Fenômenos de falhas comuns e medidas preventivas de cabos de fibra óptica ADSS

I. Características do cabo de fibra óptica ADSS (All-Dielectric Self-Supporting)

1. Capacidade de instalação de linha ativa: Os cabos ADSS são instalados no lado da fase da linha de transmissão, permitindo a implantação sem cortes de energia.
2. Design leve e compacto: O pequeno diâmetro externo e o baixo peso do cabo resultam em carga mecânica adicional mínima em postes e torres.
3. Desempenho de longo alcance: Capaz de abranger até 1200 metros, atendendo aos requisitos para travessias de rios amplos e aplicações em vales.
4. Excelente resistência à corrosão elétrica: O bainha externa de polietileno (PE) fornece superior rastreamento e resistência à corrosão sob condições de alto campo elétrico.
5. Estrutura totalmente dielétrica: O design não metálico garante imunidade completa a surtos induzidos por raios e interferência eletromagnética.
6. Alta confiabilidade mecânica e ambiental: Reforçado com fio de aramida (Kevlar®), oferecendo excelente resistência à tração, estabilidade de temperatura e resistência ao vento/gelo, adequado para regiões climáticas severas.
7. Longa vida útil: Projetado para um vida útil operacional típica superior a 30 anos sob condições ambientais padrão.

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II. Medidas preventivas para defeitos comuns em cabos ADSS

1. Danos na bainha externa

Fenómeno:
Em terrenos montanhosos ou acidentados, os cabos ADSS podem esfregar em pedras, galhos de árvores ou objetos pontiagudos, levando a abrasão, arranhões ou deformação da bainha externa. Uma bainha áspera ou danificada é propensa a rastreamento, descarga elétrica ou corrosão em ambientes empoeirados ou de alta salinidade, o que acelera o envelhecimento e a degradação dos cabos.

Medidas preventivas:

• Executar inspeção completa de tambores e conexões de cabos antes do transporte e amarração.
• Garantir supervisão adequada durante a instalação (pelo menos um inspetor qualificado no local).
• Evite arrastar o cabo no chão ou através da vegetação; use rolos de proteção e polias guia durante a tração.

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2. Quebras de fibra e pontos de alta atenuação

Fenómeno:
Quebra de fibras e pontos de alta perda localizados são normalmente causadas por tensão irregular ou estresse localizado durante a instalação. Velocidade de tração não uniforme, diâmetro de polia inadequado ou flexão além do raio mínimo de curvatura pode levar a perdas por microcurvatura ou macrocurvatura.
Ocasionalmente, o elemento de resistência central de FRP (Plástico Reforçado com Fibra) pode fraturar devido a carga de tração excessiva. Isso resulta em deformação estrutural dos tubos soltos e pode levar a falha de fibra óptica.

Medidas preventivas:

• Manter tensão de tração constante e uniforme durante todo o processo de encordoamento usando equipamento de controle de tensão.
• Garantir desbobinamento suave do cabo do tambor para evitar estresse torcional.
• Verifique se os diâmetros das polias atendem às recomendações do fabricante para minimizar o estresse de flexão.
• Conduta Teste OTDR após a instalação para confirmar que não há pontos de perda anormais.

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3. Falha de tração perto de grampos sem saída

Fenómeno:
Ruptura por tração em ou próximo de hardware sem saída (apertos pré-formados) é uma das falhas mecânicas mais comuns. Normalmente ocorre dentro de 1 metro da terminação do grampo ou ocasionalmente atrás da estrutura de suporte.
Instalação inadequada, como envoltório de haste pré-formado incorreto, comprimento de empunhadura insuficiente ou ângulo de tração pequeno—pode causar concentração de estresse localizada, levando a ruptura de fibra ou FRP.

Medidas preventivas:

• Garantir alinhamento correto entre o direção de tração do cabo e orientação do grampo de tensão.
• Siga o procedimentos de instalação recomendados pelo fabricante e sequência de pitch de apresentação.
• Evite tensão excessiva de tração; use dinamômetros para monitorar a carga em tempo real.
• Inspecione o hardware sem saída e barras de blindagem para danos antes da instalação.

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III. Fatores que influenciam a corrosão elétrica de cabos de fibra óptica ADSS

1. Corrosão Elétrica Convencional

Quando um Cabo ADSS está instalado nas proximidades de um forte campo eletromagnético, forças eletromotrizes induzidas (EMF) são geradas ao longo do cabo. A magnitude desta tensão induzida varia significativamente ao longo do vão — ela tende a aumentar acentuadamente perto do término das hastes pré-formadas e diminuir progressivamente para longe da estrutura da torre.
Como resultado, ocorre normalmente corrosão elétrica grave em ambas as extremidades do vão, em vez de na seção intermediária. Sob a influência de campos elétricos induzidos, um corrente induzida variando de 0,1 mA a 10 mA pode fluir ao longo da superfície da bainha, o que geralmente não afeta o desempenho óptico ou mecânico normal do cabo.

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2. Arco de banda seca

Devido a diferenças de potencial no campo elétrico circundante, correntes de fuga podem fluir através da superfície da bainha externa do cabo ADSS e do conexões de aterramento anexado à torre. O calor gerado por essas correntes de fuga causa evaporação de umidade local, formando pequenas faixas secas na superfície da bainha que interrompem o caminho da corrente.
Quando o tensão em uma banda seca atinge um nível crítico, ocorre descarga, formando um arco de banda seca. O calor gerado pelo arco causa degradação térmica da bainha de polímero reticulado, levando a carbonização, rastreamento e formação de furos — um processo conhecido como erosão elétrica da bainha (ou rastreamento elétrico). Com o tempo, isso pode resultar em perfuração da bainha e eventual quebra do cabo.
Fatores ambientais como poeira, chuva, neve e contaminantes transportados pelo ar pode também levar à formação de uma camada de poluição semicondutora contendo sais solúveis. Sob tensão induzida, esta camada promove correntes de fuga de superfície, agravando o processo de corrosão elétrica.

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3. Descarga de corona

O uso de amortecedores stockbridge (amortecedores de vibração) atenuam eficazmente vibração eólica de cabos ADSS e normalmente é instalado fora das barras de blindagem pré-formadas. No entanto, em áreas com alta intensidade de campo elétrico, o extremidades dos amortecedores de vibração e hastes pré-formadas pode atuar como eletrodos de descarga, resultando em descarga de corona que acelera a erosão elétrica da bainha.
Campos elétricos não uniformes aumentam a probabilidade de descarga corona. À medida que a gravidade da descarga aumenta, pode ocorrer arco voltaico, produzindo localizada marcas de carbonização ou queimadura na bainha. Isso não só enfraquece o integridade mecânica do cabo, mas pode eventualmente causar quebra de fibra ou falha completa do cabo.

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IV. Contramedidas para mitigar a corrosão elétrica em cabos ADSS

1. Seleção adequada de cabos e conexões

Uso de bainhas externas antirrastreamento (AT) tem sido amplamente adotado em aplicações práticas. Essas bainhas são feitas de materiais de base polimérica não polares com cargas inorgânicas que efetivamente isolar partículas de negro de fumo, minimizando correntes de fuga e evitando o rastreamento da superfície.
De forma similar, polietileno resistente a rastreamento (TR-PE) materiais da bainha demonstram estabilidade térmica aprimorada e resistência ao arco de banda seca. Aumentando o conteúdo de enchimento inorgânico para aproximadamente 50% pode melhorar ainda mais a resistência ao rastreamento, embora o excesso de enchimento possa afetar outras propriedades mecânicas ou ambientais.
O material da bainha selecionado deve fornecer alta rigidez dielétrica, Resistência UV, e durabilidade mecânica sem comprometer a flexibilidade do cabo ou o desempenho a longo prazo.

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2. Otimização dos pontos de fixação dos cabos

Apropriado seleção de locais de suspensão e becos sem saída é crucial para minimizar a corrosão elétrica e garantir a confiabilidade operacional da rede de comunicação de energia.
Científico planejamento de rotas e análise de campo eletromagnético deve ser conduzido para determinar distribuição e intensidade do campo induzido, permitindo o posicionamento ideal dos pontos de fixação que minimizam o estresse elétrico.
Se forem observados vestígios de descarga principalmente perto terminações de encaixe, Amortecedores Stockbridge pode ser usado em vez de amortecedores de vibração em espiral, evitando que suas pontas atuem como eletrodos de descarga. Ajustar a configuração do anexo ajuda a reduzir a geração de corona e melhorar a uniformidade do campo.

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3. Proteção da superfície do cabo

Fortalecimento medidas de proteção de superfície durante a construção ajuda a prevenir abrasão e contaminação da bainha, que são precursoras da corrosão elétrica.
Abrangente inspeção visual deve ser realizado antes e depois da instalação para detectar a superfície arranhões, rachaduras ou desgaste severo. Contaminantes e umidade da superfície podem diminuir a resistência do isolamento, aumentar a corrente de fuga e acelerar o envelhecimento.
Antes da instalação, realize pesquisas de campo para identificar obstáculos adjacentes como postes, árvores, edifícios ou estruturas de travessia e garantir que Roteamento ADSS é disposto para evitar contato e danos mecânicos.
Verifique o qualidade e integridade de mangas e acessórios de proteção, e garantir que a bainha exiba resistência adequada ao rastreamento e às intempéries.

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4. Controle do espaçamento entre hastes pré-formadas e amortecedores de vibração

O espaçamento entre barras de blindagem pré-formadas e amortecedores de vibração deve ser controlado adequadamente — esta é uma medida crítica para evitar a corrosão corona e elétrica.
Vãos muito longos e condições de vento forte podem induzir vibração nos cabos além dos limites de projeto. número de amortecedores de vibração devem ser selecionados de acordo com comprimento do vão:

• 100–250 m: usar um par de amortecedores
• 250–500 m: usar dois pares
• Mais de 500 m: aumentar para três pares conforme necessário
  Projetos inadequados muitas vezes ignoram requisito de espaçamento mínimo entre o amortecedor de vibração e as hastes pré-formadas, levando a descarga corona devido à proximidade. UMA distância mínima de aproximadamente 1 metro deve ser mantido.
  Durante a instalação, utilize ferramentas especializadas para garantir o posicionamento correto e evitar contato acidental. Aplicação de revestimentos isolantes à base de silicone pode melhorar ainda mais a propriedades de isolamento de superfície, suprimir flashover de poluição, e reduzir descarga de corona ocorrências.

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5. Instalação de anéis de corona (anéis de nivelamento)

O rugosidade e arestas vivas das extremidades da haste pré-formada e do amortecedor de vibração podem atuar como pontos de iniciação da corona, interrompendo a uniformidade do campo elétrico e acelerando a degradação da bainha.
Instalando anéis de corona (anéis de classificação) nesses pontos efetivamente reduz a concentração do campo elétrico, levanta o tensão inicial para descarga corona, minimizando assim a erosão elétrica.
Durante a instalação, certifique-se de que os anéis da corona estão posicionados corretamente nas extremidades de hastes e amortecedores pré-formados de acordo com especificações do fabricante e normas IEC/IEEE relevantes. Os anéis devem não entre em contato com a capa do cabo para evitar interferência no desempenho do cabo.

V. Operação, Inspeção e Manutenção

• Os recursos de fibra óptica ADSS devem ser gerido sob a jurisdição da Autoridade Provincial de Comunicação de Energia.
• Defina o limites de responsabilidade entre unidades de manutenção de linhas de energia e unidades de operação de rede óptica.
• Notifique todos os departamentos relevantes em caso de modificação de rota, realocação de torre ou atualização do sistema afetando o cabo ADSS.
• Estabelecer um programa regular de patrulha e inspeção, incluindo verificações de:
• Rastreamento de bainha ou descarga de superfície
• Corrosão e degradação ambiental
• Integridade adequada dos acessórios de suspensão e tensão
• Instalar marcadores de advertência em pontos de cruzamento e locais de risco potencial.
• Se algum dano físico ou elétrico for detectado, entre em contato imediatamente coordenar com o instituto de design, fabricante e contratante de instalação para analisar as causas raiz e formular ações corretivas.