EoW January 2010

articolo tecnico

eccesso permanente nel cavo (rif. Figura 3 , punto 3). Durante l’evento di carico di ghiaccio successivo, il cavo si allungherà; ma poiché vi è già una lunghezza in eccesso del nastro uguale alla lunghezza di cavo deformato, non verrà “tirato” altro cavo nella sezione (rif. Figura 3 , punto 4). Il cavo raggiungerà essenzialmente un nuovo equilibrio.

tendere saldamente le anse lasche sia nei cavi con nucleo secco, sia nei cavi riempiti di gel. La capacità del cavo e del nastro di assorbire questa deformazione dipende dalla struttura del cavo, dalla lunghezza in eccesso intrinseca del nastro, e dalla lunghezza della sezione del cavo adiacente. Indipendentemente dal tipo di giunzione utilizzato, questa impedirà o permetterà di trasmettere la deformazione del nastro lungo il cavo, e impedirà o permetterà al cavo di equilibrarsi dopo il rilascio del carico. La Figura 4 illustra questo evento.

di risonanza alle frequenze richieste per la vibrazione eolica, lo stesso può simulare la vibrazione ambientale da sorgenti come letti ferroviari o autostradali su un ponte o su un pendio. 2.2 Eventi di deformazione Gli eventi di deformazione possono presentarsi in molte circostanze diverse. La maggior parte dei cavi si deforma durante l’installazione. Dopo l’installazione, i cavi possono subire deformazioni ripetute dovute al carico causato da formazioni di ghiaccio o a dissotterramenti accidentali. In ciascun caso l’entità del movimento del nastro è importante. È fondamentale, infatti, che il movimento del nastro non trascini in basso l’intera lunghezza del cavo, consumando tutta la lunghezza in eccesso del nastro con conseguenti danni alla fibra. Le procedure d’installazione richiedono l’utilizzo di anse di cavo lasche che costituiscono un modo ideale di fissare i nastri al cavo in caso di un evento di deformazione estrema. Tuttavia, come si vedrà nei capitoli seguenti, è altamente improbabile che la deformazione del cavo causata da queste condizioni provochi deformazioni dannose del nastro. 2.2.1 Carico dovuto a formazioni di ghiaccio Il cavo in fibra ottica installato in regioni in cui sono probabili formazioni di ghiaccio deve essere progettato in modo da sostenere i carichi e gli allungamenti che si possono verificare. Il codice nazionale per la sicurezza elettrica NESC (National Electric Safety Code) descrive le diverse condizioni di formazione di ghiaccio e di vento secondo le regioni del paese [7] . Grazie a queste informazioni, è possibile calcolare l’allungamento di un cavo sottoposto a queste condizioni e prevedere qualsiasi allargamento conseguente del nastro. In condizioni di carico dovuto a formazione di ghiaccio, il cavo si allungherà. Se l’allungamento del cavo supera la lunghezza in eccesso intrinseca del nastro del cavo, il nastro sarà tirato da una sezione di cavo adiacente, come illustrato dalla Figura 3 (punti 1 e 2). Se l’allungamento del cavo risultante dal carico eccede la lunghezza in eccesso intrinseca del nastro di tutti i tratti adiacenti, è possibile che il nastro si tenda contro le anse lasche o, in assenza di anse lasche, contro le chiusure. Questa condizione sussiste sia per i cavi riempiti con gel, sia per i cavi con nucleo secco. Quando il carico di ghiaccio si allenta, il nastro tirato dalle sezioni di cavo adiacenti crea una nuova lunghezza di nastro in

Nastro

Carico di ghiaccio

Lunghezza in eccesso residua (XSL)

Dissotterramento

Trazione del nastro da sezioni adiacenti

Dopo il rilascio del carico, la giunzione ottimale consente l’equalizzazione dei nastri

Figura 3 ▲ ▲ : Condizioni di carico di ghiaccio

Una volta compreso questo processo, è possibile analizzare l’entità dell’allunga- mento del cavo, la lunghezza in eccesso indotta del nastro e la robustezza della struttura del cavo. Eseguendo i calcoli a catena per questo tipo di situazione, e considerando il “caso peggiore” di cavo aereo “lashed” e di lunghezza del tratto, si otterrà un allungamento inferiore allo 0,05% in condizioni di carico gravose dovute a formazione di ghiaccio, in accordo con la norma NESC [8] . Con questi dati è imperativo assicurare che la struttura del cavo sia progettata in modo tale da alloggiare la quantità di lunghezza di nastro in eccesso senza comportare alcuna perdita di attenuazione né danni alle fibre. Il valore della lunghezza in eccesso intrinseca del nastro è progettato per eccedere tale allungamento del cavo. 2.2.2 Dissotterramento del cavo A volte può accadere che il cavo sia erroneamente dissotterrato da un escavatore o da un simile equipaggia- mento di scavo, se non vengono adottate precauzioni adeguate prima di iniziare i lavori. Quando si verifica questa situazione, una sezione altamente localizzata del tratto di cavo è sottoposta ad elevata deformazione. É stato stimato che l’area deformata si attesta fra 5m e 50m [4] . Generalmente, questa sezione di cavo viene rimossa e sostituita. l’effetto dell’esposizione diretta ad un’elevata deformazione delle sezioni adiacenti dei cavi. Considerando una sezione di cavo di 50m sottoposta a deformazione, un carico prossimo al carico di rottura nella maggior parte delle strutture dei cavi, comporta una trazione del nastro da parte delle sezioni adiacenti e può effettivamente Ci si è interrogati circa

Figura 4 ▲ ▲ : Evento di deformazione dovuta a dissotterramento

Il cavo riempito di gel viscoelastico si distingue per la sua capacità di giuntare i nastri al cavo e consentire il rilassamento dei cavi nel tempo. Il tempo richiesto per equilibrarsi può essere lungo, superiore alle velocità di trazione raccomandate per le prove di giunzione del cavo. Anche la temperatura del gel riveste un ruolo importante nella resistenza viscosa impartita ai nastri e può influenzare notevolmente la velocità di rilassamento. Gli agenti di giunzione secchi non presentano questa proprietà. In questo caso, è verosimile che le deformazioni del cavo che generano una forza superiore alla forza di giunzione a secco, impediscano il riequilibrio delle sezioni adiacenti. Per questa ragione, una correlazione diretta con la giunzione riempita di gel risulta azzardata, essendo le prove connesse agli eventi reali del ciclo di vita del cavo estremamente importanti. 2.2.3 Installazione Durante l’installazione, una sezione localizzata del cavo è sottoposta ad un’elevata deformazione. É stato dimostrato che, in questa situazione, per alcune strutture di cavi, i nastri restano stazionari durante la trazione dei cavi sopra di essi (rif. Figura 5 ). Una volta rilasciato il carico, i nastri non subiscono alcuna forza di trazione all’estremità esposta, e pertanto una certa lunghezza del nastro resta all’interno del cavo. Un installatore potrebbe allarmarsi nel vedere che non vi sono nastri esposti all’estremità del cavo una volta completata la trazione del cavo!

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EuroWire – Gennaio 2010