Čo je optický uzemnený drôt (OPGW)? - Kompletný sprievodca

Optický uzemnený drôt (OPGW) je kritickou súčasťou v moderných systémoch prenosu energie, ktoré kombinujú funkcie uzemnenia a komunikácie. Tento komplexný sprievodca vysvetľuje všetko, čo potrebujete vedieť o technológii OPGW, jej aplikáciách a výhodách pre energetické služby a telekomunikačné siete.

Pochopenie optického uzemňovacieho drôtu

OPGW je dvojčlenný kábel, ktorý slúži ako uzemnený drôt pre vedenia elektrickej prenosu a komunikačné médium prostredníctvom zabudovaných optických vlákien. Nahrádza tradičné statické/štíty v vodičoch nadzemných prenosov a zároveň pridáva schopnosti z optickej komunikácie.

Typický kábel OPGW pozostáva z:

• Vonkajšie vrstvy zliatiny z hliníka alebo hliníka pre elektrickú vodivosť
• Z nehrdzavejúcej ocele alebo hliníkových trubíc obsahujúcich optické vlákna
• Oceľové drôty s vysokou pevnosťou na mechanickú podporu
• Viaceré optické vlákna (zvyčajne 12-144) pre prenos údajov

Ako funguje OPGW v energetických systémoch

OPGW vykonáva dve primárne funkcie v sieťach prenosu energie:

1. Ochrana blesku: Nainštalovaný v hornej časti prevodových veží, OPGW poskytuje štít pred údermi blesku a chráni fázové vodiče pred priamymi zásahmi.
2. Prenášanie prúdu poruchy: Počas porúch systému OPGW bezpečne vykonáva poruchové prúdy na zem.
3. Dátová komunikácia: Vstavané optické vlákna povoľujú vysokorýchlostný prenos údajov pre systémy SCADA, ochranu a telekomunikačné služby.

Typy konštrukcie OPGW

K dispozícii je niekoľko konfigurácií dizajnu OPGW:

Kľúčové výhody OPGW

OPGW ponúka množstvo výhod pre poskytovateľov energetických služieb a poskytovateľov komunikácie:

Vylepšená ochrana systému

Robustná konštrukcia OPGW poskytuje vynikajúcu ochranu blesku v porovnaní s konvenčnými pozemnými vodičmi. Kovové komponenty zaisťujú spoľahlivé vedenie poruchového prúdu, zatiaľ čo chránia fázové vodiče pred priamymi údermi.

Spoľahlivú komunikačnú infraštruktúru

OPGW vytvára bezpečný komunikačný kanál imunitný voči elektromagnetickému rušeniu (EMI), čo je rozhodujúce pre:

• Ochranná signalizácia
• Scada System Communication
• Automatizácia rozvodne
• Schémy teleprotekcie

Nákladovo efektívne riešenie

Kombináciou uzemňovacích a komunikačných funkcií do jedného kábla OPGW eliminuje potrebu samostatnej komunikačnej infraštruktúry. To má za následok významné úspory nákladov v:

• Výdavky na inštaláciu
• Akvizícia
• Údržba

OPGW technické špecifikácie

Pri výbere OPGW pre projekt musia inžinieri zvážiť niekoľko technických parametrov:

Elektrické charakteristiky

• DC Odpor: Typicky 0,05-0,5 ohm/km v závislosti od obsahu hliníka
• Kapacita skratu: Vypočítané na základe rozsahu a trvania prúdu poruchy
• Induktívne spojenie: Ovplyvňuje výkon komunikácie v paralelných obvodoch

Mechanické vlastnosti

• Breaking Load: V rozmedzí od 30 kN do 200 kN na základe dizajnu
• Váha: Typicky 200-1000 kg/km v závislosti od veľkosti a materiálov
• Priemer: Zvyčajne 8-20 mm
• Maximálne napätie: Navrhnuté tak, aby zodpovedali požiadavkám na nakladanie veže

Parametre optických vlákien

• Počet vlákien: Bežne 12-144 vlákien
• Typ vlákna: Zvyčajne G.652.D vlákna s jedným režimom
• Útlm: ≤ 0,22 dB/km pri 1310 nm, ≤ 0,36 dB/km pri 1550 nm
• Teplotný rozsah: -40 ° C až 80 ° C prevádzka

Úvahy o inštalácii OPGW

Správna inštalácia je rozhodujúca pre výkon a dlhovekosť OPGW. Kľúčové faktory zahŕňajú:

Proces strunu

Inštalácia OPGW dodržiava podobné postupy ako konvenčné uzemňovacie vodiče, ale s ďalšími bezpečnostnými opatreniami:

• Použite správne napínacie zariadenie, aby ste predišli prekročeniu maximálneho zaťaženia v ťahu
• Udržujte minimálny polomer ohýbania (zvyčajne priemer kábla 30 ×)
• Používajte príslušné strunové bloky s nekovovými kladkami
• Monitorujte integritu vlákien počas inštalácie s testovaním OTDR

Výpočty SAG a napätia

Presné výpočty napätia SAG sú nevyhnutné pre:

• Zabezpečenie riadneho povolenia na fázové vodiče
• Predchádzanie nadmernému zaťaženiu veže
• Udržiavanie výkonu vlákien nad variáciami teploty

Spojenie a ukončenie

Osobitná pozornosť sa musí venovať OPGW Connections:

• Používajte správne slepé príslušenstvo zhodné s dizajnom OPGW
• Nainštalujte vibračné tlmiče v oblastiach náchylných k aolským vibráciám
• Správne uzemnite OPGW na každej veži
• Utesnenie vlákna ZATVORENIE ZATVORENIA, Aby ste zabránili vniknutiu vlhkosti

Údržba a testovanie OPGW

Pravidelná údržba zaisťuje dlhodobý výkon OPGW:

Vizuálne inšpekcie

Pravidelné vizuálne kontroly by mali preskúmať:

• Hardvérový stav (svorky, tlmiče, rozpery)
• Korózne znaky kovových komponentov
• Poškodenie z vonkajších faktorov (vtáky, padajúce predmety)
• Variácie SAG, ktoré môžu naznačovať problémy s napätím

Testovanie optických vlákien

Pravidelné testovanie vlákien zahŕňa:

• Testovanie OTDR: Meria útlm vlákien a lokalizuje chyby
• Testovanie straty vloženia: Overuje stratu koncového odkazu
• Chromatická disperzia: Dôležité pre vysokorýchlostné systémy

Elektrické testovanie

• Testovanie kontinuity elektrickej cesty
• Merania odporu
• Potenciálne hodnotenia korózie

OPGW vs. alternatívne riešenia

Pochopenie toho, ako sa OPGW porovnáva s inými komunikačnými riešeniami, pomáha pri prijímaní informovaných rozhodnutí:

OPGW vs. ADSS (All-Dielectric Self-podporovanie)

• ADSS neposkytuje uzemňovaciu funkciu
• ADSS vyžaduje samostatné prílohy na veže
• OPGW ponúka lepšiu ochranu blesku
• ADS môžu byť výhodné v systémoch distribúcie s nižším napätím

OPGW vs. podzemné vlákno

• OPGW využíva existujúcu prenosovú infraštruktúru
• Podzemné vlákno má vyššie náklady na inštaláciu
• Opgw zraniteľnejšie voči poveternostným udalostiam
• Underground ponúka väčšiu flexibilitu smerovania

OPGW vs. bezdrôtová komunikácia

• OPGW poskytuje vyššiu kapacitu šírky pásma
• Bezdrôtové náchylnejšie na rušenie
• OPGW má nižšiu latenciu
• Bezdrôtové ľahšie nasaditeľné v odľahlých oblastiach

Budúce trendy v technológii OPGW

Trh OPGW sa naďalej vyvíja s niekoľkými vznikajúcimi trendmi:

Návrhy s vyšším počtom vlákien

Zvyšujúci sa dopyt po šírke pásma vedie k rozvoju OPGW s:

• 288 vlákien a vyššie konfigurácie
• Balenie vlákniny efektívne
• Technológia viacjadra vlákien

Vylepšené materiály

• Vysoko pevné, ľahké hliníkové zliatiny
• Povlaky odolné voči korózii
• Kompozitné materiály pre zníženú hmotnosť

Integrácia inteligentnej mriežky

OPGW zohráva kľúčovú úlohu pri implementácii inteligentnej siete povolením:

• Komunikácia s meraním fázoru (PMU)
• Distribuovaná automatizácia
• Pokročilá meracia infraštruktúra zadná strana

Záver

Optický uzemňovací drôt (OPGW) predstavuje optimálne riešenie pre verejnoprospešné služby, ktoré sa snažia kombinovať spoľahlivú ochranu nad hlavou s robustnými komunikačnými schopnosťami. Jeho duálna funkcia poskytuje úspory nákladov a zároveň uspokojuje rastúci dopyt po vysokorýchlostnom prenose údajov v energetických sieťach. Keďže prenosové systémy sa vyvíjajú smerom k inteligentnejším siete a vyšším požiadavkám na spoľahlivosť, OPGW bude naďalej zohrávať dôležitú úlohu v energetickej infraštruktúre na celom svete.

Pri plánovaní nasadenia OPGW, starostlivé zváženie technických špecifikácií, postupov inštalácie a požiadaviek na údržbu zaisťuje optimálny výkon počas celej životnosti kábla. Pri správnom dizajne a implementácii môžu systémy OPGW poskytovať desaťročia spoľahlivých služieb pre potreby ochrany energie a komunikácie. .