سیم زمین نوری (OPGW) چیست؟ - راهنمای کامل

سیم نوری (OPGW) یک مؤلفه مهم در سیستم های انتقال قدرت مدرن است که عملکردهای زمینی و ارتباطات را با هم ترکیب می کند. این راهنمای جامع همه چیزهایی را که باید در مورد فناوری OPGW ، برنامه های کاربردی آن و مزایای استفاده از برق و شبکه های ارتباطات از راه دور بدانید ، توضیح می دهد.

درک سیم زمین نوری

OPGW یک کابل دو منظوره است که هم به عنوان یک سیم زمینی برای خطوط انتقال برق الکتریکی و یک محیط ارتباطی از طریق الیاف نوری تعبیه شده عمل می کند. این سیم جایگزین سیم های سنتی استاتیک/سپر در خطوط انتقال سربار ضمن افزودن قابلیت های ارتباطی فیبر نوری است.

کابل معمولی OPGW شامل موارد زیر است:

• لایه های آلیاژ آلومینیوم یا آلومینیوم بیرونی برای هدایت الکتریکی
• فولاد ضد زنگ یا لوله های آلومینیومی حاوی الیاف نوری
• سیم های فولادی با استحکام بالا برای پشتیبانی مکانیکی
• چندین الیاف نوری (به طور معمول 12-144) برای انتقال داده

چگونه OPGW در سیستم های برق کار می کند

OPGW دو عملکرد اصلی را در شبکه های انتقال نیرو انجام می دهد:

1. محافظت از رعد و برق: OPGW که در بالای برج های انتقال نصب شده است ، سپر را در برابر حملات صاعقه فراهم می کند و از هادی های فاز از بازدیدهای مستقیم محافظت می کند.
2. حامل جریان گسل: در طول گسل های سیستم ، OPGW با خیال راحت جریان های گسل را به زمین می رساند.
3. ارتباط داده ها: الیاف نوری تعبیه شده انتقال داده های پر سرعت را برای سیستم های SCADA ، رله حفاظت و خدمات مخابراتی امکان پذیر می کند.

انواع ساخت و ساز OPGW

چندین تنظیم طراحی OPGW در دسترس است:

مزایای اصلی OPGW

OPGW مزایای بی شماری را برای خدمات برق و ارائه دهندگان ارتباطات ارائه می دهد:

محافظت از سیستم پیشرفته

ساخت و ساز قوی OPGW در مقایسه با سیمهای زمینی معمولی ، از رعد و برق برتر استفاده می کند. اجزای فلزی در ضمن محافظت از هادی های فاز از اعتصابات مستقیم ، هدایت جریان گسل قابل اعتماد را تضمین می کنند.

زیرساخت های ارتباطی قابل اعتماد

OPGW یک کانال ارتباطی ایمن در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد می کند ، که برای:

• سیگنالینگ رله محافظت
• ارتباطات سیستم SCADA
• اتوماسیون پستی
• طرح های محافظت از راه دور

راه حل مقرون به صرفه

OPGW با ترکیب عملکردهای زمینی و ارتباطی در یک کابل واحد ، نیاز به زیرساخت های ارتباطی جداگانه را از بین می برد. این منجر به صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در:

• هزینه های نصب
• دستیابی به سمت راست
• عملیات نگهداری

مشخصات فنی OPGW

هنگام انتخاب OPGW برای یک پروژه ، مهندسان باید چندین پارامتر فنی را در نظر بگیرند:

خصوصیات الکتریکی

• مقاومت DC: به طور معمول بسته به محتوای آلومینیوم 0.05-0.5 اهم در کیلومتر
• ظرفیت مدار کوتاه: محاسبه شده بر اساس بزرگی جریان گسل و مدت زمان
• اتصال القایی: بر عملکرد ارتباطات در مدارهای موازی تأثیر می گذارد

خصوصیات مکانیکی

• بار شکستن: بر اساس طراحی از 30 kn تا 200 kn محدود می شود
• وزن: به طور معمول بسته به اندازه و مواد 200-1000 کیلوگرم در کیلومتر
• قطر: معمولاً 8-20 میلی متر
• حداکثر تنش: طراحی شده برای مطابقت با نیازهای بارگذاری برج

پارامترهای فیبر نوری

• تعداد فیبر: معمولاً 12-144 الیاف
• نوع فیبر: به طور معمول الیاف تک حالت G.652.D
• میرایی: ≤ 0.22 دسی بل در کیلومتر در 1310 نانومتر ، 0.36 dB/km در 1550 نانومتر
• دامنه دما: -40 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد عملیاتی

ملاحظات نصب OPGW

نصب مناسب برای عملکرد OPGW و ماندگاری بسیار مهم است. عوامل اصلی شامل موارد زیر است:

فرآیند رشته

نصب OPGW از روشهای مشابه به عنوان سیمهای زمینی معمولی پیروی می کند اما با احتیاط های اضافی:

• برای جلوگیری از بیش از حداکثر بار کششی از تجهیزات تنش مناسب استفاده کنید
• حداقل شعاع خمش را حفظ کنید (به طور معمول قطر کابل 30 ×)
• از بلوک های رشته ای مناسب با برش های غیر فلزی استفاده کنید
• یکپارچگی فیبر را در حین نصب با آزمایش OTDR کنترل کنید

محاسبات SAG و تنش

محاسبات دقیق تنش برای:

• اطمینان از ترخیص مناسب برای هادی های فاز
• جلوگیری از بارگیری بیش از حد برج
• حفظ عملکرد فیبر بیش از تغییرات دما

اتصال و خاتمه

باید به اتصالات OPGW توجه ویژه ای شود:

• از اتصالات مناسب بن بست که مطابق با طرح OPGW است استفاده کنید
• Dampers Vibration را در مناطقی که مستعد ارتعاش ائولی هستند نصب کنید
• OPGW را به درستی در هر برج قرار دهید
• بسته شدن شکاف فیبر برای جلوگیری از ورود رطوبت

نگهداری و آزمایش OPGW

تعمیر و نگهداری منظم عملکرد طولانی مدت OPGW را تضمین می کند:

بازرسی های بصری

بررسی های بصری دوره ای باید بررسی شود:

• شرایط سخت افزاری (گیره ها ، میراگرها ، فاصله ها)
• علائم خوردگی بر روی اجزای فلزی
• آسیب از عوامل خارجی (پرندگان ، در حال سقوط اشیاء)
• تغییرات SAG که ممکن است نشانگر مشکلات تنش باشد

آزمایش فیبر نوری

آزمایش فیبر منظم شامل موارد زیر است:

• آزمایش OTDR: ضعف فیبر را اندازه گیری کرده و گسل ها را پیدا می کند
• آزمایش از دست دادن درج: از دست دادن پیوند پایان به انتها تأیید می کند
• پراکندگی کروماتیک: برای سیستم های پر سرعت مهم است

تست الکتریکی

• آزمایش تداوم مسیر الکتریکی
• اندازه گیری مقاومت زمین
• ارزیابی های بالقوه خوردگی

OPGW در مقابل راه حل های جایگزین

درک چگونگی مقایسه OPGW با سایر راه حل های ارتباطی در تصمیم گیری های آگاهانه کمک می کند:

OPGW در مقابل ADSS (پشتیبانی از همه دی الکتریک)

• ADSS عملکرد زمینی را ارائه نمی دهد
• تبلیغات به نقاط ضمیمه جداگانه بر روی برجها نیاز دارد
• OPGW محافظت بهتر از رعد و برق را ارائه می دهد
• تبلیغات ممکن است در سیستم های توزیع ولتاژ پایین تر ارجح باشد

OPGW در مقابل فیبر زیرزمینی

• OPGW از زیرساخت های انتقال موجود استفاده می کند
• فیبر زیرزمینی هزینه های نصب بالاتری دارد
• OPGW در برابر وقایع آب و هوایی آسیب پذیرتر است
• زیرزمینی انعطاف پذیری مسیریابی بیشتری را ارائه می دهد

OPGW در مقابل ارتباطات بی سیم

• OPGW ظرفیت پهنای باند بالاتری را فراهم می کند
• بی سیم بیشتر مستعد تداخل است
• OPGW تأخیر کمتری دارد
• استقرار بی سیم در مناطق دور افتاده آسانتر است

روندهای آینده در فناوری OPGW

بازار OPGW با چندین روند نوظهور در حال تکامل است:

طرح های بیشتر فیبر

افزایش تقاضا برای پهنای باند درایو توسعه OPGW با:

• پیکربندی های 288 فیبر و بالاتر
• بسته بندی فیبر با فضا
• فناوری فیبر چند هسته ای

مواد بهبود یافته

• آلیاژهای آلومینیومی با استحکام بالا و سبک وزن
• پوشش های مقاوم در برابر خوردگی
• مواد کامپوزیت برای کاهش وزن

ادغام شبکه هوشمند

OPGW با فعال کردن نقش مهمی در اجرای شبکه هوشمند بازی می کند:

• ارتباط واحد اندازه گیری فازور (PMU)
• اتوماسیون توزیع شده
• زیرساخت اندازه گیری پیشرفته

پایان

سیم زمین نوری (OPGW) یک راه حل بهینه برای برنامه های کاربردی که به دنبال ترکیب محافظت از خط سربار قابل اعتماد با قابلیت های ارتباطی قوی است ، نشان می دهد. عملکرد دوگانه آن هنگام برآورده کردن تقاضای فزاینده برای انتقال داده های پر سرعت در شبکه های برق ، پس انداز هزینه را فراهم می کند. از آنجا که سیستم های انتقال به سمت شبکه های باهوش تر و الزامات قابلیت اطمینان بالاتر تکامل می یابند ، OPGW همچنان نقش مهمی در زیرساخت های برق در سراسر جهان دارد.

هنگام برنامه ریزی استقرار OPGW ، توجه دقیق به مشخصات فنی ، شیوه های نصب و الزامات نگهداری ، عملکرد بهینه را در طول عمر خدمات کابل تضمین می کند. با طراحی و اجرای مناسب ، سیستم های OPGW می توانند ده ها سال خدمات قابل اعتماد را هم برای محافظت از برق و هم برای نیازهای ارتباطی ارائه دهند. $ $