Tutti i cavi dielettrici autoportanti (ADSS): guida alla costruzione, ai tipi e alle specifiche

Un'unica campata aerea di 200 metri. Nessun filo portante, nessun componente metallico, nessuna squadra che interrompe la linea elettrica sottostante. Questo è esattamente lo scenario in cui un Tutti i cavi dielettrici autoportanti (ADSS). guadagna il suo posto – e perché gli operatori di servizi pubblici e gli appaltatori delle telecomunicazioni lo hanno adottato su larga scala per l’implementazione della fibra aerea.

Questa guida spiega come viene costruito il cavo ADSS, dove offre le migliori prestazioni, quali varianti si adattano ad ambienti specifici e cosa controllare prima di specificarne uno per il tuo prossimo progetto.

Cosa rende diverso il cavo ADSS

A differenza della fibra aerea convenzionale che richiede un filo messaggero in acciaio separato per il supporto, un cavo ADSS è progettato per essere completamente autoportante. Il carico strutturale è sostenuto da filato aramidico ad alto modulo avvolto attorno al nucleo del cavo, conferendogli resistenza alla trazione senza un singolo elemento metallico in qualsiasi parte del design.

Quella costruzione non metallica non è solo una scelta di risparmio di peso. Significa che il cavo è elettricamente inerte. È possibile installarlo sulla stessa torre delle linee di trasmissione ad alta tensione fino a 220 kV senza rischio galvanico e gli equipaggi possono lavorarci mentre la linea elettrica sottostante rimane sotto tensione: un notevole vantaggio operativo e di sicurezza sulle reti sotto tensione.

La capacità di campata varia tipicamente da 50 metri per brevi percorsi di distribuzione urbana fino a 700 metri o più per lunghi corridoi di trasmissione rurali. L'area della sezione trasversale in aramide è regolata in base alla progettazione per soddisfare i requisiti di abbassamento e tensione di ciascuna lunghezza specifica della campata.

Costruzione del nucleo: strato per strato

Comprendere la struttura aiuta a valutare le specifiche in modo più preciso. Una norma Cavo ottico autoportante interamente dielettrico ADSS è assemblato come segue:

• Fibre ottiche - tipicamente G.652D monomodale, 2-12 fibre per tubo disposte in modo lasco con lunghezza eccessiva per evitare deformazioni in caso di variazioni di temperatura o carico meccanico.
• Gel blocca-acqua all'interno di ciascun tubo tampone sciolto, impedendo l'ingresso di umidità che compromette l'integrità del segnale.
• Elemento di rinforzo centrale in FRP (plastica rinforzata con fibra). — un nucleo dielettrico che fornisce rigidità assiale senza conduttività.
• Strati di filato aramidico — l'elemento di trazione primario, dimensionato per la campata target. L'elevato modulo elastico e il coefficiente di dilatazione termica molto basso mantengono l'abbassamento prevedibile durante le stagioni.
• Guaina esterna in PE — polietilene resistente agli agenti atmosferici classificato per esposizione ai raggi UV, sbalzi di temperatura e umidità. Sono disponibili design a doppia camicia per applicazioni a campata lunga o ad alta tensione, dove la maggiore resistenza allo schiacciamento e alla forza di estrazione valgono il diametro aggiuntivo.

Il risultato è un cavo leggero, compatto e strutturalmente efficiente, che riduce il carico della torre rispetto alle alternative armate più pesanti.

Proprietà chiave delle prestazioni

Quattro caratteristiche definiscono se un cavo ADSS è adatto per un determinato progetto:

• Resistenza alla trazione e cedimento — controllato direttamente dalla sezione trasversale del filato aramidico. Specificare la campata massima e il carico di ghiaccio/vento nel caso peggiore; il design del cavo segue da lì.
• Dilatazione termica — le fibre aramidiche hanno un coefficiente di dilatazione termica estremamente basso, mantenendo una variazione di abbassamento ridotta tra i minimi invernali di -40 °C e i picchi estivi di 70 °C, comuni alla luce solare diretta.
• Smorzamento delle vibrazioni — le vibrazioni eoliche dovute a venti trasversali sostenuti rappresentano un vero problema su campate lunghe e con carico leggero. I cavi ADSS hanno proprietà di smorzamento intrinseche e, ove necessario, gli smorzatori possono essere installati vicino ai punti di attacco su campate superiori a circa 300 metri.
• Resistenza all'arco a banda secca — quando un cavo ADSS è installato in prossimità di conduttori ad alta tensione, l'umidità localizzata crea delle bande resistive secche sulla guaina. Sulle linee pari o superiori a 220 kV, specificare un composto di guaina con maggiore resistenza al tracciamento e all'erosione è essenziale per prevenire il degrado del rivestimento nel tempo.

Varianti specializzate per ambienti esigenti

ADSS standard gestisce la maggior parte delle implementazioni di servizi di pubblica utilità e di telecomunicazioni. Due condizioni specifiche richiedono varianti migliorate.

Percorsi forestali e boschivi esporre i cavi al morso degli scoiattoli, una modalità di guasto più comune di quanto molti ingegneri si aspettino. Il cavo ottico ADSS anti-scoiattolo risolve questo problema incorporando uno strato protettivo in plastica rinforzata con fibra di vetro ad alta resistenza che i roditori non possono penetrare. Mantiene tutte le proprietà ADSS standard (sicurezza contro i fulmini, struttura dielettrica, idoneità all'installazione su linee sotto tensione) aggiungendo allo stesso tempo una difesa meccanica contro i danni alla fauna selvatica. La stessa costruzione fornisce anche resistenza contro le beccate degli uccelli.

Corridoi misti a rischio roditori più in generale può richiedere il cavo ottico antiroditore non metallico , che adotta un approccio protettivo simile senza introdurre materiale conduttivo, mantenendo il cavo sicuro per la co-distribuzione ad alta tensione.

Applicazioni tipiche

Il cavo ADSS viene regolarmente utilizzato dalle società di servizi elettrici che aggiungono la comunicazione in fibra alle infrastrutture di trasmissione aeree esistenti, dagli operatori di telecomunicazioni che costruiscono reti aeree dell'ultimo miglio lungo i diritti di passaggio dei servizi pubblici e dai comuni che stabiliscono collegamenti dorsali resilienti tra sottostazioni o punti di monitoraggio remoto. L’installazione a passaggio singolo – senza pre-tesatura di un fattorino, senza secondo passaggio dell’equipaggio – riduce significativamente il tempo di manodopera sui lunghi percorsi rurali.

Per i progetti in cui il percorso aereo alla fine passa sottoterra, è possibile unire ADSS cavi ottici multifilari per esterni nei punti di transizione, consentendo a un numero costante di fibre di scorrere su terreni misti senza riprogettare il design delle fibre centrali.

Quando la fibra deve raggiungere anche gli edifici direttamente dalla rete aerea, Cavi drop a farfalla FTTH fornire il collegamento finale dal polo alla sede dell'abbonato.

Specificare ADSS: cosa confermare prima di ordinare

Tre ingressi determinano le specifiche corrette del cavo. Se li fai bene, il resto del progetto seguirà logicamente.

• Lunghezza massima della campata — la distanza più lunga non supportata tra i punti di attacco. This determines the required aramid cross-section and, consequently, the cable's rated maximum load.
• Caso di carico ambientale — combinazione peggiore di velocità del vento, carico di ghiaccio (se applicabile) e intervallo di temperatura. I cavi devono mantenere una distanza di sicurezza dall'abbassamento al suolo e da eventuali conduttori sotto tensione sotto il carico di progetto.
• Livello di tensione delle linee co-locate — per installazioni adiacenti a conduttori di trasmissione superiori a 110 kV, verificare con il produttore che il composto della guaina esterna sia idoneo allo stress elettrico indotto. Le linee a 220 kV e superiori garantiscono test espliciti sull'arco a banda secca secondo lo standard IEC o IEEE pertinente.

Il conteggio delle fibre, la guaina singola o doppia e i grafici dell'abbassamento specifici della campata sono tutti secondari rispetto a questi tre input ambientali: derivano dall'analisi del carico, non sono assunti.

ADSS vs. OPGW: scegliere la giusta soluzione in fibra aerea

Un punto decisionale comune è se utilizzare ADSS o OPGW (cavo di terra ottico) su una linea di trasmissione nuova o rinnovata. OPGW sostituisce il cavo di terra aereo esistente e fornisce messa a terra più fibra in un unico conduttore: la scelta giusta quando è comunque necessario sostituire il cavo di terra. ADSS è l'opzione migliore quando un cavo di terra esistente è riparabile, quando si aggiunge fibra a una linea già alimentata senza interruzioni o quando il budget di installazione non giustifica la sostituzione completa dell'hardware. Le due soluzioni sono complementari e non concorrenti.