Mikä on optinen maadoitusjohto (OPGW)? - Täydellinen opas

Optinen maadoitusjohto (OPGW) on kriittinen komponentti nykyaikaisissa voimansiirtojärjestelmissä, jotka yhdistävät maadoituksen ja viestinnän toiminnot. Tämä kattava opas selittää kaiken, mitä sinun on tiedettävä OPGW -tekniikasta, sen sovelluksista ja hyötyistä sähköyhtiöille ja tietoliikenneverkoille.

Optisen maadoitusjohdon ymmärtäminen

OPGW on kaksikäyttökaapeli, joka toimii sekä maadoitusjohtona sähkövoiman siirtolinjoille että viestintäväliaineena sulautettujen optisten kuitujen kautta. Se korvaa perinteiset staattiset/suojajohdot ylävaihtolinjoissa lisäämällä kuituoptisia viestintäominaisuuksia.

Tyypillinen OPGW -kaapeli koostuu:

• Alumiini- tai alumiiniseoskerrokset sähkönjohtavuutta varten
• Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja tai alumiiniputkia, jotka sisältävät optisia kuituja
• Korkean lujuuden teräsjohdot mekaanisen tuen kannalta
• Useita optisia kuituja (tyypillisesti 12-144) tiedonsiirtoa varten

Kuinka OPGW toimii sähköjärjestelmissä

OPGW suorittaa kaksi ensisijaista toimintoa virransiirtoverkoissa:

1. Salamasuojaus: Vaihteistotornien yläosaan asennettuna OPGW tarjoaa suojan salamakkoja vastaan suojaamalla vaihekapellia suorilta osumilta.
2. Vikavirran kuljetus: Järjestelmävirheiden aikana OPGW suorittaa vikavirrat turvallisesti maahan.
3. Tietoviestintä: Sulautetut optiset kuidut mahdollistavat nopean tiedonsiirron SCADA-järjestelmille, suojausrelemiselle ja telepalveluille.

OPGW -rakenteen tyypit

OPGW -suunnittelukonfiguraatioita on useita:

OPGW: n tärkeimmät edut

OPGW tarjoaa lukuisia etuja sähköyhtiöille ja viestinnän tarjoajille:

Parannettu järjestelmänsuojaus

OPGW: n vankka rakenne tarjoaa erinomaisen salamasuojan tavanomaisiin maajohdoihin verrattuna. Metallikomponentit varmistavat luotettavan vikavirran johtavuuden suojaamalla vaihekaidimia suorilta iskuilta.

Luotettava viestintäinfrastruktuuri

OPGW luo turvallisen viestintäkanavan immuuni sähkömagneettisille häiriöille (EMI), mikä on ratkaisevan tärkeää:

• Suojausrele
• SCADA -järjestelmäviestintä
• Sähköaseman automaatio
• Teleprotection -järjestelmät

Kustannustehokas ratkaisu

Yhdistämällä maadoitus- ja viestintätoiminnot yhdessä kaapelissa, OPGW eliminoi erillisen viestintäinfrastruktuurin tarpeen. Tämä johtaa merkittäviin kustannussäästöihin:

• Asennuskulut
• Tiedonsiirto
• Huoltotoimenpiteet

OPGW: n tekniset eritelmät

Kun valitset projektin OPGW: tä, insinöörien on harkittava useita teknisiä parametreja:

Sähköominaisuudet

• DC -vastus: Tyypillisesti 0,05-0,5 ohm/km alumiinipitoisuudesta riippuen
• Oikosulku: Laskettu vikavirran suuruuden ja keston perusteella
• Induktiivinen kytkentä: Vaikuttaa viestinnän suorituskykyyn rinnakkaispiireissä

Mekaaniset ominaisuudet

• Rikkova kuorma: Vaihtelee välillä 30 kN - 200 kN suunnittelun perusteella
• Paino: Tyypillisesti 200-1000 kg/km koosta ja materiaaleista riippuen
• Halkaisija: Yleensä 8-20 mm
• Suurin jännitys: Suunniteltu vastaamaan tornin lastausvaatimuksia

Optiset kuituparametrit

• Kuitujen lukumäärä: Yleisesti 12-144 kuidut
• Kuitutyyppi: Tyypillisesti G.652.d Yksimallin kuidut
• Vaimennus: ≤ 0,22 dB/km nopeudella 1310 nm, ≤ 0,36 dB/km 1550 nm: ssä
• Lämpötila -alue: -40 ° C -80 ° C: n toiminta

OPGW -asennusnäkökohdat

Oikea asennus on ratkaisevan tärkeää OPGW: n suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden kannalta. Tärkeimpiä tekijöitä ovat:

Merkkijono

OPGW -asennus noudattaa samanlaisia menettelytapoja kuin tavanomaiset maajohdot, mutta ylimääräisillä varotoimilla:

• Käytä asianmukaista kireyslaitteita, jotta vältetään maksimaalinen vetolujuus
• Pidä vähimmäismäärän säde (tyypillisesti 30 × kaapelin halkaisija)
• Käytä sopivia merkkijonohalkoja ei-metallisilla aloilla
• Seuraa kuidun eheyttä asennuksen aikana OTDR -testauksella

SAG- ja jännityslaskelmat

Tarkat SAG-jännitteen laskelmat ovat välttämättömiä:

• Varmistaa asianmukainen puhdistuma vaihejohtimille
• Estämällä liiallinen tornin lastaus
• Kuidun suorituskyvyn ylläpitäminen lämpötilan variaatioiden yli

Yhteys ja lopetus

Erityistä huomiota on kiinnitettävä OPGW -yhteyksiin:

• Käytä OPGW-suunnitteluun vastaavia asianmukaisia umpikujaan
• Asenna värähtelyn vaimentimet Aeolian värähtelylle alttiille alueille
• Maata oikein OPGW jokaisessa tornissa
• Tiivistä kuituliitos sulkeminen kosteuden tunkeutumisen estämiseksi

OPGW: n ylläpito ja testaus

Säännöllinen ylläpito varmistaa pitkäaikaisen OPGW-suorituskyvyn:

Visuaaliset tarkastukset

Jaksollisten visuaalisten tarkistusten tulisi tutkia:

• Laitteistoolosuhteet (puristimet, vaimentimet, välikappaleet)
• Korroosiomerkit metallisiin komponentteihin
• Ulkoisten tekijöiden vauriot (linnut, putoavat esineet)
• SAG -variaatiot, jotka voivat viitata jännitysongelmiin

Optinen kuitukoe

Säännöllinen kuitukoe sisältää:

• OTDR -testaus: Mittaa kuituvaimennusta ja etsii viat
• Lisäyshäviötestaus: Vahvistaa linkin menetyksen päähän
• Kromaattinen dispersio: Tärkeä nopean järjestelmän kannalta

Sähkötestaus

• Sähköpolun jatkuvuustestaus
• Maankestävyyden mittaukset
• Korroosiopotentiaali arvioinnit

OPGW vs. vaihtoehtoiset ratkaisut

Ymmärtäminen, kuinka OPGW verrataan muihin viestintäratkaisuihin, auttaa tekemään tietoisia päätöksiä:

OPGW vs. ADSS (All-Dielcric itsetuki)

• ADSS ei tarjoa maadoitustoimintoa
• ADSS vaatii erilliset kiinnityspisteet torneihin
• OPGW tarjoaa paremman salamasuojan
• ADS: t voivat olla parempia alempien jännitteen jakelujärjestelmissä

OPGW vs. maanalainen kuitu

• OPGW käyttää olemassa olevaa siirtoinfrastruktuuria
• Maanalaisessa kuidussa on korkeammat asennuskustannukset
• OPGW alttiimpia säätapahtumille
• Underground tarjoaa enemmän reititysjoustavuutta

OPGW vs. langaton viestintä

• OPGW tarjoaa suuremman kaistanleveyden kapasiteetin
• Langaton alttiimpia häiriöille
• OPGW: llä on alhaisempi viive
• Langaton helpompi ottaa syrjäisillä alueilla

OPGW -tekniikan tulevat trendit

OPGW -markkinat kehittyvät edelleen useiden nousevien suuntausten kanssa:

Korkeammat kuidun määrät

Kasvava kysyntä kaistanleveydelle ohjaa OPGW: n kehittämistä:

• 288 kuidun ja korkeamman kokoonpanon
• Avaratehokas kuitupakkaus
• Monen ytimen kuitutekniikka

Parannettu materiaali

• Korkean lujuuden, kevyen alumiiniseokset
• Korroosiokeskeiset pinnoitteet
• Komposiittimateriaalit painon vähentämiseksi

Älykäs ruudukon integraatio

OPGW: llä on avainrooli älykkään ruudukon toteutuksessa mahdollistamalla:

• Phasor -mittausyksikkö (PMU)
• Hajautettu automaatio
• Edistynyt mittausinfrastruktuurin backHaul

Johtopäätös

Optinen maadoitusjohto (OPGW) edustaa optimaalista ratkaisua apuohjelmille, jotka pyrkivät yhdistämään luotettavan ylälinjan suojelun vahvoihin viestintäominaisuuksiin. Sen kaksoistoiminnallisuus tarjoaa kustannussäästöjä ja vastaavat nopean tiedonsiirron kasvavaa kysyntää tehoverkoissa. Kun siirtojärjestelmät kehittyvät kohti älykkäämpiä verkkoja ja korkeammat luotettavuusvaatimukset, OPGW: llä on edelleen tärkeä rooli valtainfrastruktuurissa maailmanlaajuisesti.

Kun suunnittelet OPGW: n käyttöönottoa, teknisten eritelmien, asennuskäytäntöjen ja huoltovaatimusten huolellinen harkitseminen varmistaa optimaalisen suorituskyvyn koko kaapelin käyttöiän ajan. Oikealla suunnittelulla ja toteutuksella OPGW -järjestelmät voivat tarjota vuosikymmenien luotettavan palvelun sekä sähkönsuojaimelle että viestintätarpeille.