سیم زمین نوری (OPGW): انتخاب، نصب و عملکرد

سیم زمین نوری (OPGW) چیست؟

OPGW یک سیم زمین کامپوزیتی است که حاوی فیبرهای نوری تک حالته یا چند حالته در یک لوله فلزی است که توسط لایه‌هایی از سیم‌های فولادی با روکش آلومینیوم و/یا آلیاژ آلومینیوم احاطه شده است. این دو نقش متمایز را به طور همزمان ایفا می کند: محافظت از هادی های فاز در برابر برخورد صاعقه و جریان های اتصال کوتاه، و ایجاد یک مسیر ارتباطی با ظرفیت بالا برای محافظت از راه دور، SCADA و شبکه های باند پهن.

برخلاف کابل‌های فیبر نوری مجزا که به سیم‌های زمین موجود متصل می‌شوند، OPGW فیبر را در داخل خود سیم زمین ادغام می‌کند. این طراحی نیاز به یک پیام رسان فیبر نوری مجزا را از بین می برد و بار باد و یخ را کاهش می دهد. یک کابل OPGW در کارخانه برای مطابقت با استانداردهای IEC و IEEE با تعداد فیبر معمولاً از 12 تا 144 فیبر ساخته شده است.

OPGW Optical Fiber Composite Ground Wire Ground, Factory - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd

جیانگسو هاول تامین کننده و کارخانه سیم زمینی کامپوزیت نوری OPGW چین است، عمده فروشی سیم زمینی کامپوزیت فیبر نوری OPGW به صورت آنلاین، OPGW کامپوزیت فیبر نوری Overhe

مشاهده محصول →

ساخت OPGW و انواع فیبر

ساخت OPGW عملکرد الکتریکی و استحکام مکانیکی را متعادل می کند. واحد نوری هسته - معمولا یک لوله شل یا یک طرح بافر محکم - در مرکز قرار دارد و توسط یک یا چند لایه از رشته های فلزی محافظت می شود. این رشته‌ها نه تنها جریان خطا را حمل می‌کنند، بلکه استحکام کششی نامی (RTS) را نیز فراهم می‌کنند و از الیاف در برابر خرد شدن و نفوذ رطوبت محافظت می‌کنند.

اعضای زره و استحکام فلزی

بیرونی ترین لایه معمولاً از فولاد با روکش آلومینیوم (ACS) یا سیم های آلیاژ آلومینیوم تشکیل شده است. سیم های ACS رسانایی بالایی را برای اتلاف جریان خطا ارائه می دهند و در عین حال استحکام کششی را حفظ می کنند. طرح های تمام آلیاژ آلومینیوم برای محیط های خورنده ساحلی در دسترس هستند. انتخاب قطر سیم و مواد به طور مستقیم بر امتیاز جریان اتصال کوتاه OPGW (اغلب 10 تا 50 کیلو آمپر برای 0.5 ثانیه) و قطر کلی آن که از 9 میلی‌متر تا بیش از 20 میلی‌متر برای طراحی‌های با تعداد فیبر بالا متغیر است، تأثیر می‌گذارد.

پیکربندی فیبر نوری

در داخل لوله مرکزی، الیاف در بسته‌ها، روبان‌ها یا لوله‌های شل مجزا قرار گرفته‌اند. لوله با یک ژل مسدود کننده آب پر شده است تا از مهاجرت رطوبت جلوگیری شود. بسته به فاصله انتقال و نیازهای شبکه، انواع فیبر با ITU-T G.652 (تک حالت استاندارد)، G.655 (تغییر پراکندگی غیرصفر) یا G.657 (غیر حساس به خمش) مطابقت دارند. اکثر تاسیسات OPGW از فیبرهای تک حالته برای پوشش دهانه های تا 200 کیلومتر بدون بازسازی استفاده می کنند.

مشخصات کلیدی عملکرد

انتخاب OPGW مستلزم تطبیق پارامترهای الکتریکی و مکانیکی سیم زمین با طراحی خط انتقال است. جدول زیر محدوده های معمولی را که در محصولات تجاری OPGW مشاهده می شود، خلاصه می کند.

ظرفیت جریان اتصال کوتاه بسیار مهم است. OPGW باید حداکثر جریان خطای مورد انتظار را برای مدت زمان پاکسازی مشخص شده توسط ابزار (معمولاً 0.5 ثانیه) زنده بماند. فراتر از این رتبه می تواند باعث بازپخت رشته های آلومینیومی، تیره شدن الیاف یا شکست فاجعه بار شود. همیشه منحنی عملکرد اتصال کوتاه کابل را از گزارش‌های آزمایش نوع سازنده بررسی کنید.

OPGW در مقابل جایگزین ها: ADSS، OPPC، و سیم زمینی سنتی

در حالی که OPGW انتخاب غالب برای خطوط انتقال جدید است، مهندسان گاهی اوقات بسته به محدودیت های پروژه گزینه های جایگزین را در نظر می گیرند.

• کابل تمام دی الکتریک خود پشتیبانی (ADSS): ADSS که به جای قله سیم محافظ روی بدنه برج نصب شده است، از تداخل الکتریکی جلوگیری می کند و می تواند بدون قطعی به خطوط برق اضافه شود. با این حال، به هماهنگی کشش دقیق نیاز دارد و در برابر آسیب گلوله و ارتعاش بادی آسیب‌پذیرتر است. برای کاربردهای غیر زمینی سیم، یک کابل ADSS (کاملا دی الکتریک خود نگهدار). ممکن است مناسب باشد

تامین کنندگان کابل نوری غیر فلزی، کارخانه - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

جیانگ سو هاول تامین کننده و کارخانه کابل نوری غیرفلزی چین است، کابل نوری غیرفلزی عمده فروشی آنلاین، کابل نوری غیرفلزی توضیحات کابل: با کنترل طول اضافی

مشاهده محصول →

• هادی فاز نوری (OPPC): این کابل جایگزین هادی فاز می شود و هم جریان برق و هم داده را حمل می کند. این نیاز به اتصال و طراحی عایق خاصی دارد. کاوش کنید کابل هادی فاز نوری (OPPC). برای خطوطی که سیم زمین جداگانه در دسترس نیست.

رسانای فاز نوری تامین کنندگان کابل های OPPC، کارخانه - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

جیانگسو هاول چین تامین کننده و کارخانه کابل های فاز نوری OPPC، عمده فروشی کابل OPPC فاز نوری به صورت آنلاین، کابل OPPC هادی فاز نوری توضیحات:  The Stainless s

مشاهده محصول →

• سیم زمین سنتی با فیبر شلاق دار: تأسیسات قدیمی‌تر ممکن است یک کابل فیبر جداگانه را روی یک سیم زمین موجود مقاوم‌سازی کنند. این امر وزن، بار باد و پیچیدگی تعمیر و نگهداری را اضافه می کند - مزایایی که OPGW به طور کامل از آنها اجتناب می کند.

برای اکثر پروژه‌های انتقال گرین‌فیلد بالای 69 کیلو ولت، OPGW مطمئن‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه باقی می‌ماند زیرا دو عملکرد را در یک رشته ترکیب می‌کند و تمام الزامات مربوط به جریان خطا را برآورده می‌کند.

بهترین روش ها و ملاحظات نصب

نصب OPGW به تجهیزات رشته ای تخصصی و دست زدن به دقت برای محافظت از الیاف نیاز دارد. برخلاف سیم فولادی ساده، OPGW نباید در حین کشیدن پیچ خورده، له شود یا در معرض خمش بیش از حد قرار گیرد. دستورالعمل های حداقل شعاع خمشی (معمولاً 20× قطر کابل تحت کشش) باید به شدت رعایت شود.

مراحل اصلی نصب عبارتند از:

1. تست قبل از نصب: تضعیف، تداوم و ردپای OTDR روی قرقره را قبل از استقرار بررسی کنید.
2. رشته‌بندی: از دستگاه‌های محدودکننده تنش و ضد پیچش استفاده کنید. با یک خط پیام رسان مناسب بکشید. کشش کششی هرگز نباید از 20 تا 25 درصد RTS تجاوز کند.
3. افتادگی: جداول تنش تنش صحیح را بر اساس دهانه حاکم و دما اعمال کنید. کشش بیش از حد باعث آسیب رساندن به الیاف می شود. کم کشش منجر به تاختن و سایش بیش از حد می شود.
4. سخت افزار: برای جلوگیری از خرد شدن لوله فیبر، از گیره های تعلیق، بن بست ها و دمپرهای ارتعاشی که به طور خاص برای OPGW طراحی شده اند، استفاده کنید. گیره های زمین باید یک مسیر الکتریکی با مقاومت کم را بدون آسیب رساندن به هسته نوری ایجاد کنند.
5. اتصالات دهانه میانی: الیاف اتصال به همجوشی در داخل جعبه های بسته ضد آب و هوا که به برج متصل شده اند، لقی مناسب را برای انبساط حرارتی حفظ می کنند.

هرگز از دستگیره های استاندارد ACSR در OPGW استفاده نکنید. واحد نوری مدتها قبل از اینکه سخت افزار به حد مکانیکی خود برسد خرد می شود.

پس از نصب، آزمایش OTDR سرتاسر و اندازه‌گیری تلفات اتصال، انطباق با بودجه‌های کاهش طراحی را تأیید می‌کند. نصب صحیح OPGW می تواند عمر مفیدی بیش از 30 سال داشته باشد.

راهنمای انتخاب: تطبیق OPGW با خط هوایی شما

مهندسان معمولاً یک فرآیند چهار مرحله‌ای را برای انتخاب OPGW بهینه دنبال می‌کنند:

1. تعداد و نوع فیبر مورد نیاز را تعیین کنید (G.652D رایج ترین برای شبکه های ستون فقرات است).
2. حداکثر جریان اتصال کوتاه را محاسبه کنید (I _هفتم ) و زمان پاکسازی در نقطه نصب، سپس منحنی جریان اتصال کوتاه سازنده را درخواست کنید تا بررسی شود که سطح مقطع هادی OPGW مطابق با نیاز حرارتی است.
3. حداقل بار شکست را از کشش طراحی در بدترین شرایط بار (یخ، باد، تنش روزانه) بدست آورید. RTS OPGW باید از این مقدار با ضریب ایمنی معمولاً 2.5 تجاوز کند.
4. قطر بیرونی و وزن واحد را در مقابل طراحی برج و سخت افزار عایق/رشته موجود بررسی کنید. اگر خط دارای قله سیم زمین از قبل بنددار باشد، یک OPGW جایگزین مستقیم با ویژگی‌های کشش مشابه ترجیح داده می‌شود تا از بازشدن کل دهانه جلوگیری شود.

در سناریوهای مقاوم سازی، یک مشکل رایج انتخاب OPGW با وزن واحد بالاتر از سیم زمین اصلی است که باعث افتادگی بیش از حد و کاهش فاصله فاز به زمین می شود. بنابراین، بررسی دقیق خط و محاسبه تنش قبل از نهایی کردن مشخصات الزامی است.

استانداردها و انطباق

محصولات OPGW مطابق با استانداردهای شناخته شده بین المللی آزمایش و تولید می شوند. رایج ترین مواردی که به آنها اشاره می شود عبارتند از:

• IEC 60794-4 : کابل های فیبر نوری - قسمت 4: مشخصات مقطعی - کابل های نوری هوایی در امتداد خطوط برق (OPGW).
• IEEE Std 1138 : استاندارد IEEE برای آزمایش و عملکرد سیم زمین نوری (OPGW) برای استفاده در خطوط برق شهری.
• ITU-T G.652 / G.655 : ویژگی های فیبر نوری و کابل تک حالته.

آزمایش‌های نوع شامل عملکرد کششی، ارتعاش بادی، تاختن، خزش، چرخه دما، نفوذ آب و مقاومت قوس صاعقه است. همیشه هنگام تهیه منبع OPGW برای یک پروژه جدید، گواهینامه های آزمایش نوع کامل را درخواست کنید.

تعمیر و نگهداری و قابلیت اطمینان طولانی مدت

هنگامی که OPGW در سرویس قرار گرفت، به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارد. غلاف فلزی و ژل مسدودکننده آب، محافظت ذاتی در برابر رطوبت را فراهم می‌کنند و مسیر فیبر کاملاً غیرفعال هیچ الکترونیک فعالی برای خرابی ندارد. معمولاً بازرسی سالانه گیره های تعلیق، لرزشگیرها و اتصالات زمین کافی است.

پس از برخورد رعد و برق، OPGW ممکن است حفره یا ذوب رشته محلی را نشان دهد. یک ردیابی OTDR پس از رویداد می تواند هرگونه افزایش در تضعیف ناشی از تیره شدن فیبر را نشان دهد. اگر تضعیف فیبر از حاشیه طراحی فراتر رود، جایگزینی دهانه آسیب‌دیده ضروری است - فرآیندی ساده زیرا سخت‌افزار استاندارد شده است. بازرسی های هوایی معمول با استفاده از پهپادهای مجهز به دوربین های حرارتی به شناسایی نقاط داغی که نشان دهنده خراب شدن اتصالات الکتریکی هستند کمک می کند.

بزرگترین تهدید برای طول عمر OPGW خوردگی یا پیری نیست، بلکه نصب اولیه ضعیف است، به خصوص شلی ناکافی در اتصالات یا سخت افزار نامناسب که هسته نوری را خرد می کند. هنگامی که از این مشکلات اجتناب شود، OPGW یک ستون فقرات ارتباطی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری برای طول عمر خط انتقال ارائه می کند.

خط پایین در سیم زمین نوری

OPGW دیگر یک محصول خاص نیست. این گزینه پیش‌فرض برای ترکیب ارتباطات فیبر با سرعت بالا با حفاظت از سیم بالای زمین قوی است. طراحی دو کاره آن بارگیری برج را کاهش می دهد، کابل های مجزا را حذف می کند و در برابر سخت ترین تنش های الکتریکی و محیطی مقاومت می کند. برای مهندسان تاسیسات، کلید تطبیق خواص مکانیکی و الکتریکی با شرایط خط خاص - جریان خطا، طول دهانه و تعداد فیبر - و پیروی از پروتکل‌های نصب است که یکپارچگی نوری را از قرقره تا محفظه اتصال حفظ می‌کند.

زمانی که ضرب‌الاجل‌ها محدود است و قابلیت اطمینان غیرقابل مذاکره است، انتخاب یک کابل OPGW اثبات‌شده با پشتوانه اسناد کامل تست نوع و تجربه میدانی، هم شبکه و هم داده‌ها را در جریان نگه می‌دارد.