Što je optička zemljana žica (OPGW)? - Kompletni vodič

Optička zemljana žica (OPGW) je kritična komponenta u modernim sustavima prijenosa snage koji kombinira funkcije uzemljenja i komunikacije. Ovaj sveobuhvatni vodič objašnjava sve što trebate znati o OPGW tehnologiji, njegovim aplikacijama i prednostima za komunalne usluge i telekomunikacijske mreže.

Razumijevanje optičke uzemljene žice

OPGW je dvostruki kabel koji služi kao uzemljena žica za električne prijenosne linije i komunikacijski medij kroz ugrađena optička vlakna. Zamjenjuje tradicionalne statičke/štitne žice u nadzemnim linijama prijenosa, dodajući mogućnosti optičke komunikacije.

Tipični OPGW kabel sastoji se od:

• Vanjski aluminijski ili aluminijski slojevi legure za električnu vodljivost
• Epruvete od nehrđajućeg čelika ili aluminija koje sadrže optička vlakna
• Čelične žice visoke čvrstoće za mehanički nosač
• Više optičkih vlakana (obično 12-144) za prijenos podataka

Kako OPGW radi u elektroenergetskim sustavima

OPGW obavlja dvije primarne funkcije u mrežama za prijenos napajanja:

1. Zaštita munje: Instaliran na vrhu tornjeva za prijenos, OPGW pruža štit od udara munje, štiteći fazne vodiče od izravnih hitova.
2. Nošenje struje greške: Tijekom grešaka sustava, OPGW sigurno provodi struje grešaka na zemlju.
3. Komunikacija podataka: Ugrađena optička vlakna omogućuju prijenos podataka velike brzine za SCADA sustave, prenošenje zaštite i telekomunikacijske usluge.

Vrste OPGW konstrukcije

Na raspolaganju je nekoliko konfiguracija dizajna OPGW -a:

Ključne prednosti OPGW -a

OPGW nudi brojne prednosti za uslužne usluge i davatelje komunikacije:

Poboljšana zaštita sustava

Čvrsta konstrukcija OPGW -a pruža vrhunsku zaštitu od munje u usporedbi s konvencionalnim zemljanim žicama. Metalne komponente osiguravaju pouzdanu provođenje strujne struje uz zaštitu faznih vodiča od izravnih štrajkova.

Pouzdana komunikacijska infrastruktura

OPGW stvara sigurni komunikacijski kanal imun na elektromagnetske smetnje (EMI), što je ključno za:

• Signalizacija zaštite releja
• Komunikacija SCADA sustava
• Automatizacija trafostanice
• Teleprotekcijske sheme

Isplativo rješenje

Kombinacijom funkcija uzemljenja i komunikacije u jednom kabelu, OPGW eliminira potrebu za odvojenom komunikacijskom infrastrukturom. To rezultira značajnim uštedama troškova u:

• Troškovi instalacije
• Stjecanje
• Operacije održavanja

OPGW Tehničke specifikacije

Pri odabiru OPGW za projekt, inženjeri moraju razmotriti nekoliko tehničkih parametara:

Električne karakteristike

• DC otpor: Tipično 0,05-0,5 ohm/km, ovisno o sadržaju aluminija
• Kapacitet kratkog spoja: Izračunato na temelju veličine i trajanja struje greške
• Induktivno spajanje: Utječe na performanse komunikacije u paralelnim krugovima

Mehanička svojstva

• Probijanje opterećenja: Kreće se od 30 kN do 200 kN na temelju dizajna
• Težina: Obično 200-1000 kg/km, ovisno o veličini i materijalima
• Promjer: Obično 8-20 mm
• Maksimalna napetost: Dizajniran za usklađivanje zahtjeva za utovar u tornju

Parametri optičkih vlakana

• Broj vlakana: Obično 12-144 vlakana
• Vrsta vlakana: Obično g.652.d jednostruki način vlakana
• Prigušivanje: ≤ 0,22 dB/km pri 1310 nm, ≤ 0,36 dB/km pri 1550 nm
• Raspon temperature: Operativno -40 ° C do 80 ° C

Razmatranja instalacije OPGW

Pravilna instalacija ključna je za performanse i dugovječnost OPGW -a. Ključni čimbenici uključuju:

Postupak niženja

OPGW instalacija slijedi slične postupke kao konvencionalne uzemljene žice, ali s dodatnim mjerama opreza:

• Upotrijebite odgovarajuću opremu za zatezanje kako biste izbjegli prekoračenje maksimalnog opterećenja zatezanjem
• Održavajte minimalni polumjer savijanja (obično 30 × promjera kabela)
• Koristite odgovarajuće gudačke blokove s snopovima koji nisu metalni
• Monitor integriteta vlakana tijekom instalacije s OTDR testiranjem

Proračuni proračuna i napetosti

Točni izračuni sag-napetosti su ključni za:

• Osiguravanje pravilnog klirensa faznim vodičima
• Sprječavanje prekomjernog opterećenja toranj
• Održavanje performansi vlakana u odnosu na temperaturne varijacije

Veza i raskid

Posebna pažnja mora se posvetiti OPGW vezama:

• Upotrijebite odgovarajuće mrtve priloge usklađene s OPGW dizajnom
• Ugradite prigušivače vibracija na područjima sklona aeolijskoj vibraciji
• Pravilno prizemljite OPGW na svakoj kuli
• Zapečati zatvaranje spajanja vlakana kako bi se spriječilo ulazak vlage

OPGW Održavanje i testiranje

Redovito održavanje osigurava dugoročne performanse OPGW-a:

Vizualni pregled

Periodične vizualne provjere trebaju ispitati:

• Hardversko stanje (stezaljke, prigušivači, razmaci)
• Znakovi korozije na metalnim komponentama
• Oštećenja od vanjskih čimbenika (ptice, objekte padaju)
• Varijacije sag -a koje mogu ukazivati na probleme napetosti

Ispitivanje optičkih vlakana

Redovito testiranje vlakana uključuje:

• OTDR testiranje: Mjeri prigušenje vlakana i locira greške
• Ispitivanje gubitka umetanja: Provjerava krajnji gubitak veze
• Kromatska disperzija: Važno za sustave velike brzine

Električno ispitivanje

• Ispitivanje kontinuiteta električnog puta
• Mjerenja otpornosti na zemlju
• Procjene potencijalnih korozija

OPGW nasuprot alternativnim rješenjima

Razumijevanje kako OPGW uspoređuje s drugim komunikacijskim rješenjima pomaže u donošenju informiranih odluka:

OPGW nasuprot ADSS-u (All-Dielektrično samoodržavanje)

• ADSS ne pruža funkciju uzemljenja
• ADSS zahtijeva odvojene točke pričvršćivanja na kulama
• OPGW nudi bolju zaštitu od munje
• ADSS može biti poželjniji u sustavima distribucije nižeg napona

OPGW protiv podzemnih vlakana

• OPGW koristi postojeću prijenosnu infrastrukturu
• Podzemna vlakna imaju veće troškove instalacije
• OPGW je ranjiviji na vremenske događaje
• Underground nudi veću fleksibilnost usmjeravanja

OPGW protiv bežične komunikacije

• OPGW pruža veći kapacitet propusnosti
• Bežični osjetljiviji na smetnje
• OPGW ima nižu latenciju
• Bežična se lakša za implementaciju u udaljenim područjima

Budući trendovi u OPGW tehnologiji

Tržište OPGW -a i dalje se razvija s nekoliko trendova u nastajanju:

Dizajni višeg broja vlakana

Povećana potražnja za propusnom propusnošću pokreće razvoj OPGW -a sa:

• 288 vlakana i veće konfiguracije
• Pakiranje vlakana
• Višejezgrena tehnologija vlakana

Poboljšani materijali

• Aluminijske legure visoke čvrstoće
• Prevlaci otporni na koroziju
• Kompozitni materijali za smanjenu težinu

Integracija pametne mreže

OPGW igra ključnu ulogu u implementaciji pametne mreže omogućujući:

• Komunikacija mjerenja fazora (PMU)
• Distribuirana automatizacija
• Napredna mjerna infrastruktura povratak

Zaključak

Optička žica za uzemljenje (OPGW) predstavlja optimalno rješenje za komunalne usluge koji žele kombinirati pouzdanu zaštitu nadzemnih linija s robusnim komunikacijskim mogućnostima. Njegova dvostruka funkcionalnost osigurava uštedu troškova, istovremeno ispunjavajući rastuću potražnju za brzim prijenosom podataka u električnim mrežama. Kako se prijenosni sustavi razvijaju prema pametnijim mrežama i većim zahtjevima pouzdanosti, OPGW će i dalje igrati vitalnu ulogu u infrastrukturi energetike širom svijeta.

Kada planirate implementaciju OPGW -a, pažljivo razmatranje tehničkih specifikacija, prakse instalacije i zahtjeva za održavanje osigurava optimalne performanse tijekom radnog vijeka kabela. Uz pravilan dizajn i implementaciju, OPGW sustavi mogu pružiti desetljećima pouzdane usluge i za zaštitu energije i za potrebe za komunikacijom.