Оптический заземляющий провод (OPGW): выбор, установка и характеристики

Что такое оптический заземляющий провод (OPGW)?

OPGW — это композитный воздушный заземляющий провод, который содержит одномодовые или многомодовые оптические волокна внутри металлической трубки, окруженной слоями проводов из стали и/или алюминиевого сплава с алюминиевой оболочкой. Он одновременно выполняет две различные функции: защищает фазные провода от ударов молнии и токов короткого замыкания, а также обеспечивает высокопроизводительный канал связи для телезащиты, SCADA и широкополосных сетей.

В отличие от отдельных волоконно-оптических кабелей, прикрепленных к существующим заземляющим проводам, OPGW интегрирует волокно внутри самого заземляющего провода. Такая конструкция исключает необходимость использования отдельного оптоволоконного кабеля и снижает ветровую и ледовую нагрузку. Ан ОПГВ-кабель изготавливается на заводе в соответствии со стандартами IEC и IEEE, при этом количество волокон обычно варьируется от 12 до 144.

Поставщики композитных воздушных заземляющих проводов из оптического волокна OPGW, завод - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd

Цзянсу Hawell - Китай Поставщики и фабрики композитного оптоволоконного заземляющего провода OPGW, оптовая продажа Композитного заземляющего провода из оптического волокна OPGW онлайн, Композитный оптоволоконный заземляющий провод OPGW Overhe

Посмотреть продукт →

Конструкция OPGW и типы волокон

Конструкция OPGW сочетает в себе электрические характеристики и механическую прочность. Основной оптический блок — обычно свободная трубка или конструкция с плотным буфером — расположен в центре, защищенный одним или несколькими слоями металлических нитей. Эти пряди не только проводят ток повреждения, но также обеспечивают номинальную прочность на разрыв (RTS) и защищают волокна от сдавливания и проникновения влаги.

Члены Металлической Брони и Силы

Самый внешний слой обычно состоит из проволок из стали, плакированной алюминием (ACS), или проволоки из алюминиевого сплава. Провода ACS обладают высокой проводимостью для рассеивания тока повреждения, сохраняя при этом прочность на разрыв. Доступны конструкции из полностью алюминиевого сплава для агрессивных прибрежных сред. Выбор диаметра и материала провода напрямую влияет на номинальный ток короткого замыкания OPGW (часто 10–50 кА в течение 0,5 с) и его общий диаметр, который колеблется от 9 мм до более 20 мм для конструкций с большим количеством волокон.

Конфигурация оптического волокна

Внутри центральной трубки волокна расположены в пучках, лентах или отдельных рыхлых трубках. Тюбик заполнен водоблокирующим гелем для предотвращения миграции влаги. Типы волокон соответствуют ITU-T G.652 (стандартное одномодовое), G.655 (с ненулевой дисперсией) или G.657 (нечувствительное к изгибу) в зависимости от расстояния передачи и требований сети. В большинстве установок OPGW используются одномодовые волокна для покрытия пролетов до 200 км без регенерации.

Ключевые характеристики производительности

Выбор OPGW требует согласования электрических и механических параметров заземляющего провода с конструкцией линии электропередачи. В таблице ниже приведены типичные диапазоны коммерческих продуктов OPGW.

Допустимый ток короткого замыкания имеет решающее значение. OPGW должен выдерживать максимальный ожидаемый ток повреждения в течение времени устранения, указанного утилитой (обычно 0,5 секунды). Превышение этого значения может привести к отжигу алюминиевых жил, потемнению волокна или катастрофическому выходу из строя. Всегда проверяйте кривую характеристик кабеля при коротком замыкании по протоколам типовых испытаний производителя.

OPGW и альтернативы: ADSS, OPPC и традиционный заземляющий провод

Хотя OPGW является доминирующим выбором для новых линий электропередачи, инженеры иногда рассматривают альтернативы в зависимости от ограничений проекта.

• Полностью диэлектрический самонесущий кабель (ADSS): ADSS, установленный на корпусе башни, а не на козырьке экранированного провода, позволяет избежать электрических помех и может быть добавлен к линиям под напряжением без отключения электроэнергии. Однако он требует тщательной координации провисания и более уязвим к огнестрельным повреждениям и эоловой вибрации. Для приложений без заземляющего провода ADSS (цельнодиэлектрический самонесущий) кабель может быть, подойдет.

Поставщики неметаллических оптических кабелей, Фабрика - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Jiangsu Hawell - Китайский неметаллический оптический кабель Поставщики и фабрики, Оптовая продажа неметаллического оптического кабеля онлайн, Неметаллический оптический кабель Описание кабеля: контролируя избыточную длину

Посмотреть продукт →

• Оптический фазовый проводник (OPPC): Этот кабель заменяет фазовый провод и передает как силовой ток, так и данные. Это требует специальной конструкции сращивания и изоляции. Исследуйте оптический фазовый провод (OPPC) для линий, где отдельный заземляющий провод недоступен.

Поставщики кабелей OPPC с оптическим фазовым проводником, завод - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Jiangsu Hawell - Китайские кабели с оптическим фазовым проводником OPPC Поставщики и фабрики, Оптовая продажа кабеля с оптическим фазовым проводником OPPC онлайн, Кабель с оптическим фазовым проводником OPPC Описание: Нержавеющая сталь

Посмотреть продукт →

• Традиционный заземляющий провод с плетеным волокном: В старых установках можно подключить отдельный оптоволоконный кабель к существующему заземляющему проводу. Это увеличивает вес, ветровую нагрузку и сложность обслуживания — преимущества, которых OPGW полностью избегает.

Для большинства новых проектов электропередачи напряжением выше 69 кВ OPGW остается наиболее надежным и экономически эффективным вариантом, поскольку он объединяет две функции в одну цепочку и отвечает всем соответствующим требованиям к токам повреждения.

Рекомендации и рекомендации по установке

Установка OPGW требует специального натяжного оборудования и осторожного обращения для защиты волокон. В отличие от простого стального заземляющего провода, OPGW нельзя перегибать, сдавливать или подвергать чрезмерному изгибу во время протягивания. Необходимо строго соблюдать рекомендации по минимальному радиусу изгиба (обычно 20× диаметра натянутого кабеля).

Основные этапы установки включают в себя:

1. Тестирование перед установкой: проверьте затухание, непрерывность и рефлектометрические характеристики на катушке перед развертыванием.
2. Натяжение: используйте ограничители натяжения и устройства, предотвращающие скручивание; потяните за подходящий поводок. Натяжение тяги никогда не должно превышать 20–25% от RTS.
3. Провисание: Примените правильные таблицы провисания, основанные на нормативном диапазоне и температуре. Чрезмерное натяжение может привести к повреждению волокон; недостаточное натяжение приводит к чрезмерному биению и истиранию.
4. Аппаратное обеспечение: используйте подвесные зажимы, тупики и виброгасители, разработанные специально для OPGW, чтобы избежать разрушения оптоволоконной трубки. Заземляющие зажимы должны обеспечивать электрический путь с низким сопротивлением, не повреждая оптический сердечник.
5. Соединения в середине пролета: волокна, сращенные методом сварки, внутри защищенных от атмосферных воздействий закрывающих коробок, прикрепленных к башне, сохраняющих достаточную слабину для теплового расширения.

Никогда не используйте стандартные ручки ACSR на OPGW; оптический блок будет разрушен задолго до того, как аппаратное обеспечение достигнет своего механического предела.

После установки сквозное OTDR-тестирование и измерение потерь на стыке подтверждают соответствие проектным значениям затухания. Правильно установленный OPGW может обеспечить срок службы более 30 лет.

Руководство по выбору: соответствие OPGW вашей воздушной линии

Инженеры обычно следуют четырехэтапному процессу для выбора оптимального OPGW:

1. Определите необходимое количество и тип волокон (G.652D является наиболее распространенным для магистральных сетей).
2. Рассчитайте максимальный ток короткого замыкания (I _й ) и время отключения в месте установки, затем запросите у производителя кривую тока короткого замыкания, чтобы убедиться, что поперечное сечение проводника OPGW соответствует тепловым требованиям.
3. Определите минимальную разрушающую нагрузку на основе расчетного натяжения при наихудших условиях нагрузки (лед, ветер, ежедневные нагрузки). RTS OPGW должна превышать это значение с коэффициентом безопасности, обычно равным 2,5.
4. Сравните внешний диаметр и вес устройства с конструкцией опоры и существующим изоляционным/натяжным оборудованием. Если на линии уже натянут пик заземляющего провода, предпочтительна прямая замена OPGW с аналогичными характеристиками провисания, чтобы избежать повторного натяжения всего пролета.

В сценариях модернизации распространенной ошибкой является выбор OPGW с более высоким удельным весом, чем у исходного заземляющего провода, что приводит к чрезмерному провисанию и уменьшению зазоров между фазой и землей. Поэтому перед окончательной доработкой спецификации необходимо провести детальное обследование линии и расчет натяжения.

Стандарты и соответствие

Продукция OPGW тестируется и производится в соответствии с международно признанными стандартами. Чаще всего упоминаются:

• МЭК 60794-4 : Волоконно-оптические кабели. Часть 4. Спецификация сечения. Воздушные оптические кабели вдоль линий электропередачи (OPGW).
• IEEE стандарт 1138 : Стандарт IEEE по тестированию и характеристикам оптического заземляющего провода (OPGW) для использования на линиях электропередачи.
• МСЭ-Т G.652/G.655 : Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля.

Типовые испытания включают в себя прочность на растяжение, эоловую вибрацию, скачкообразие, ползучесть, циклическое изменение температуры, проникновение воды и стойкость к дуговой разрядке. Всегда запрашивайте сертификаты полных типовых испытаний при выборе OPGW для нового проекта.

Техническое обслуживание и долгосрочная надежность

После ввода в эксплуатацию OPGW требует минимального обслуживания. Металлическая оболочка и водоблокирующий гель обеспечивают внутреннюю защиту от влаги, а полностью пассивный оптоволоконный путь не имеет активной электроники, которая могла бы выйти из строя. Обычно достаточно ежегодных проверок подвесных зажимов, виброгасителей и заземляющих соединений.

После удара молнии на OPGW может появиться точечная коррозия или локальное плавление жил. Рефлектограмма после события может выявить любое увеличение затухания из-за потемнения волокна. Если затухание в волокне превышает расчетный запас, необходима замена затронутого пролета — простой процесс, поскольку оборудование стандартизировано. Регулярные воздушные проверки с использованием дронов, оснащенных тепловизионными камерами, помогают выявить горячие точки, указывающие на ухудшение электрических соединений.

Самой большой угрозой долговечности OPGW является не коррозия или старение, а неправильный первоначальный монтаж, особенно недостаточный провис в местах соединений или неподходящее оборудование, которое разрушает оптический сердечник. Когда этих ошибок удается избежать, OPGW обеспечивает необслуживаемую магистраль связи на протяжении всего срока службы линии передачи.

Итог по оптическому заземляющему проводу

OPGW больше не является нишевым продуктом; это выбор по умолчанию для сочетания высокоскоростной оптоволоконной связи с надежной защитой воздушного заземляющего провода. Его двойная конструкция снижает нагрузку на башню, исключает отдельные прокладки кабелей и выдерживает самые суровые электрические нагрузки и нагрузки окружающей среды. Для инженеров коммунальных предприятий ключевой момент заключается в согласовании механических и электрических свойств с конкретными условиями линии (ток короткого замыкания, длина участка и количество волокон) и следовании протоколам установки, которые сохраняют оптическую целостность от катушки до корпуса для сращивания.

Когда сроки сжаты, а надежность не подлежит обсуждению, выбор проверенного кабеля OPGW, подкрепленного полной документацией по типовым испытаниям и опытом эксплуатации, обеспечивает бесперебойность как сети, так и данных.