impostata su 2,5 kN, l'abbassamento è pari a (0,12×9,81×250²)/(8×2500) = 3,68 metri . A 75°C, il modulo di elasticità (13,8 GPa per l'aramide) riduce la tensione a 1,9 kN, aumentando l'abbassamento a 4,84 metri.

Per torri di altezza diversa con una differenza di 20 metri, utilizzare la formula della campata inclinata. Lo dimostra la verifica effettiva sul campo di 20 progetti tracciare l'abbassamento con incrementi di 5°C tra -10°C e 80°C previene il flashover di medio periodo. Prepara sempre una tabella di abbassamento come nell'esempio seguente prima di incordare:

Requisiti di distanza elettrica e distanza dell'arco secco

La differenza principale tra ADSS e OPGW convenzionali o cavi dielettrici è la necessità di distanza elettrica dovuta ai campi elettrostatici. Per Per le linee a 69 kV, mantenere una distanza minima di 0,9 metri dal conduttore al punto di attacco ADSS. A 138 kV questa aumenta a 1,5 metri; a 230 kV, a 2,4 metri. Questi valori presuppongono un ambiente asciutto e non inquinato. In aree industriali o costiere con elevato inquinamento (classe IV IEEE 1220), raddoppiare la distanza libera o utilizzare una guaina AT con resistenza all'arco secco di almeno 4,5 kV/mm.

La distanza dell'arco secco lungo la superficie del cavo ADSS tra due punti hardware deve superare 1,2 x (tensione di linea in kV) per guaine standard in PE. Ad esempio, su una linea da 110 kV, la distanza minima dell'arco secco dal morsetto di sospensione all'anello corona più vicino è 132 mm. I rapporti sulle ispezioni sul campo del periodo 2018-2022 mostrano che il rilevamento dei guasti diminuisce dell'87% quando i progettisti verificano questo parametro prima dell'installazione.