كابل ذاتي الدعم مصنوع بالكامل من مواد عازلة

كابلات الألياف الضوئية ذاتية الدعم ذات العازل الكهربائي (ADSS) هي نوع من كابلات الألياف الضوئية تتميز بقوة كافية لدعم نفسها بين الهياكل دون استخدام عناصر معدنية موصلة. تستخدمها شركات الكهرباء كوسيلة اتصال، حيث يتم تركيبها على طول خطوط النقل الهوائية القائمة، وغالبًا ما تشترك في نفس هياكل الدعم مع الموصلات الكهربائية. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يُعد نظام ADSS بديلاً لأنظمة OPGW و OPAC بتكلفة تركيب أقل. صُممت هذه الكابلات لتكون قوية بما يكفي لتركيب أطوال تصل إلى 700 متر بين أبراج الدعم. كما صُمم كابل ADSS ليكون خفيف الوزن وصغير القطر لتقليل الحمل على هياكل الأبراج الناتج عن وزن الكابل والرياح والجليد. ^{[ 3 ]}

في تصميم الكابل، تُدعم الألياف البصرية الزجاجية الداخلية بأقل قدر من الإجهاد أو بدونه، للحفاظ على أدنى فقد بصري طوال عمر الكابل. ويُغلّف الكابل بغلاف خارجي لمنع الرطوبة من إتلاف الألياف، كما يحمي هذا الغلاف عناصر تقوية البوليمر من تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية.

باستخدام الألياف أحادية النمط وأطوال موجية ضوئية تبلغ إما 1310 أو 1550 نانومتر،  يمكن إنشاء دوائر يصل طولها إلى 100 كيلومتر دون الحاجة إلى مُكرِّرات. ويمكن لكابل واحد أن يحمل ما يصل إلى 864 ليفًا ضوئيًا. ^{[ 4 ]}

لا تُستخدم أسلاك معدنية في كابل ADSS. تُثبّت الألياف الضوئية إما في أنابيب عازلة فضفاضة، أو تُرتّب على شكل شريط. ولمنع إجهاد الألياف، تُزوّد ​​معظم الأنواع الألياف بطول زائد من الارتخاء مقارنةً بطول العنصر الداعم. ^{[ 3 ]}

في المسافات الطويلة، يستمد التصميم الأكثر شيوعًا قوته من خيوط ألياف الأراميد ، المغلفة لمنع امتصاص الماء. يحيط عنصر تقوية خيوط الأراميد بنواة تتكون من أنابيب عازلة متعددة ، يحتوي كل منها على ألياف متعددة، تحيط جميعها بنواة بلاستيكية. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} يوفر الغلاف الخارجي الحماية من الماء وأشعة الشمس. يتكون تصميم آخر من أنبوب مركزي كبير يحتوي على هياكل مسطحة رقيقة متعددة تُسمى أشرطة الألياف؛ تتكون هذه الأشرطة من 6 أو 12 ليفًا مغلفة بين طبقات من مادة تشبه الشريط. ^{[ 4 ]}

يستخدم نوع آخر من التصميم أربعة خيوط من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، وأنابيب عازلة فضفاضة موصولة بكابلات في مجموعة ومحمية بغلاف.

قد تكون الوصلات المستخدمة مع كابلات ADSS من نوع الشد، وتُستخدم عند نهايات الكابل أو عند تغيير اتجاهه، أو من نوع التعليق، حيث تتحمل وزن مسافة معينة فقط مع انتقال الشد عبر المسافة التالية من الكابل. تُستخدم قضبان التقوية عند نهايات الكابل، وقد تُستخدم أحيانًا على جانبي دعامة التعليق. قد يكون الاهتزاز الناتج عن الرياح عاملًا مؤثرًا في المسافات الطويلة نظرًا لخفة وزن كابلات ADSS، وارتفاع شدها نسبيًا، وقلة قدرتها على التخميد الذاتي. يمكن تركيب مخمدات مضادة للاهتزاز على كل مسافة بالقرب من نقاط الدعم عند الحاجة. يجب عدم تثبيت الملحقات مباشرةً على الكابل، بل فوق قضبان التقوية، لحماية الكابل من التلف الكهربائي والميكانيكي. تُستخدم صناديق التوصيل لتغليف وحماية وصلات كابلات ADSS وكابلات الشبكة الداخلية . ^{[ 3 ]}

يمكن تركيب كابلات ADSS باستخدام طرق التوصيل المباشر على خطوط نقل الطاقة الكهربائية. تُثبّت كابلات الألياف الضوئية عادةً على الأذرع السفلية للبرج، مما يوفر خلوصًا أرضيًا مناسبًا. عند تركيب الألياف في منتصف البرج، يقل احتمال اصطدامها بالموصلات الكهربائية. كما أن وزنها وقوتها المستخدمة في التركيب أقل مقارنةً بالكابلات المعدنية، مما يسمح باستخدام معدات أخف وزنًا.

تتشابه تقنية التركيب مع تركيب الموصلات العلوية، مع الحرص على منع الانحناء المفرط للكابل، وضبط ترهل المسافات الفردية كما هو الحال بالنسبة للكابلات المعدنية.

يجب تصميم الكابلات لتحمل أسوأ الظروف المناخية من حيث درجة الحرارة، وحمل الجليد، والرياح. ويجب ألا يتدلى الكابل المُركّب إلى درجة تُعرّضه للتلف بسبب حركة المرور أسفله. في المسافات الطويلة حيث تُعاني شركات المرافق من اهتزاز الموصلات نتيجة الرياح العاتية المستمرة، قد يلزم تركيب مخمدات على كابلات ADSS أيضًا. وينبغي أن تسمح مواصفات الكابل بالتشغيل عند أدنى درجة حرارة متوقعة.

تتعرض خطوط نقل الطاقة أحيانًا للتلف بسبب إطلاق النار، خاصة في المناطق الريفية. قد تتسبب طلقات الخرطوش أحيانًا في قطع الألياف أو إتلاف الغلاف، مما يسمح بتسرب الماء إلى الكابل. يحدث هذا عادةً في المناطق التي تُمدد فيها كابلات ADSS على ارتفاع منخفض فوق مناطق الصيد المعروفة.

يفقد الزجاج قوته تحت الضغط وفي البيئات الحمضية؛ وينطبق هذا على كل من الألياف البصرية والألياف الزجاجية المقوّية للبوليمرات. يوفر غلاف الكابل والطبقة الهلامية للألياف حماية من التآكل الكيميائي.

يُعلق كابل ADSS في المجال الكهربائي بفضل موصلات الطور، ويتراوح هذا المجال من أقصى قيمة له في منتصف الكابل إلى الصفر عند دعاماته المعدنية المؤرضة. في الظروف الجافة، لا يمر تيار كهربائي على غلاف الكابل، لكن الرطوبة تُضعف عزله. قد يؤدي التوزيع غير المتساوي للرطوبة إلى تكوّن "أشرطة جافة" ذات مقاومة عالية، والتي يكون الجهد الكهربائي عليها مرتفعًا نسبيًا. تميل هذه الأشرطة الجافة إلى التكوّن عند الدعامات. يمكن أن يتسبب الجهد الكهربائي عبر الشريط الجاف في تكوّن مسارات كربونية وتآكل مادة الغلاف. إذا كان الجهد الكهربائي عبر الشريط الجاف مرتفعًا بدرجة كافية، فقد يتكوّن قوس كهربائي يُلحق الضرر بالغلاف. يزداد احتمال حدوث تقوس كهربائي في الشريط الجاف للكابلات المُثبّتة تحت خطوط نقل ذات جهد عالٍ (220 كيلوفولت فأكثر). حتى بضع حوادث تقوس كهربائي على طول الشريط الجاف قد تُسبب تلفًا دائمًا شديدًا للغلاف، مما يؤدي إلى تعطل الكابل لاحقًا. يمكن أن تتسبب تيارات القوس الكهربائي المستمرة المنخفضة نسبيًا، والتي تبلغ بضعة ميلي أمبير، في تدهور الكابل مع مرور الوقت. تعتمد شدة التيار المتاح في القوس الكهربائي (واحتمالية التلف) على هندسة التركيب، ولا ترتبط ببساطة بجهد خط النقل. تؤثر الظروف الرطبة بالقرب من المصانع أو المياه المالحة على مقاومة الغلاف الخارجي للكابل بشكل أكبر من تأثير الأمطار أو الضباب. تتمثل الوسيلتان الشائعتان لحماية الكابلات من التلف الناتج عن التآكل الجاف في بيئات الجهد العالي جدًا في استخدام غلاف مقاوم للتسرب ونقل الكابل إلى مواقع أكثر ملاءمة على الهيكل.