Что такое оптическая заземляющая проволока (OPGW)? - Полное руководство

Оптическая заземляющая проволока (OPGW) является критическим компонентом в современных системах передачи электроэнергии, который объединяет функции заземления и связи. Это всеобъемлющее руководство объясняет все, что вам нужно знать о технологии OPGW, ее приложениях и преимуществах для электроэнергии и телекоммуникационных сетей.

Понимание оптического заземляющего провода

OPGW-это двойной кабель, который служит как заземляющим проводом для линий электропередачи, так и среды связи с помощью встроенных оптических волокон. Он заменяет традиционные статические/экранистые провода в линии передачи верхней передачи, добавляя оптоволоконные возможности связи.

Типичный кабель OPGW состоит из:

• Внешние алюминиевые или алюминиевые слои сплавов для электрической проводимости
• Из нержавеющая сталь или алюминиевые трубки, содержащие оптические волокна
• Высокопрочные стальные провода для механической поддержки
• Несколько оптических волокон (обычно 12-144) для передачи данных

Как OPGW работает в силовых системах

OPGW выполняет две основные функции в сетях передачи питания:

1. Молния: Установленная в верхней части башен трансмиссии, OPGW обеспечивает щит от ударов молнии, защищая фазовые проводники от прямых попаданий.
2. Проверка переноса: Во время разломов системы OPGW безопасно проводят течения разломов на землю.
3. Передача данных: Встроенные оптические волокна обеспечивают высокоскоростную передачу данных для систем SCADA, защиты и телекоммуникационных услуг.

Типы строительства OPGW

Доступно несколько конфигураций OPGW Design:

Ключевые преимущества OPGW

OPGW предлагает многочисленные преимущества для электроэнергии и поставщиков коммуникаций:

Улучшенная защита системы

Надежная конструкция OPGW обеспечивает превосходную молниеносную защиту по сравнению с обычными наземными проводами. Металлические компоненты обеспечивают надежную проводимость тока разлома при защите фазовых проводников от прямых ударов.

Надежная инфраструктура связи

OPGW создает безопасный канал связи, невосприимчивый к электромагнитным помехам (EMI), что имеет решающее значение для:

• Сигнализация реле защиты
• Системная общение SCADA
• Автоматизация подстанции
• Схемы телепротив

Эффективное решение

Сочетая функции заземления и связи в одном кабеле, OPGW устраняет необходимость в отдельной инфраструктуре связи. Это приводит к значительной экономии затрат в:

• Расходы на установку
• Право проезда
• Эксплуатационные операции

Технические спецификации OPGW

При выборе OPGW для проекта инженеры должны рассмотреть несколько технических параметров:

Электрические характеристики

• Сопротивление постоянного тока: Обычно 0,05-0,5 Ом/км в зависимости от содержания алюминия
• Емкость короткого замыкания: Рассчитывается на основе величины и продолжительности тока неисправности
• Индуктивная связь: Влияет на производительность связи в параллельных схемах

Механические свойства

• Разрыв нагрузки: Диапазоны от 30 кН до 200 кН на основе дизайна
• Масса: Обычно 200-1000 кг/км в зависимости от размера и материалов
• Диаметр: Обычно 8-20 мм
• Максимальное напряжение: Разработан для соответствия требованиям погрузки башни

Параметры оптического волокна

• Количество волокон: Обычно 12-144 волокна
• Тип волокна: Обычно g.652.d одномодевые волокна
• Затухание: ≤ 0,22 дБ/км при 1310 нм, ≤ 0,36 дБ/км при 1550 нм
• Диапазон температуры: От -40 ° C до 80 ° C

Соображения установки OPGW

Правильная установка имеет решающее значение для производительности и долговечности OPGW. Ключевые факторы включают:

Процесс строки

Установка OPGW следует за аналогичными процедурами, как и обычные наземные провода, но с дополнительными мер предосторожности:

• Используйте правильное оборудование для натяжения, чтобы избежать превышения максимальной растягивающей нагрузки
• Поддерживайте минимальный радиус изгиба (обычно 30 × диаметр кабеля)
• Используйте соответствующие строки с неметаллическими снопами
• Следите за целостностью волокна во время установки с тестированием OTDR

Расчеты провисания и напряжения

Точные расчеты натяжения провисания необходимы для:

• Обеспечение надлежащего зазора для фазовых проводников
• Предотвращение чрезмерной загрузки башни
• Поддержание производительности волокна по поводу изменений температуры

Соединение и прекращение

Особое внимание должно быть уделено соединениям OPGW:

• Используйте правильные тупиковые фитинги, соответствующие дизайну OPGW
• Установите вибрационные амортизаторы в областях, склонных к эоловой вибрации
• Правильно заземлить OPGW на каждой башне
• Закрытие сращивания волокна уплотнения для предотвращения проникновения влаги

Обслуживание и тестирование OPGW

Регулярное техническое обслуживание обеспечивает долгосрочную производительность OPGW:

Визуальные проверки

Периодические визуальные проверки должны изучить:

• Условие оборудования (зажимы, демпферы, проставки)
• Примеры коррозии на металлических компонентах
• Ущерб от внешних факторов (птицы, падающие объекты)
• Вариации прогиба, которые могут указывать на проблемы напряжения

Оптическое тестирование волокна

Регулярное тестирование волокна включает в себя:

• ОТД -тестирование: Измеряет ослабление волокна и обнаруживает недостатки
• Тестирование потерь внедрения: Проверяет сквозную потерю ссылки
• Хроматическая дисперсия: Важно для высокоскоростных систем

Электрические испытания

• Проверка непрерывности электрического пути
• Измерения сопротивления земли
• Оценки потенциала коррозии

OPGW против альтернативных решений

Понимание того, как OPGW сравнивается с другими коммуникационными решениями, помогает принимать обоснованные решения:

OPGW против ADSS (All-Dielectric Self-поддержка)

• ADSS не обеспечивает функцию заземления
• ADS требует отдельных точек прикрепления на башнях
• OPGW предлагает лучшую молниеносную защиту
• ADS может быть предпочтительным в системах распределения более низкого напряжения

OPGW против подземного волокна

• OPGW использует существующую инфраструктуру передачи
• Подземное волокно имеет более высокие затраты на установку
• OPGW более уязвим к погодным явлениям
• Underground предлагает большую гибкость маршрутизации

OPGW против беспроводной связи

• OPGW обеспечивает более высокую пропускную способность
• Беспроводная более восприимчивая к помехам
• OPGW имеет более низкую задержку
• Беспроводная связь легче развернуть в отдаленных районах

Будущие тенденции в технологии OPGW

Рынок OPGW продолжает развиваться с несколькими появляющимися тенденциями:

Более высокие конструкции подсчета волокон

Увеличение спроса на пропускную способность стимулирует развитие OPGW с:

• 288-волокно и более высокие конфигурации
• Космическая упаковка волокна
• Multi-ядерные волокнистые технологии

Улучшенные материалы

• Высокопрочные, легкие алюминиевые сплавы
• Коррозионные покрытия
• Составные материалы для снижения веса

Интеграция интеллектуальной сетки

OPGW играет ключевую роль в реализации Smart Grid, включив:

• Коммуникация измерения фазора (PMU)
• Распределенная автоматизация
• Переходная инфраструктурная инфраструктура

Заключение

Оптическая заземляющая проволока (OPGW) представляет собой оптимальное решение для коммунальных услуг, стремящихся объединить надежную защиту линий накладных расходов с надежными возможностями связи. Его двойная функциональность обеспечивает экономию затрат при удовлетворении растущего спроса на высокоскоростную передачу данных в сетях питания. Поскольку системы передачи развиваются в направлении более умных сетей и более высоких требований к надежности, OPGW будет продолжать играть жизненно важную роль в энергетической инфраструктуре по всему миру.

При планировании развертывания OPGW тщательное рассмотрение технических спецификаций, методов установки и требований к обслуживанию обеспечивает оптимальную производительность в течение всего срока службы кабеля. При правильном проектировании и реализации системы OPGW могут предоставить десятилетия надежного обслуживания как для потребностей в защите энергии, так и для потребностей в связи.