Ce este firul optic de sol (OPGW)? - Ghid complet

Sârmă de sol optică (OPGW) este o componentă critică în sistemele moderne de transmisie a puterii care combină funcțiile de împământare și comunicare. Acest ghid cuprinzător explică tot ce trebuie să știți despre tehnologia OPGW, aplicațiile sale și beneficiile pentru utilitățile electrice și rețelele de telecomunicații.

Înțelegerea firului optic de sol

OPGW este un cablu cu scop dublu, care servește atât ca sârmă de masă pentru liniile de transmisie electrică a energiei electrice, cât și un mediu de comunicare prin fibre optice încorporate. Înlocuiește firele tradiționale statice/scut în linii de transmisie aeriană, adăugând în același timp capacități de comunicare cu fibră optică.

Cablul OPGW tipic este format din:

• Straturi exterioare de aluminiu sau aliaj de aluminiu pentru conductivitate electrică
• Tuburi din oțel inoxidabil sau din aluminiu care conțin fibre optice
• Fire de oțel de înaltă rezistență pentru suport mecanic
• Fibre optice multiple (de obicei 12-144) pentru transmiterea datelor

Cum funcționează OPGW în sistemele de energie

OPGW îndeplinește două funcții primare în rețelele de transmisie de putere:

1. Protecția fulgerului: Instalat în partea de sus a turnurilor de transmisie, OPGW oferă un scut împotriva loviturilor de trăsnet, protejând conductorii de fază împotriva loviturilor directe.
2. Curent de eroare Transport: În timpul defecțiunilor sistemului, OPGW efectuează în siguranță curenți de eroare la sol.
3. Comunicare de date: Fibrele optice încorporate permit transmiterea de date de mare viteză pentru sistemele SCADA, releul de protecție și serviciile de telecomunicații.

Tipuri de construcții OPGW

Există mai multe configurații de proiectare OPGW disponibile:

Avantajele cheie ale OPGW

OPGW oferă numeroase beneficii pentru utilitățile electrice și furnizorii de comunicații:

Protecție îmbunătățită a sistemului

Construcția robustă a OPGW oferă o protecție superioară a trăsnetului în comparație cu firele convenționale la sol. Componentele metalice asigură o conducere fiabilă a curentului de eroare, protejând în același timp conductorii de fază de grevele directe.

Infrastructură de comunicare fiabilă

OPGW creează un canal de comunicare sigur imun la interferențe electromagnetice (EMI), care este crucial pentru:

• Semnalizare releu de protecție
• Comunicarea sistemului SCADA
• Automatizarea stațiilor
• Scheme de teleprotecție

Soluție rentabilă

Combinând funcțiile de împământare și comunicare într -un singur cablu, OPGW elimină necesitatea unei infrastructuri de comunicare separate. Acest lucru duce la economii semnificative de costuri în:

• Cheltuieli de instalare
• Achiziție la dreapta
• Operațiuni de întreținere

Specificații tehnice OPGW

Când selectați OPGW pentru un proiect, inginerii trebuie să ia în considerare mai mulți parametri tehnici:

Caracteristici electrice

• Rezistență la curent continuu: De obicei 0,05-0,5 ohm/km în funcție de conținutul de aluminiu
• Capacitate de scurtcircuit: Calculat pe baza mărimii și duratei curentului curent
• Cuplare inductivă: Afectează performanța de comunicare în circuite paralele

Proprietăți mecanice

• Încărcare de rupere: Variază de la 30 kN la 200 kN pe baza designului
• Greutate: De obicei, 200-1000 kg/km în funcție de dimensiuni și materiale
• Diametru: De obicei 8-20 mm
• Tensiune maximă: Proiectat pentru a se potrivi cu cerințele de încărcare a turnului

Parametri de fibre optice

• Număr de fibre: În mod obișnuit 12-144 fibre
• Tip de fibre: De obicei G.652.d fibre cu un singur mod
• Atenuare: ≤ 0,22 dB/km la 1310 nm, ≤ 0,36 dB/km la 1550 nm
• Interval de temperatură: -40 ° C până la 80 ° C operațional

Considerații de instalare OPGW

Instalarea corectă este crucială pentru performanța și longevitatea OPGW. Factorii cheie includ:

Proces de string

Instalarea OPGW urmează proceduri similare cu firele convenționale la sol, dar cu precauții suplimentare:

• Utilizați echipamente de tensiune adecvate pentru a evita depășirea sarcinii maxime de tracțiune
• Mențineți raza de îndoire minimă (de obicei 30 × diametru de cablu)
• Folosiți blocuri de șir adecvate cu coșuri nemetalice
• Monitorizați integritatea fibrelor în timpul instalării cu testarea OTDR

Calcule de tensiune și tensiune

Calculele exacte de tensiune SAG sunt esențiale pentru:

• Asigurarea unei eliberări adecvate pentru conductoarele de fază
• Prevenirea încărcării excesive a turnului
• Menținerea performanței fibrelor peste variațiile de temperatură

Conexiune și terminare

Trebuie acordată o atenție deosebită conexiunilor OPGW:

• Folosiți accesorii adecvate cu capăt dead-end asortat cu designul OPGW
• Instalați amortizoare de vibrații în zonele predispuse la vibrații eoliene
• Îndepărtați în mod corespunzător opgw -ul la fiecare turn
• Etanșarea închiderilor de splice din fibre pentru a preveni intrarea în umiditate

Întreținere și testare OPGW

Întreținerea regulată asigură performanța OPGW pe termen lung:

Inspecții vizuale

Verificările vizuale periodice ar trebui să examineze:

• Stare hardware (cleme, amortizoare, distanțiere)
• Semne de coroziune pe componente metalice
• Daune cauzate de factori externi (păsări, obiecte care se încadrează)
• Variații SAG care pot indica probleme de tensiune

Testarea fibrelor optice

Testarea obișnuită a fibrelor include:

• Testarea OTDR: Măsoară atenuarea fibrelor și localizează defecțiuni
• Testarea pierderilor de inserție: Verifică pierderea legăturii end-to-end
• Dispersie cromatică: Important pentru sistemele de mare viteză

Testare electrică

• Testarea continuității căii electrice
• Măsurători de rezistență la sol
• Evaluări potențiale de coroziune

OPGW vs. soluții alternative

Înțelegerea modului în care OPGW se compară cu alte soluții de comunicare ajută la luarea deciziilor informate:

OPGW vs. ADSS (All-Dielectric Supporting)

• ADS -urile nu oferă funcție de împământare
• ADSS necesită puncte de atașare separate pe turnuri
• OPGW oferă o mai bună protecție împotriva trăsnetului
• ADS -urile pot fi de preferat în sistemele de distribuție a tensiunii mai mici

OPGW vs. Fibra subterană

• OPGW utilizează infrastructura de transmisie existentă
• Fibra subterană are costuri de instalare mai mari
• Opgw mai vulnerabil la evenimentele meteorologice
• Underground oferă mai multă flexibilitate de rutare

OPGW vs. Comunicare fără fir

• OPGW oferă o capacitate mai mare de lățime de bandă
• Wireless mai sensibil la interferențe
• OPGW are o latență mai mică
• Wireless mai ușor de implementat în zone îndepărtate

Tendințe viitoare în tehnologia OPGW

Piața OPGW continuă să evolueze cu mai multe tendințe emergente:

Proiecte mai mari de număr de fibre

Creșterea cererii de lățime de bandă, determină dezvoltarea OPGW cu:

• 288 fibre și configurații mai mari
• Ambalaj cu fibre eficiente în spațiu
• Tehnologie cu fibre multi-core

Materiale îmbunătățite

• Aliaje de aluminiu cu rezistență mare, ușoară
• Acoperiri rezistente la coroziune
• Materiale compozite pentru greutate redusă

Integrarea inteligentă a grilei

OPGW joacă un rol cheie în implementarea rețelei inteligente, permițând:

• Unitatea de măsurare a fazei (PMU) Comunicare
• Automatizare distribuită
• Backhaul de infrastructură de contorizare avansată

Concluzie

Optical Ground Wire (OPGW) reprezintă o soluție optimă pentru utilitățile care doresc să combine o protecție fiabilă a liniei aeriene cu capacități de comunicare robuste. Funcționalitatea sa dublă oferă economii de costuri în timp ce satisfac cererea în creștere de transmitere a datelor de mare viteză în rețelele de energie. Pe măsură ce sistemele de transmisie evoluează către rețele mai inteligente și cerințe de fiabilitate mai mari, OPGW va continua să joace un rol esențial în infrastructura de energie electrică la nivel mondial.

Atunci când planificați implementarea OPGW, luarea în considerare atentă a specificațiilor tehnice, practicilor de instalare și a cerințelor de întreținere asigură performanțe optime pe parcursul duratei de viață a cablului. Cu o proiectare și implementare adecvată, OPGW Systems poate oferi zeci de ani de servicii fiabile atât pentru nevoile de protecție a energiei electrice, cât și pentru comunicare.