업계 지식
광섬유 수와 광학 설계가 전송 성능에 미치는 영향
광섬유 복합 케이블 s는 모든 제품에 적용되는 단일 제품이 아닙니다. 파이버 코어 수(2, 4, 12, 24, 48 이상)는 단일 케이블이 지원할 수 있는 대역폭 용량을 직접적으로 결정하며, 단일 모드(OS2)와 멀티모드(OM3/OM4/OM5) 파이버 중에서 선택하면 사용 가능한 전송 거리가 근본적으로 달라집니다. 코어/클래딩 비율이 9/125μm인 단일 모드 광섬유는 장거리 전송용으로 설계되었으며, 일반적으로 유틸리티 백본 실행 또는 거리가 수 킬로미터를 초과하는 변전소 간 연결에 사용됩니다. 더 큰 50/125μm 또는 62.5/125μm 코어를 갖춘 다중 모드 광섬유는 산업 플랜트 또는 지능형 빌딩 시스템 내의 단거리 고대역폭 데이터 링크에 더 적합합니다.
덜 논의되지만 똑같이 중요한 요소는 케이블 내부의 연선 구조입니다. 느슨한 튜브 설계를 통해 각 섬유 또는 섬유 다발은 젤로 채워진 튜브 내에서 약간 움직일 수 있으며 이는 열팽창 및 수축으로부터 보호합니다. 이는 온도 변화가 중요한 실외 또는 산업 환경에서 중요합니다. 긴밀하게 버퍼링된 설계는 각 광섬유를 보호 코팅으로 직접 감싸서 종단 처리가 더 쉽지만 기계적 응력에 더 민감합니다. 광섬유와 구리 전력 도체를 모두 통합하는 복합 케이블의 경우 굽힘, 장력 및 온도 부하 하에서 이 두 구성 요소가 어떻게 상호 작용하는지 이해하는 것이 장기적인 신뢰성을 위해 필수적입니다.
Zhishang Cable은 케이블의 중립 축을 기준으로 한 광섬유 코어 배열에 세심한 주의를 기울여 제품을 설계하여 케이블 재킷에 눈에 띄는 손상 없이 시간이 지남에 따라 신호 품질을 조용히 저하시킬 수 있는 미세 굽힘 손실을 최소화합니다.
복합 케이블 설계의 전력 도체 구성
전기적인 부분은 광섬유 복합 케이블 애플리케이션에 따라 두 가지 기능을 제공합니다. 즉, 카메라, 센서 또는 소형 통신 노드와 같은 원격 장비에 작동 전원을 공급할 수 있거나 전력 유틸리티 인프라 내에서 보호 접지 및 신호 매체 역할을 할 수 있습니다. 이 두 가지 사용 사례에는 매우 다른 도체 사양이 필요하며 잘못된 구성을 선택하면 비용을 낭비하는 과도한 엔지니어링 케이블이나 안전 위험을 초래하는 저평가된 도체로 이어집니다.
저전압 애플리케이션(산업 자동화 및 감시 시스템에서는 일반적으로 48V DC 또는 24V DC)의 경우 단면적이 0.5mm²에서 2.5mm² 사이인 연선 또는 병렬 구리 도체가 일반적입니다. 유틸리티 등급 OPGW(광 접지선) 또는 OPPC(광 위상 도체) 변형에서 금속 요소는 구조적 및 전기적 동시에 이루어지며, 종종 동심원 층에 배열된 알루미늄 피복 강철(ACS) 또는 알루미늄 합금 와이어를 사용합니다. 이러한 도체의 DC 저항 및 단락 전류 용량은 계통 보호 조정 요구 사항에 따라 계산 및 검증되어야 합니다. 이러한 설치에서는 케이블 선택에 대한 순수한 기계적 접근 방식으로는 충분하지 않습니다.
| 애플리케이션 유형 | 일반적인 도체 재료 | 단면적 범위 | 주요 기능 |
|---|---|---|---|
| 산업 자동화/감시 | 노출된 구리 또는 주석 도금된 구리 | 0.5 – 2.5mm² | 저전압 전원 공급 장치 |
| 유틸리티 그리드 / OPGW | 알루미늄 피복 강철(ACS) | 정격전류에 따라 다름 | 접지선 결함 전류 경로 |
| 철도/교통 시스템 | 구리 또는 구리 합금 | 1.5 – 6mm² | 신호 전력 데이터 링크 |
| 스마트빌딩 / 약전류 | 주석 도금된 구리 | 0.75 – 1.5mm² | PoE/제어 신호 |
재킷 재료 선택 및 현장 서비스 수명에 미치는 영향
광섬유 복합 케이블의 외부 재킷은 환경 파괴에 대한 첫 번째 방어선이지만 조달 시 나중에 고려되는 경우가 많습니다. 주요 재킷 소재인 PE(폴리에틸렌), PVC, LSZH(저 연기 제로 할로겐), TPU는 각각 설치 환경에 따라 매우 중요한 특정 절충점을 가지고 있습니다.
HDPE 재킷 탁월한 내습성, UV 안정성 및 토양 화학물질에 대한 저항성으로 인해 직접 매립 및 실외 공중 응용 분야의 표준으로 남아 있습니다. 그러나 HDPE는 화재 시나리오에서 성능이 좋지 않습니다. 자체 소화 없이 연소됩니다. 건물 라이저, 터널 내부의 케이블 트레이 또는 밀폐된 산업 시설을 통해 라우팅되는 케이블의 경우, LSZH 재킷 대부분의 화재 법규에서 요구하는 사항입니다. 이는 독성 가스 방출과 연기 밀도를 제한하는데, 이는 대피가 어려울 수 있는 밀폐된 공간에서 특히 중요합니다.
로봇 팔, 움직이는 공작 기계 또는 드래그 체인 케이블 시스템과 같은 동적 응용 분야에서 PE나 PVC는 필요한 반복적인 기계적 굴곡 내구성을 제공하지 않습니다. TPU(열가소성 폴리우레탄) 수백만 번의 굽힘 주기 후에도 높은 내마모성과 유연성 유지 기능을 제공하는 것이 여기에서 적절한 선택입니다. R&D 중심 제품 개발의 일환으로 Anhui Zhishang Cable Technology Co., Ltd.는 재킷 고장이 현장에서 조기 케이블 교체의 주요 원인 중 하나라는 점을 인식하고 고객과 협력하여 가장 저렴한 옵션을 기본으로 설정하는 대신 실제 서비스 조건에 따라 재킷 재료를 지정합니다.
주요 재킷 재료 특성 요약
- HDPE: 최고의 수분 및 UV 저항성; 옥외/직접 매장에 적합; 난연성이 아닙니다.
- PVC: 적당한 유연성으로 비용 효율적입니다. 허용 가능한 난연성; 연소 시 HCl 가스를 방출합니다.
- LSZH: 화재 시 낮은 독성 방출; 많은 지역의 터널, 철도 및 공공 건물에 필수입니다.
- TPU: 우수한 마모 및 굴곡 피로 저항; 이동 또는 드래그 체인 설치에 이상적입니다.
시간이 지남에 따라 복합 케이블 성능을 저하시키는 설치 문제
잘 제조된 광섬유 복합 케이블이라도 설치 방법이 케이블의 물리적, 기계적 특성을 고려하지 않으면 성능이 저하되거나 조기에 실패할 수 있습니다. 가장 흔한 실수 중 하나는 최소 굽힘 반경 . 복합 케이블의 경우 이 반경은 단일 값이 아니라 이중 제약 조건입니다. 광섬유와 구리 도체는 서로 다른 최소 굽힘 반경 요구 사항을 가질 수 있으며 둘 중 더 제한적인 조건을 충족하도록 케이블을 설계하고 설치해야 합니다. 섬유의 최소 굽힘 반경을 위반하면 마이크로 및 매크로 굽힘 손실이 발생합니다. 도체의 한계를 초과하면 금속 피로가 발생하고 시간이 지남에 따라 저항이 증가할 수 있습니다.
도관 설치 중 장력을 당기는 것은 과소평가된 또 다른 위험 요소입니다. 는 최대 허용 인장 하중 (종종 설치 및 장기 서비스를 위해 별도로 지정됨)을 초과해서는 안 됩니다. 중앙 강도 부재(일반적으로 FRP 또는 강철)로 지지되는 섬유가 있는 케이블의 경우 강도 부재가 대부분의 인장력을 전달합니다. 그러나 케이블이 끝에서 올바르게 종료되지 않고 재킷에서 잡거나 당겨지면 하중이 대신 광섬유나 구리 도체로 전달됩니다. 이는 복합 케이블 구성에 익숙하지 않은 설치자가 전체 전기 케이블용으로 설계된 표준 당김 그립을 사용할 때 특히 흔히 발생하는 오류입니다.
뜨거운 환경이나 직사광선에 노출되는 도관에 설치하는 동안 열 관리도 간과되는 경우가 많습니다. 열은 재킷 성능 저하를 가속화하고 섬유 요소와 금속 도체 사이에 차등 열 팽창을 일으킬 수 있습니다. 적절한 작동 온도 범위로 케이블을 지정하고 도관 충진 비율이 적절한 열 방출을 허용하는지 확인하면 서비스 수명이 상당히 연장됩니다. 광학 부분의 접합 및 종단 품질은 육안 검사뿐만 아니라 설치 후 OTDR 테스트를 통해 검증해야 합니다. 왜냐하면 접합 또는 커넥터가 잘못된 라우팅으로 인해 기계적 응력을 받는 경우 첫날 허용 가능한 한도 내에 있던 연결 손실이 크게 악화될 수 있기 때문입니다.
