أسباب تعطل كابلات ADSS: الترهل، والشد، ومشاكل الغلاف والتركيب

يُستخدم كابل ADSS في مسارات الألياف الضوئية الهوائية التي يتعين فيها أن يدعم الكابل نفسه دون الحاجة إلى سلك حامل. وهو شائع الاستخدام في خطوط الوصول الخاصة بالاتصالات، ومسارات أعمدة المرافق العامة، وشبكات الاتصالات الريفية، ووصلات الحرم الجامعي، والمشاريع الهوائية ذات المسافات الطويلة.

لا ترجع معظم أعطال كابلات ADSS إلى عدد الألياف وحدها. فالمشاكل تنشأ عادةً عن عدم توافق المسافة بين الدعامات، أو شد التثبيت غير الصحيح، أو مادة الغلاف غير المناسبة، أو التجهيزات الرديئة، أو التعامل الخشن، أو ضعف اختبارات القبول. قد يجتاز الكابل الاختبار البصري الأول، ولكن بعد أشهر من التعرض لأحمال الرياح، والتغيرات في درجات الحرارة، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، والضغوط الميكانيكية، قد تظهر أعطال مثل الترهل المفرط، أو تشقق الغلاف، أو تآكل المشابك، أو ارتفاع التوهين.

فيما يتعلق بمشاريع الألياف الضوئية الهوائية، يجب أن يتوافق هيكل الكابل مع المسار الفعلي. ويُعد طول الامتداد، والمسافة بين الأعمدة، وحمل الرياح، ونوع الغلاف، وأداء الشد، والتجهيزات، وطريقة التركيب، عوامل أكثر أهمية من مجرد اسم الطراز أو سعر الوحدة.

1. مشاكل الترهل الناتجة عن اختيار المسافة بين الدعامات بشكل خاطئ

يُعد الترهل أحد أكثر مشاكل كابلات ADSS وضوحًا. ويُعد حدوث قدر معين من الترهل أمرًا طبيعيًّا، لكن الترهل المفرط يقلل من الارتفاع عن سطح الأرض، ويزيد من الضغط على نقاط تثبيت الأعمدة، وقد يشكل مخاطر أمنية عند تقاطعات الطرق، أو الطرق الريفية، أو ممرات شبكات الكهرباء.

غالبًا ما تبدأ هذه المشكلة عندما يتم اختيار الكابل بناءً على عدد الألياف فقط. فـ“كابل ADSS ذو 48 نواة” لا يوضح ما إذا كان طول المسار 100 مترًا أم 200 مترًا أم 450 مترًا أم 600 مترًا. ويؤثر طول المسار على قطر الكابل ووزنه وكمية خيوط الأراميد وقوة الشد وشد التثبيت.

لا ينبغي استخدام كابل ADSS ذي المسافة القصيرة في مسار طويل لمجرد أن عدد الألياف هو نفسه. قبل تأكيد بنية الكابل، يجب التحقق من كل من المسافة المتوسطة والمسافة القصوى. SOCTFiber’s مقارنة بين مسافات امتداد كابلات ADSS ويوضح ذلك لماذا يُعد طول المسافة بين الدعامات من أول التفاصيل التي يجب التأكد منها في المسارات العلوية.

تشمل الأسباب الشائعة لحدوث الترهل المفرط ما يلي:

• تقييم المسافة بين الأعمدة أقل من المسافة الفعلية بين الأعمدة؛;
• وزن الكابل غير متوافق مع تصميم المسار؛;
• حساب خاطئ للتوتر والانحناء؛;
• الأجزاء الطويلة التي لا يوجد لها دعم؛;
• لم يؤخذ في الاعتبار الحمل الناتج عن الرياح أو الجليد؛;
• توتر سحب غير صحيح أثناء التركيب؛;
• لم يتم التحقق من ارتفاع العمود أو المسافة الحرة قبل التركيب.

2. مشاكل الشد أثناء التركيب

قد يتعرض كابل ADSS للتلف إذا تم تركيبه بشكل مشدود جدًّا أو فضفاض جدًّا. فإذا كان الكابل فضفاضًا جدًّا، فقد يتجاوز الترهل النطاق المسموح به. أما إذا تم شده بشدة، فقد يتعرض الكابل لإجهاد الألياف، أو إجهاد الغلاف، أو ضغط المشابك، أو الإجهاد المتراكم على المدى الطويل.

يعتمد كابل ADSS على عناصر تقوية داخلية، عادةً ما تكون خيوط أراميد وعناصر FRP، لتحمل الحمل الميكانيكي. وأثناء التركيب، يجب أن تظل قوة الشد ضمن حد الشد المصمم للكابل. وإذا تجاوز الحمل الفعلي القيمة المسموح بها، فقد ينتقل الإجهاد إلى الأنبوب السائب أو الألياف الضوئية، مما يتسبب في ارتفاع التوهين أو عدم استقرار الإرسال.

في حالة المسارات ذات المسافات الطويلة، غالبًا ما يتحقق المهندسون من قيم MAT وRTS وEDS. تساعد هذه المؤشرات في تقييم مدى قدرة الكابل على تحمل حمل التركيب، وقوة الشد المقدرة، وشد التشغيل على المدى الطويل. ولا ينبغي تجاهلها في التطبيقات ذات المسافات الطويلة مثل 200 متر، أو 450 متر، أو 600 متر، أو غيرها.

تشمل الأخطاء الشائعة في الشد ما يلي:

• الشد دون التحقق من الحد الأقصى لشد التثبيت؛;
• استخدام معدات سحب غير مناسبة؛;
• تجاهل جدول التوازن بين الترهل والشد؛;
• الشد مباشرة على الغلاف الخارجي؛;
• التركيب في ظل رياح شديدة دون تحكم؛;
• عدم مراعاة التغيرات في درجة الحرارة بعد التركيب.

قد يبدو الكابل الذي يعاني من شد غير صحيح طبيعيًّا في البداية. وغالبًا ما تظهر المشكلات لاحقًا في شكل زيادة في الخسارة الضوئية، أو تشوه الغلاف، أو انزلاق الكابل، أو تلف بالقرب من الوصلات.

3. تشقق الغلاف، وتقادمه، وتآكله

يُعد الغلاف الخارجي الطبقة الأولى من الحماية لكابل ADSS. وهو معرض لأشعة الشمس والمطر والرطوبة وحركة الرياح والتغيرات في درجات الحرارة، فضلاً عن التلامس المتكرر مع المشابك أو مكونات الأعمدة.

قد يظهر تلف الغلاف على شكل تشققات، أو تبييض، أو تصلب، أو تقشر، أو علامات تآكل. وبمجرد تلف الغلاف، يمكن أن تؤثر الرطوبة والضغوط الميكانيكية على بنية الكابل بسهولة أكبر. وفي المناطق الرطبة أو التي ترتفع فيها مستويات الأشعة فوق البنفسجية، يمكن أن تؤدي ضعف مادة الغلاف إلى تقصير العمر التشغيلي للكابل حتى لو كانت الألياف الضوئية لا تزال سليمة.

تشمل المشاكل الشائعة في السترات ما يلي:

• مواد البولي إيثيلين منخفضة الجودة، أو البولي إيثيلين المتوسط الكثافة (MDPE)، أو البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)؛;
• مقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية؛;
• ضعف مقاومة التحلل المائي في المناطق الرطبة؛;
• التآكل أثناء السحب؛;
• تلف ناتج عن ضغط المشبك؛;
• غلاف غير مناسب في المناطق القريبة من خطوط الكهرباء؛;
• اختيار سترة غير مناسبة للمسارات الساحلية أو الاستوائية أو التي تتسم بارتفاع درجات الحرارة.

بالنسبة لمسارات ADSS القريبة من خطوط الكهرباء، يجب أن يأخذ اختيار الغلاف في الاعتبار تأثير المجال الكهربائي أيضًا. وفي بعض الحالات، يلزم استخدام غلاف مقاوم للتشوه. أما بالنسبة للمسارات الرطبة أو الاستوائية أو الساحلية، فيجب التحقق من مقاومة الرطوبة وأداء الغلاف مع مرور الوقت قبل البدء في الإنتاج.

4. قطع التثبيت والمعدات غير المناسبة

يعتمد أداء كابلات ADSS على نوع الكابل ونظام الأجهزة. وتؤثر مشابك التعليق، ومشابك الشد، ووصلات النهايات المسدودة، وحوامل الأعمدة، ومخمدات الاهتزاز الحلزونية، وقضبان الحماية، جميعها على سلامة الكابل.

إذا لم تتوافق الوصلات مع قطر الكابل، أو طول المسافة بين الدعامات، أو الحمل الشدّي، أو زاوية الخط، أو هيكل العمود، فقد تتسبب في إجهاد موضعي، أو تلف الغلاف، أو انزلاق، أو انحناء مفرط. ولهذا السبب، يجب اختيار الوصلات بالتزامن مع هيكل الكابل، وعدم اعتبارها مجرد ملحقات منخفضة التكلفة.

غالبًا ما تظهر مشاكل التركيب في:

• نقاط التعليق؛;
• الوظائف المسدودة؛;
• أعمدة الزاوية؛;
• أطوال معابر الطرق؛;
• المسافات الطويلة المكشوفة؛;
• المناطق التي تتعرض لاهتزازات شديدة بسبب الرياح؛;
• نقاط الانتقال بين ظروف الطرق المختلفة.

إذا ظهر تلف في الغلاف بشكل أساسي بالقرب من منطقة المشبك، فقد يكون السبب هو اختيار الملحقات غير المناسبة، أو الضغط المفرط للمشبك، أو نصف قطر الانحناء غير الكافي، أو سوء التحكم في الاهتزازات. ولا ينبغي اعتبار ذلك عيبًا في جودة الكابل قبل فحص نظام الملحقات.

5. التعامل الخشن قبل التثبيت وأثناءه

تنشأ العديد من مشكلات كابلات ADSS قبل دخول الكابل حيز الخدمة. ومع ذلك، قد يتعرض الكابل المناسب للتلف بسبب سوء التعامل معه في موقع التركيب.

تشمل الأخطاء الشائعة في التعامل مع المنتجات ما يلي:

• الانحناء إلى ما دون نصف قطر الانحناء الأدنى؛;
• سحب الكابل على أرض وعرة؛;
• الوقوع على الكابل؛;
• استخدام البكرات التالفة أو الأسطوانات الحادة؛;
• السحب من الاتجاه الخاطئ للبراميل؛;
• السماح بلف الكابل أثناء سحبه؛;
• قطع الغمد أو نزعه دون توخي الحذر؛;
• تجنب وضع الكابل على حواف معدنية حادة أو زوايا خرسانية.

يتكون كابل ADSS من ألياف بصرية، وأنابيب فضفاضة، ومواد حشو، وعناصر تقوية، وطبقات غلاف. ويجب أن تظل هذه الأجزاء ثابتة أثناء التركيب. فقد يؤدي الانحناء المفرط أو الالتواء أو السحب إلى حدوث أضرار خفية قد لا تظهر أثناء الفحص البصري الأولي.

قبل الشد، يجب على الفنيين التحقق من اتجاه الأسطوانة، وقطر البكرة، ومسار الكابل، وسرعة الشد، ونقاط الدعم المؤقتة، ومعدات الأعمدة، ومواقع العوائق.

6. هيكل الكابل غير المناسب للمسار

لا يمكن أن يناسب هيكل كابل ADSS واحد جميع مشاريع الكابلات الهوائية. فقد تتطلب مسارات الوصول الحضرية القصيرة، ومسارات الاتصالات الريفية، وممرات شبكات الكهرباء، والعبورات ذات المسافات الطويلة تصاميم مختلفة للكابلات.

قد يتسم عدد الألياف نفسه بتصاميم مختلفة للغلاف، وترتيبات مختلفة لعناصر القوة، وأقطار وأوزان مختلفة للكابلات، ومواصفات مختلفة للامتداد. على سبيل المثال، قد يستخدم كابل ADSS مكون من 48 نواة مخصص لمسار وصول قصير بنية مختلفة عن كابل ADSS مكون من 48 نواة مخصص لامتداد يبلغ 600 متر.

يجب اختيار هيكل الكابل وفقًا لما يلي:

• طول الـspan؛;
• عدد الألياف؛;
• وزن الكابل؛;
• حمل الرياح؛;
• الحمل الجليدي؛;
• المسافة بين الأعمدة؛;
• شد التثبيت؛;
• شرط ارتداء السترة؛;
• البيئة الكهربائية؛;
• الرطوبة والتعرض للأشعة فوق البنفسجية؛;
• صعوبة الصيانة في المستقبل.

بالنسبة للمسارات الأقصر، قد يكفي استخدام كابل ADSS ذي الغلاف الواحد. أما بالنسبة للمسافات الأطول، أو المناطق المكشوفة، أو البيئات الأكثر صعوبة، فقد يتطلب الأمر استخدام كابل ADSS ذي الغلاف المزدوج أو تعزيزًا أقوى. بشكل عام مجموعة كابلات ADSS يمكن تقييمها من حيث طول الامتداد، وعدد الألياف، وهيكل الغلاف الخارجي، وبيئة التركيب.

7. يتم تجاهل الظروف البيئية

يظل كابل ADSS مكشوفًا لسنوات بعد تركيبه. وتؤثر البيئة المحلية تأثيرًا مباشرًا على عمره التشغيلي.

قد لا يكون الكابل الذي يعمل بشكل جيد في مسار حضري معتدل مناسبًا للمناطق الساحلية أو الجبلية أو الصحراوية أو الاستوائية أو التي تتسم برياح شديدة. فقد يتعرض الكابل لمخاطر مختلفة اعتمادًا على سرعة الرياح، وحمل الجليد، وشدة الأشعة فوق البنفسجية، والرطوبة، والتغيرات في درجات الحرارة، والبنية التحتية الكهربائية المجاورة.

ومن بين الشروط المهمة ما يلي:

• متوسط طول الجسر وأقصى طول له؛;
• سرعة الرياح؛;
• الحمل الجليدي؛;
• نطاق درجات الحرارة؛;
• مستوى الرطوبة؛;
• التعرض للأشعة فوق البنفسجية؛;
• ارتفاع العمود؛;
• جهد خط الكهرباء في المنطقة المجاورة؛;
• خطر الأضرار التي قد تسببها القوارض أو الطيور؛;
• مقاطع عبور الطرق أو الأنهار أو السكك الحديدية.

إذا كانت المسارات تتسم بظروف متنوعة، فقد لا يكفي هيكل كابل واحد لكل مقطع. فقد تكون هناك حاجة إلى كابل أقوى، أو وصلات مختلفة، أو مادة غلاف خاصة في المقاطع عالية المخاطر.

8. ضعف الاختبار بعد التثبيت

لا يتم اكتشاف بعض أعطال كابلات ADSS في مرحلة مبكرة لأن اختبار القبول بسيط للغاية. ولا يكفي الفحص البصري وحده لمسار الألياف الضوئية الهوائي.

بعد التثبيت، يجب على فريق المشروع التحقق مما يلي:

• نتائج اختبار OTDR؛;
• خسارة الإدخال؛;
• استمرارية الألياف؛;
• تدلي الكابل؛;
• الارتفاع عن الأرض؛;
• موضع المشبك؛;
• حالة الغمد؛;
• نصف قطر الانحناء عند نقاط القطب؛;
• حماية وصلة الإغلاق؛;
• استقرار الأجهزة.

إذا زاد التوهين بعد التركيب، فيجب التحقق من السبب قبل دخول المسار في الخدمة على المدى الطويل. وقد تنجم المشكلة عن الشد المفرط، أو الانحناء الحاد، أو سوء الربط، أو تلف الغلاف، أو ضغط المشبك، أو تلف خفي ناتج عن التركيب.

عندما تظهر مشكلات في كابلات ADSS، غالبًا ما يكون موقع العطل أكثر دلالة من اسم الطراز. فالتدلي بين الأعمدة، وتآكل الغلاف بالقرب من الوصلات، وارتفاع التوهين بعد السحب، أو التلف حول نقاط الانحناء، كلها تشير إلى أسباب مختلفة. ولضمان استقرار مسار الألياف الضوئية الهوائية، يجب فحص هيكل الكابل، وتصميم المسافة بين الأعمدة، والوصلات، وشد التثبيت، والاختبار النهائي كنظام متكامل واحد بدلاً من عناصر منفصلة.