Glasvezelcommunicatie gebruikt lichtgolven als dragers en optische vezels als transmissiemedia om signalen van de ene plaats naar de andere te sturen.. Het gebruik van optische kabels met glasvezel in hoogspanningslijnen, van 35kV bovengrondse lijnen tot hoogspanningslijnen, is een belangrijke richting in de ontwikkeling van gespecialiseerde optische stroomkabels. Met de uitbreiding van communicatienetwerken voor elektrische systemen, Het gebruik van OPGW-glasvezelkabels in elektriciteitstransmissielijnen is gebruikelijk geworden.
Inhoudsopgave
- Wat is OPGW optische kabel?
- Ontwerp van OPGW-communicatielijnen
- Bliksembeveiliging voor OPGW-kabels
- Mechanica van OPGW optische vezels
- Trillingspreventiemaatregelen voor OPGW-kabels
- Lay-out van OPGW-bovenleidingskabels
- OPGW-installatietips
- Conclusie
Wat is OPGW optische kabel?
OPGW-glasvezel is een nieuwe generatie aardkabelstructuur die samengestelde optische vezels combineert met hoogspanningstransmissiekabels.. Het heeft de dubbele functie van een conventionele aarddraad en een communicatiekabel.
De OPGW is een opkomend informatietransmissiekanaal dat de afgelopen jaren een snelle ontwikkeling heeft doorgemaakt.. Het wordt gekenmerkt door zijn communicatieve vaardigheden, interferentie weerstand, veiligheid en betrouwbaarheid, en neemt geen ruimte in beslag in de lijngang. Ook, vakkundig combineert glasvezel communicatiekabels met hoogspanningstransmissiekabels in één enkele structuur. De uitstekende mechanische en geleidbaarheidseigenschappen voldoen niet alleen aan de bliksembeveiligingseisen van een conventionele aardkabel, maar ook, vanwege de uitstekende geleidbaarheid en afschermende werking, verminderen de elektromagnetische risico's voor nabijgelegen elektriciteitsleidingen aanzienlijk.
Structuur van OPGW
De OPGW-kabel is geclassificeerd op basis van de componenten en structuur van OPGW-kabels., als volgt:
- Afhankelijk van het materiaal van de beschermbuis van glasvezeleenheden, OPGW is verdeeld in OPGW met roestvrijstalen buis en OPGW met aluminium buis.
- Afhankelijk van de positie van de glasvezelunits in de OPGW-structuur, het is verdeeld in Middenbuisstructuur OPGW en geïnterlinieerde laagstructuur OPGW.
- Voor OPGW met roestvrijstalen buis, Het wordt geclassificeerd in OPGW vanuit een enkele glasvezeleenheid, OPGW van twee glasvezeleenheden en OPGW van meerdere glasvezeleenheden volgens het aantal glasvezeleenheden.
- Volgens het materiaal van de in elkaar grijpende lagen en de lijnen van in elkaar grijpende lagen, OPGW-structuur is verdeeld in volledige aluminiumstructuur met staal (alle in elkaar grijpende lagen zijn van aluminium met staal) en gemengde structuur (In elkaar grijpende laaglijnen omvatten aluminium met staal en gelegeerd aluminium).
OPGW-normen
De huidige normen voor optische OPGW-vezels in bovengrondse lijnen omvatten::
IEEE 1138-2009: Composiet glasvezelkabelconstructiestandaard voor bovengrondse elektriciteitsleidingen.
IEC 60794-4-2003: Deel 4-1 de IEC 60794: Gecombineerde specificaties voor glasvezelkabels voor elektrische transmissielijnen.
GB/T 7424.4-2003: Deel 4 van GB/T 7424: Specificaties voor optische kabels met samengestelde optische vezels voor bovengrondse lijnen.
DL/T 832-2016: Optische kabel met composietvezeloptiek.
JB/T 8999-2014: Optische kabel met composietvezeloptiek.
Ontwerp van OPGW-communicatielijnen
Zoals gewoonlijk, OPGW-kabelmodellen worden voorgesteld door elektrische professionals die gespecialiseerd zijn in transmissielijnen. Op het gebied van lijncommunicatiebescherming, Het gebruik van aardkabels met een grotere doorsnede en lagere weerstand wordt voorgesteld om het kortsluitstroomdissipatievermogen van de aardkabel te verbeteren., waardoor wordt voorkomen dat de OPGW wordt beschadigd door kortsluitstromen. Wanneer een kortsluiting naar aarde in een fase van de lijn, de aardedraad moet bestand zijn tegen een aanzienlijke kortsluitstroom, waardoor de temperatuur in de kabel stijgt. Om een aanzienlijke afname van de mechanische weerstand van de aarddraad te voorkomen, de temperatuurstijging mag de toegestane waarden niet overschrijden.
De toegestane temperatuur voor de thermische stabiliteitscontrole van aardkabels is vastgesteld op 200°C voor aluminium geslagen kabels met stalen kern en gelegeerde stalen geslagen kabels met stalen kern., 300°C voor met staal beklede aluminium geslagen kabels, 400°C voor gegalvaniseerde staalkabels en, gebruikelijk, 200°C voor OPGW-antennekabels. Wanneer er kortsluiting optreedt in de buurt van een terminaltoren, de kortsluitstroom die door de aarddraad vloeit is maximaal.
Gebaseerd op ontwerpervaring, De kortsluitstroom die door de aarddraad van de toegangstoren naar de grond vloeit, vertegenwoordigt gewoonlijk ongeveer 15-20%, terwijl de kortsluitstroom die door de aarddraad vloeit meestal is 80-85%. Bij conservatieve berekeningen, Er kan van worden uitgegaan dat de 90%-95% van de kortsluitstroom vloeit door de aardedraad voor berekening.
Bliksembeveiliging voor OPGW-kabels
De schade veroorzaakt door bliksem aan optische vezels van OPGW is vergelijkbaar met de schade die wordt veroorzaakt bovengrondse geleiders. Voornamelijk, manifesteren zich als smeltpunten of fusiebreuken in de buitenste lagen van kabels na een blikseminslag. Momenteel, De meeste gevallen van OPGW-kabelbreuk komen voor in de buitenste lagen van aluminiumlegeringen, in mindere mate, in met aluminium beklede staalkabels als gevolg van blikseminslag. De verschijnselen van breuk van OPGW-kabels als gevolg van blikseminslag kunnen in twee categorieën worden ingedeeld.:
(1) Directe versmelting van kabels tijdens een elektrisch boogproces bij hoge temperaturen, resulterend in een kogelvormige breuk in de kabel.
(2) Na elektrische boog bij hoge temperatuur, de kabels zijn in gesmolten toestand, waardoor de mechanische eigenschappen aanzienlijk afnemen, en onregelmatig breken onder invloed van externe krachten.
Ter verbetering van de bliksembestendigheid van OPGW-kabels, De volgende maatregelen kunnen worden genomen:
Installatie van OPGW glasvezelkabels
Bij het selecteren van de route van de hoogspanningstransmissielijnen:, omliggende bergachtige gebieden met frequente elektrische activiteit moeten worden vermeden, gebieden met uitgesproken hellingsveranderingen, gebieden met onderliggende metaalhoudende minerale afzettingen en gebieden in de buurt van vijvers. Dit verkleint de kans op blikseminslagen op transmissielijnen..
Verminder de aardweerstand van hoogspanningszendmasten om de bliksemweerstand van transmissielijnen te vergroten. In een bereik van 1-2 km van de ingangs- en uitgangsstations van de transmissielijnen, De aardweerstand van de torens mag niet groter zijn dan 10Ω, terwijl het in andere delen van de lijn niet groter mag zijn dan 30Ω. Deze primaire benadering streeft ernaar de kortsluitstroom die door de OPGW-kabel gaat te verminderen., en in sommige gevallen, De grondaansluiting van de eerste toren is verbonden met het grondnetwerk van het onderstation.
OPGW-productselectie
Gebruik aardedraden met hoge geleidbaarheid die passen bij OPGW-kabels of vergroot de doorsnede van aarddraden om de dissipatiecoëfficiënt van aarddraden met hoge geleidbaarheid te verbeteren en de bliksemstroom die door OPGW-kabels gaat te verminderen..
In overeenstemming met de coördinatievereisten van aarddraden met hoge weerstand met een waarde van S≥0,012L+1 en de belastingsomstandigheden van torens, kies zoveel mogelijk OPGW-kabels met een grote doorsnede en een meerlaagse structuur, het vermijden van OPGW-kabels met een enkele laagstructuur.
Ontwerp van OPGW-kabels
Ontwerp een luchtspleet tussen de buitenste en binnenste strengen van OPGW-kabels om een snelle verspreiding van de door blikseminslagen gegenereerde warmte mogelijk te maken, het vertragen van de verspreiding van warmte naar interne draden en optische vezels, het vermijden van oververhitting en breuk van de centrale vezel.
De buitenste laag van OPGW-kabels bestaat voornamelijk uit draden van aluminiumlegeringen (AA) en met aluminium beklede staalkabels (ALS). Los met aluminium beklede staalkabels Ze hebben goede geleidbaarheidseigenschappen, met smeltpunten en mechanische weerstand hoger dan die van draden van aluminiumlegeringen. Daarom, Het gebruik van met aluminium beklede staalkabels in de buitenlaag van OPGW-kabels draagt doorgaans bij aan het verbeteren van de bliksemweerstand van OPGW en vermindert de kans op breuk als gevolg van blikseminslag..
Voor OPGW composiet aardkabels van hoogspanningsleidingen 110 kV of lager, Met aluminium beklede staaldraden met een enkele diameter van 2.8 mm of meer. Voor lijnen van 220 kV of hoger, Met aluminium beklede staaldraden met een enkele diameter van 3.0 mm of meer. En er moet strikte regulering van het bouwproces worden gevolgd.
Mechanica van OPGW optische vezels
Berekeningen van mechanische eigenschappen van composietgrondkabels met optische vezels (OPGW) zijn vergelijkbaar met berekeningen voor bovengrondse en grondkabels. De boogafbuigingskarakteristieken van de aarddraden en OPGW moeten overeenkomen met de ontwerpkenmerken van de OPGW. Hoewel er geen arbeidsvoorwaarde is gespecificeerd, Over het algemeen wordt rekening gehouden met een jaarlijks gemiddeld exploitatiescenario (a +15°C, geen wind) tijdens het ontwerp.
De ontwerpveiligheidsfactor van OPGW-kabel glasvezel voor luchtleg moet groter zijn dan 2.5 en mag niet minder zijn dan de ontwerpveiligheidsfactor van de geleider. De veiligheidsfactor op de ophangpunten moet groter zijn dan 2.25. In zeldzame winderige of ijzige weersomstandigheden, De maximale spanning op de OPGW-ophangpunten mag niet hoger zijn dan de 66% nominale breeksterkte.
Trillingspreventiemaatregelen voor OPGW-kabels
De gemiddelde bedrijfsspanning van de OPGW mag niet hoger zijn dan de 20% nominale breeksterkte, en er moeten passende maatregelen ter voorkoming van trillingen worden genomen in overeenstemming met de bovengrens van de jaargemiddelde bedrijfsspanning. In lijnen met een diameter van 20 mm of meer, evenals op lijnen met grote overspanningen, Er moeten trillingspreventiemaatregelen worden genomen, zoals het gebruik van schokdempers, gebaseerd op operationele ervaring.
Lay-out van OPGW-bovenleidingskabels
Bij de lengte van de OPGW-kabelindeling moet rekening worden gehouden met constructiefactoren, bediening en onderhoud. Bij de berekening van de lay-outlengte moet rekening worden gehouden met de werkelijke lengte van de OPGW, de lengte van de kabel die in de bouw wordt gebruikt, de lengte van de stroomafwaartse kabel aan beide zijden en de smeltlengte van de glasvezelkabel. Zoals gewoonlijk, een arrangementlengte van 3 a 4 km. Bij het berekenen van de lay-outlengte, De lengte van de aflopende kabel aan beide zijden wordt bepaald aan de hand van de hoogte van de toren op het verbindingspunt van de glasvezelkabel. En de fusielengte van glasvezelkabel is meestal 10 m.
OPGW-installatietips
De plaatsing van OPGW-kabels moet recht en esthetisch aantrekkelijk zijn, met elk een vaste steun 1.5 m een 2 m om te voorkomen dat de kabel in contact komt met de torens en wrijving veroorzaakt. De neerwaartse kabel tussen de structuren in het station moet worden bevestigd met geschikte klemmen en rubberen isolatoren, het bewaren van een afstand van minimaal 20 mm tussen downkabel en structurele componenten.
Las OPGW kabelaansluitdozen Glasvezelkabels moeten worden geïnstalleerd op een minimale hoogte van 5 meter boven de grond. Voor speciale glasvezelkabels, Het wordt aanbevolen om elke keer een klem te installeren 2 m om de aflopende kabel vast te zetten, en de minimaal toegestane buigradius van de valkabel moet voldoen aan de productvereisten.
Het gebruik van puntaarding of een compleet isolatiesysteem voor de OPGW kan het energieverlies aanzienlijk verminderen.. Hoewel het gebruik van volledig of segmentaal geïsoleerde aardleidingen of OPGW in combinatie met aardleidingen met hoge geleidbaarheid de geïnduceerde stroom in de aardleidingen of OPGW vermindert, kan de in de lijnen geïnduceerde spanning aanzienlijk verhogen, hetgeen risico's met zich meebrengt bij de exploitatie en het onderhoud van de lijn.
Conclusie
OPGW optische kabel is een indrukwekkend voorbeeld van de convergentie van technologieën om te voldoen aan de groeiende eisen op het gebied van communicatie en stroomtransmissie. Het geavanceerde ontwerp en de functies maken hem zeer efficiënt en betrouwbaar. Maatregelen voor bliksembeveiliging en trillingspreventie zorgen voor optimale prestaties, en de zorgvuldige installatie ervan op hoogspanningslijnen is essentieel. OPGW is een essentieel onderdeel geworden van de elektriciteits- en datatransmissie-infrastructuur, speelt een sleutelrol bij de modernisering van energie- en communicatienetwerken.