ADSS u odnosu na OPGW: Usporedba dva glavna rješenja optičkih vlakana za nadzemne mreže

Nadzemne optičke mreže ovise o kabelima koji mogu izdržati ekstremne vremenske uvjete, visoka mehanička opterećenja i elektromagnetske izazove okruženja dalekovoda. Dvije vrste kabela su se pojavile kao dominantna rješenja: ADSS (potpuno dielektrični samonosivi) kabel i OPGW (optička žica za uzemljenje) . Dok oba isporučuju brzu komunikaciju od optičkih vlakana duž nadzemnih energetskih koridora, projektirani su za bitno različite uvjete i vrste projekata. Razumijevanje njihovih razlika ključno je prije nego što se posvetite bilo kojem rješenju.

Što su ADSS i OPGW kabeli?

Potpuno dielektrični samonosivi (ADSS) kabel je potpuno nemetalni kabel od optičkih vlakana dizajniran za postavljanje između stupova ili prijenosnih tornjeva bez ikakve dodatne žice za glasnike ili potporne strukture. Nedostatak metala u njegovoj konstrukciji čini ga otpornim na električne smetnje, zbog čega se može sigurno postaviti u neposrednoj blizini strujnih vodiča.

Optička žica za uzemljenje (OPGW) je hibridni kabel koji istovremeno obavlja dvije funkcije: djeluje kao nadzemna žica za uzemljenje/oklop na dalekovodu visokog napona dok u sebi sadrži optička vlakna za podatkovnu komunikaciju. Fizički zamjenjuje tradicionalnu statičku žicu na vrhu prijenosnih tornjeva, integrirajući sposobnost uzemljenja i prijenos optičkim vlaknima u jedan kabel.

Obje vrste kabela koriste postojeću infrastrukturu dalekovoda, eliminirajući potrebu za izgradnjom namjenskih komunikacijskih tornjeva i značajno smanjujući troškove izgradnje u usporedbi s tradicionalnim postavljanjem zračnih vlakana. Unatoč ovoj zajedničkoj prednosti, njihove unutarnje strukture, zahtjevi za instalaciju i optimalni slučajevi upotrebe značajno se razlikuju.

Strukturne razlike: kako su građene

Unutarnja arhitektura ADSS-a i OPGW-a odražava njihove vrlo različite filozofije dizajna.

ADSS kabel izgrađen je oko središnjeg čvrstog elementa—obično šipke od stakloplastike—okruženog nasukanim labavim međuspremnim cijevima, od kojih svaka sadrži više optičkih vlakana ugrađenih u gel. Aramidna pređa (kao što je Kevlar) obavija jezgru kao primarni nosivi element, osiguravajući vlačnu čvrstoću potrebnu za velike zračne raspone. Vanjski HDPE ili AT (anti-tracking) omotač dovršava strukturu. Nigdje u kabelu nema metala. ADSS dizajni dolaze u dvije glavne konfiguracije: središnja cijev (prikladno za kraće raspone do približno 500 m) i slojevit (poželjno za veće raspone do 1500 m ili više).

OPGW kabel, nasuprot tome, integrira metal i vlakna u koncentričnom rasporedu. Optička vlakna smještena su u jednu ili više cijevi od nehrđajućeg čelika ili aluminija smještenih u središtu ili blizu središta kabela. Okolni slojevi sastoje se od čelika obloženog aluminijem (ACS) ili žica od aluminijskih legura koje pružaju i mehaničku čvrstoću za rukovanje velikim rasponima dalekovoda i električnu vodljivost potrebnu za siguran prijenos struja kvara na uzemljenje. Precizno projektirani poprečni presjek uravnotežuje električnu izvedbu kabela, mehanička svojstva i toplinsku stabilnost u uvjetima kvara.

Električna izvedba i sigurnost

Električno ponašanje jedna je od najkritičnijih razlika između dvije vrste kabela.

Budući da ADSS ne sadrži vodljive komponente, ne nosi električni potencijal i ne predstavlja opasnost od strujnog udara za osoblje održavanja. Na njega potpuno ne utječu elektromagnetska polja koja stvaraju obližnji strujni vodiči. Međutim, u okruženjima s vrlo visokim naponom (obično iznad 110 kV), inducirana električna polja mogu uzrokovati površinsko praćenje na vanjskom omotaču tijekom vremena. Kabeli instalirani u takvim okruženjima zahtijevaju posebno formuliran AT (anti-tracking) omotač oduprijeti se ovoj degradaciji.

OPGW, kao metalni kabel, mora biti pravilno spojen i uzemljen na svakom tornju. Omogućuje izravnu zaštitu od munje presrećući udare i sigurno odvodeći rezultirajuću struju kvara na zemlju, štiteći fazne vodiče ispod. Ova funkcija uzemljenja je razlog zašto je OPGW instaliran na samom vrhu prijenosnih tornjeva. Njegova metalna struktura znači da se uvijek mora isključiti iz struje i uzemljiti prije početka bilo kakvog rada na održavanju, što čini instalaciju pod naponom nemogućom bez specijalizirane opreme i postupaka.

Metode i uvjeti ugradnje

Uvjeti pod kojima se svaki kabel može postaviti predstavljaju jednu od praktičnih najznačajnijih razlika za planere projekta.

ADSS kabel se pričvršćuje na bočnu stranu postojećih prijenosnih tornjeva ili razvodnih stupova pomoću namjenskog hardvera kao što su ovjesne stezaljke i zatezne stezaljke. Budući da ne prenosi električnu energiju, može se instalirati na vod pod naponom bez nestanka struje — velika prednost za komunalna poduzeća koja si ne mogu priuštiti zastoje. Instalaterske ekipe postavljaju ga između stupova poput bilo kojeg samonosivog prijenosnog kabela. Njegova mala težina smanjuje strukturalno opterećenje nametnuto tornjevima, što je važno razmatranje pri dodavanju kabela u stariju infrastrukturu.

OPGW instalacija je složenija. Budući da zamjenjuje postojeću nadzemnu žicu za uzemljenje, stara žica za uzemljenje mora se ukloniti dok se uvlači novi OPGW—radnja koja zahtijeva da dalekovod bude bez napona i uzemljen, ili da se provede pomoću specijaliziranih tehnika vodova pod naponom. To OPGW čini prirodnim izborom za izgradnja novog dalekovoda , gdje nema postojeće žice za uzemljenje i nije potreban prekid. Dodatno opremanje postojeće linije pod naponom OPGW-om je logistički izazovno i znatno skuplje.

Tipične primjene

Svaka vrsta kabela usklađena je s različitim projektnim scenarijima i industrijama.

ADSS kabel naširoko koriste telekomunikacijski operateri, elektrodistribucijska poduzeća i privatni mrežni operateri u širokom rasponu okruženja. Uobičajene primjene uključuju:

• Distribucijski vodovi napona od 10 kV do 110 kV
• Uvođenje širokopojasne i FTTx pristupne mreže
• Željeznički i prometni koridor komunikacije
• Okosnice vanjskih postrojenja poduzeća i kampusa
• CATV i CCTV mrežna infrastruktura
• Ruralna povezanost na velike udaljenosti gdje je izgradnja novog tornja nepraktična

OPGW uglavnom koriste elektroenergetska poduzeća na visokonaponskim i ekstravisokonaponskim prijenosnim sustavima. Njegove primjene uključuju:

• brvi projekti dalekovoda od 110 kV, 220 kV, 500 kV i ultravisokog napona
• Komunikacija i zaštita SCADA sustava na elektroenergetskim mrežama
• Aplikacije za nadzor i upravljanje pametnim mrežama
• Zamjena dotrajalih uzemljenja na postojećim visokonaponskim vodovima tijekom planiranih zastoja
• Utility-to-utility privatne komunikacijske okosnice mreža

Razmatranja troškova i održavanja

Usporedbe troškova između ADSS-a i OPGW-a moraju uzeti u obzir i početna ulaganja i dugoročne operativne čimbenike.

ADSS kabel općenito ima a manji početni trošak materijala nego OPGW. Njegova potpuno dielektrična konstrukcija ne koristi plemenite metale, a instalacija ne zahtijeva prekide napajanja, što značajno smanjuje troškove povezane s projektom. Održavanje je relativno jednostavno—vizualni pregled i provjere hardvera obično se mogu izvršiti bez isključivanja napona linije.

OPGW uključuje veće početne troškove zbog složenosti njegove hibridne metalno-optičke strukture i potrebe za uklanjanjem i zamjenom postojeće žice za uzemljenje tijekom instalacije. Međutim, za nove projekte dalekovoda, OPGW donosi uvjerljivu vrijednost jer jedan kabel istovremeno ispunjava obaveznu funkciju uzemljenja i komunikacijsku funkciju, zamjenjujući dva odvojena sustava. Tijekom životnog vijeka projekta visokonaponskog prijenosa, ova učinkovitost dvostruke namjene može nadoknaditi veću početnu investiciju.

Održavanje OPGW-a zahtijeva veću brigu. Svaki popravak kabela zahtijeva protokole uzemljenja, a spajanje vlakana na terenu mora uzeti u obzir metalne komponente kabela. Spojni zatvarači i hardver moraju biti ocijenjeni za električno okruženje prijenosnog tornja.

Kako odabrati između ADSS-a i OPGW-a

Pravi izbor prvenstveno ovisi o tri čimbenika: naponskoj razini voda, radi li se o novogradnji ili rekonstrukciji i mora li kabel imati funkciju uzemljenja. Tablica u nastavku sažima ključne točke odlučivanja.

Kao opće pravilo: odabrati OPGW pri izgradnji nove visokonaponske prijenosne infrastrukture gdje je ionako potrebna žica za uzemljenje, a dvonamjenski kabel pružit će najbolju ukupnu vrijednost. Odaberite ADSS kada nadograđujete ili dodajete komunikacijski kapacitet postojećoj liniji pod naponom , posebno na distribucijskim naponima, gdje je prekid napajanja nepraktičan i nisu poželjne strukturne promjene na stupovima.

Za projekte koji obuhvaćaju oba scenarija—kao što je komunalno poduzeće koje proširuje svoju optičku okosnicu kroz mješovitu novu i naslijeđenu infrastrukturu—kombinacijski pristup koji koristi OPGW na novim visokonaponskim segmentima i ADSS na postojećim distribucijskim dionicama dobro je uhodana praksa. Da biste istražili specifične konfiguracije proizvoda za bilo koji tip kabela, posjetite naš OPGW stranica proizvoda ili kontaktirajte naš inženjerski tim za preporuku specifičnu za projekt.