Optinen maadoitusjohto (OPGW): valinta, asennus ja suorituskyky

Mikä on optinen maadoitusjohto (OPGW)?

OPGW on komposiitti yläpuolinen maadoitusjohto, joka sisältää yksimuotoisia tai monimuotoisia optisia kuituja metalliputken sisällä ja jota ympäröivät kerrokset alumiinilla päällystettyjä teräs- ja/tai alumiiniseosjohtoja. Se palvelee kahta eri tehtävää samanaikaisesti: suojaa vaihejohtimia salamaniskuilta ja oikosulkuvirroilta ja tarjoaa suuren kapasiteetin tietoliikennepolun telesuojaukseen, SCADA- ja laajakaistaverkkoihin.

Toisin kuin erilliset kuituoptiset kaapelit, jotka on sidottu olemassa oleviin maadoitusjohtoihin, OPGW integroi kuidun itse maadoitusjohdon sisään. Tämä muotoilu eliminoi erillisen kuituoptisen lähettimen tarpeen ja vähentää tuulen ja jään aiheuttamaa kuormitusta. An OPGW kaapeli on tehtaalla valmistettu täyttämään sekä IEC- että IEEE-standardit, ja kuitumäärät vaihtelevat tyypillisesti 12 - 144 kuidun välillä.

OPGW Optical Fiber Composite Overhead maadoitusjohtojen toimittajat, tehdas - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd

Jiangsu Hawell on Kiinan OPGW-optisen kuitukomposiittimaajohtimien toimittaja ja tehdas, tukkumyynti OPGW-optisen kuitukomposiittimaajohtojen verkossa, OPGW-optisen kuitukomposiittien yli

Näytä tuote →

OPGW-rakenne ja kuitutyypit

OPGW-rakenne tasapainottaa sähköisen suorituskyvyn ja mekaanisen lujuuden. Optinen ydinyksikkö – yleensä löysä putki tai tiukasti puskuroitu malli – sijaitsee keskellä, suojattuna yhdellä tai useammalla metallisäikeellä. Nämä säikeet eivät vain kuljettaa vikavirtaa, vaan tarjoavat myös nimellisvetolujuuden (RTS) ja suojaavat kuituja murtumiselta ja kosteuden sisäänpääsyltä.

Metalliset panssari- ja voimajäsenet

Uloin kerros koostuu tyypillisesti alumiinipäällysteisistä teräslangoista (ACS) tai alumiiniseoslangoista. ACS-langat tarjoavat korkean johtavuuden vikavirran häviämiseksi säilyttäen samalla vetolujuuden. Täysin alumiiniseosmalleja on saatavana syövyttäviin rannikkoympäristöihin. Johdon halkaisijan ja materiaalin valinta vaikuttaa suoraan OPGW:n oikosulkuvirtaan (usein 10–50 kA 0,5 s) ja sen kokonaishalkaisijaan, joka vaihtelee 9 mm:stä yli 20 mm:iin korkeakuituisissa malleissa.

Optisen kuidun kokoonpano

Keskiputken sisällä kuidut on järjestetty nippuihin, nauhoihin tai yksittäisiin irtonaisiin putkiin. Putki on täytetty vettä estävällä geelillä kosteuden kulkeutumisen estämiseksi. Kuitutyypit ovat ITU-T G.652:n (normaali yksimuotoinen), G.655:n (ei-nolladispersio-siirtymä) tai G.657:n (taivutukselle epäherkkä) mukaisia ​​siirtoetäisyyden ja verkkovaatimusten mukaan. Useimmat OPGW-laitteistot käyttävät yksimuotokuituja kattamaan jopa 200 km:n jännevälit ilman regeneraatiota.

Tärkeimmät suorituskykyvaatimukset

OPGW:n valinta edellyttää maadoitusjohdon sähköisten ja mekaanisten parametrien sovittamista siirtolinjan suunnitteluun. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto tyypillisistä kaupallisista OPGW-tuotteista.

Oikosulkuvirran kapasiteetti on kriittinen. OPGW:n on kestettävä suurin odotettu vikavirta apuohjelman määrittämän tyhjennysajan (yleensä 0,5 sekuntia). Tämän arvosanan ylittäminen voi aiheuttaa alumiinisäikeiden hehkutusta, kuidun tummumista tai katastrofaalisen vian. Tarkista aina kaapelin oikosulkukäyrä valmistajan tyyppitestiraporteista.

OPGW vs. vaihtoehdot: ADSS, OPPC ja perinteinen maajohto

Vaikka OPGW on hallitseva valinta uusille siirtolinjoille, insinöörit harkitsevat joskus vaihtoehtoja projektin rajoituksista riippuen.

• Täysdielektrinen itsekantava (ADSS) kaapeli: Asennettuna tornin runkoon suojajohtimen huipun sijaan, ADSS välttää sähköiset häiriöt ja voidaan lisätä jännitteisiin linjoihin ilman katkosta. Se vaatii kuitenkin huolellista painumisen ja jännityksen koordinointia ja on herkempi laukausvaurioille ja eolilaiselle tärinälle. Muissa kuin maadoitussovelluksissa an ADSS (täysdielektrinen itsekantava) kaapeli saattaa olla oikea istuvuus.

Ei-metallisten optisten kaapelien toimittajat, tehdas - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Jiangsu Hawell on Kiinan ei-metallisten optisten kaapelien toimittaja ja tehdas, ei-metallisten optisten kaapelien tukkumyynti verkossa, ei-metallinen optinen kaapeli Kaapeli Kuvaus: Säätämällä ylimääräistä pituutta

Näytä tuote →

• Optinen vaihejohdin (OPPC): Tämä kaapeli korvaa vaihejohtimen ja kuljettaa sekä virtaa että dataa. Se vaatii erityistä jatkos- ja eristyssuunnittelua. Tutki Optinen vaihejohdin (OPPC) kaapeli linjoille, joilla ei ole erillistä maadoitusjohtoa.

Optisten vaihejohtimien OPPC-kaapeleiden toimittajat, tehdas - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Jiangsu Hawell on Kiinan optisten vaihejohtimien OPPC-kaapeleiden toimittaja ja tehdas, tukkumyynti Optinen vaihejohdin OPPC-kaapeli verkossa, Optinen vaihejohdin OPPC-kaapeli Kuvaus:  Ruostumaton s

Näytä tuote →

• Perinteinen maajohto sidottuilla kuiduilla: Vanhemmat asennukset voivat jälkiasentaa erillisen kuitukaapelin olemassa olevaan maadoitusjohtoon. Tämä lisää painoa, tuulikuormaa ja ylläpidon monimutkaisuutta – hyödyt, jotka OPGW välttää kokonaan.

Useimmissa yli 69 kV:n greenfield-siirtoprojekteissa OPGW on edelleen luotettavin ja kustannustehokkain vaihtoehto, koska se yhdistää kaksi toimintoa yhdeksi nauhaksi ja täyttää kaikki asiaankuuluvat vikavirtavaatimukset.

Asennuksen parhaat käytännöt ja huomiot

OPGW:n asentaminen vaatii erityisiä lankalaitteita ja huolellista käsittelyä kuitujen suojaamiseksi. Toisin kuin yksinkertainen teräsmaadoitusjohto, OPGW:tä ei saa vääntää, murskata tai taivuttaa liikaa vetämisen aikana. Vähimmäistaivutussäteitä koskevia ohjeita (yleensä 20 × jännitteen alaisen kaapelin halkaisija) on noudatettava tarkasti.

Tärkeimmät asennusvaiheet sisältävät:

1. Asennusta edeltävä testaus: Tarkista kelan vaimennus, jatkuvuus ja OTDR-jäljet ennen käyttöönottoa.
2. Stringing: Käytä jännityksenrajoittimia ja kiertymisen estolaitteita; vedä sopivalla lähettilangalla. Vetojännitys ei saa koskaan ylittää 20–25 % RTS:stä.
3. Laskeutuminen: Käytä oikeita painuma-jännitystaulukoita hallintavälin ja lämpötilan perusteella. Ylikiristys voi vahingoittaa kuituja; alijännitys johtaa liialliseen laukkaamiseen ja kulumiseen.
4. Laitteisto: Käytä erityisesti OPGW:lle suunniteltuja ripustuskiinnittimiä, umpikujia ja tärinänvaimentimia välttääksesi kuituputken murskaantumisen. Maadoituspuristimien on tarjottava matalaresistanssinen sähköpolku vahingoittamatta optista sydäntä.
5. Keskijänneliitokset: Fuusioliitoskuidut torniin kiinnitetyissä säänkestävissä sulkulaatikoissa, jotka säilyttävät riittävän löysyyden lämpölaajenemista varten.

Älä koskaan käytä tavallisia ACSR-kahvoja OPGW:ssä; optinen yksikkö murskataan kauan ennen kuin laitteisto saavuttaa mekaanisen rajansa.

Asennuksen jälkeinen päästä päähän -OTDR-testi ja jatkoshäviön mittaus vahvistavat suunnittelun vaimennusbudjettien noudattamisen. Oikein asennettu OPGW voi tarjota yli 30 vuoden käyttöiän.

Valintaopas: OPGW:n yhdistäminen ilmajohtoon

Insinöörit noudattavat yleensä nelivaiheista prosessia valitakseen optimaalisen OPGW:n:

1. Määritä tarvittava kuitumäärä ja -tyyppi (G.652D on yleisin runkoverkoissa).
2. Laske suurin oikosulkuvirta (I _th ) ja tyhjennysaika asennuskohdassa, pyydä sitten valmistajan oikosulkuvirtakäyrä varmistaaksesi, että OPGW-johtimen poikkileikkaus täyttää lämpövaatimukset.
3. Johda pienin murtokuorma suunnittelun jännityksestä pahimmissa kuormitusolosuhteissa (jää, tuuli, arkiaikainen rasitus). OPGW:n RTS:n on ylitettävä tämä arvo turvakertoimella tyypillisesti 2,5.
4. Tarkista ulkohalkaisija ja yksikön paino tornin suunnittelun ja olemassa olevan eristimen/joustimen laitteiston perusteella. Jos linjassa on jo maadoitusjohtimen huippu, suora korvaava OPGW, jolla on samanlaiset jännitysominaisuudet, on parempi, jotta vältytään koko jännevälin uudelleenkiristymiseltä.

Jälkiasennusskenaarioissa yleinen ongelma on valita OPGW, jonka yksikköpaino on suurempi kuin alkuperäinen maadoitusjohdin, mikä aiheuttaa liiallista painumista ja pienentää vaihe-maavaraa. Siksi yksityiskohtainen linjamittaus ja painumisjännityslaskelma ovat pakollisia ennen eritelmän viimeistelemistä.

Standardit ja vaatimustenmukaisuus

OPGW-tuotteet on testattu ja valmistettu kansainvälisesti tunnustettujen standardien mukaisesti. Yleisimmin viitatut ovat:

• IEC 60794-4 : Optiset kuitukaapelit – Osa 4: Osaeritelmä – Optiset antennikaapelit sähköjohtoja pitkin (OPGW).
• IEEE Std 1138 : IEEE-standardi optisen maadoitusjohdon (OPGW) testaamiseen ja suorituskyvyn testaamiseen sähkölinjoissa käytettäväksi.
• ITU-T G.652 / G.655 : Yksimuotoisen optisen kuidun ja kaapelin ominaisuudet.

Tyyppitesteihin kuuluvat vetolujuus, eolilainen tärinä, laukka, ryömintä, lämpötilavaihtelu, veden tunkeutuminen ja salamankaarien kestävyys. Pyydä aina täydellisiä tyyppitestivarmenteita hankkiessasi OPGW:tä uudelle projektille.

Huolto ja pitkäaikainen luotettavuus

Kun OPGW on otettu käyttöön, se vaatii vain vähän huoltoa. Metallinen vaippa ja vettä estävä geeli tarjoavat luontaisen suojan kosteutta vastaan, ja täysin passiivisella kuituradalla ei ole aktiivista elektroniikkaa, joka epäonnistuisi. Jousituskiinnikkeiden, tärinänvaimentimien ja maadoitusliitäntöjen vuosittaiset tarkastukset ovat yleensä riittävät.

Salamaniskun jälkeen OPGW:ssä saattaa esiintyä pistesyöpymistä tai paikallista säikeen sulamista. Tapahtuman jälkeinen OTDR-jälki voi paljastaa kuitujen tummumisesta johtuvan vaimennuksen lisääntymisen. Jos kuidun vaimennus ylittää suunnittelumarginaalin, vaurioitunut jänneväli on vaihdettava – yksinkertainen prosessi, koska laitteisto on standardoitu. Säännölliset ilmatarkastukset lämpökameroilla varustetuilla droneilla auttavat tunnistamaan sähköliitäntöjen heikkenemistä osoittavat hotspotit.

Suurin uhka OPGW:n pitkäikäisyydelle ei ole korroosio tai ikääntyminen, vaan huono alkuasennus, erityisesti liitosten riittämätön löysyys tai sopimaton laitteisto, joka murskaa optisen ytimen. Kun nämä sudenkuopat vältetään, OPGW tarjoaa huoltovapaan tietoliikenteen runkoverkon siirtolinjan elinkaaren ajan.

Optisen maadoitusjohdon ydin

OPGW ei ole enää niche-tuote; se on oletusvalinta, kun yhdistät nopean kuituviestinnän vankkaan yläpuolisen maajohtosuojauksen kanssa. Sen kaksitoiminen rakenne vähentää tornien kuormitusta, eliminoi erilliset kaapelit ja kestää kovimmatkin sähkö- ja ympäristörasitukset. Sähköinsinöörien kannalta avainasemassa on mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien sovittaminen tiettyihin linjaolosuhteisiin – vikavirta, jännevälin pituus ja kuitumäärä – ja asennusprotokollat, jotka säilyttävät optisen eheyden kelasta liitoskoteloon.

Kun määräajat ovat tiukat ja luotettavuudesta ei voida neuvotella, luotettavan OPGW-kaapelin valitseminen, jota tukevat täydelliset tyyppitestidokumentaatiot ja kenttäkokemus, pitää sekä verkon että datan virrassa.