ADSS vs. OPGW: Sammenligning af to store fiberoptiske løsninger til overheadnetværk

Overhead fiberoptiske netværk er afhængige af kabler, der kan modstå ekstremt vejr, høje mekaniske belastninger og de elektromagnetiske udfordringer i kraftledningsmiljøer. To kabeltyper er dukket op som de dominerende løsninger: ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) kabel og OPGW (Optical Ground Wire) . Mens begge leverer højhastigheds fiberoptisk kommunikation langs overliggende strømkorridorer, er de konstrueret til fundamentalt forskellige forhold og projekttyper. Det er vigtigt at forstå deres forskelle, før du forpligter dig til en af ​​løsningene.

Hvad er ADSS- og OPGW-kabler?

Alt dielektrisk selvbærende (ADSS) kabel er et fuldt ikke-metallisk fiberoptisk kabel designet til at blive spændt mellem forsyningsstænger eller transmissionstårne uden yderligere messenger-ledning eller støttestruktur. Fraværet af metal i dens konstruktion gør den immun over for elektrisk interferens, og derfor kan den sikkert installeres i umiddelbar nærhed af strømførende strømledere.

Optisk jordledning (OPGW) er et hybridkabel, der udfører to funktioner samtidigt: det fungerer som den overliggende jord-/skærmledning på en højspændingstransmissionslinje, mens den rummer optiske fibre til datakommunikation. Den erstatter fysisk den traditionelle statiske ledning i toppen af ​​transmissionstårne, og integrerer jordforbindelse og fiberoptisk transmission i et enkelt kabel.

Begge kabeltyper gør brug af eksisterende kraftledningsinfrastruktur, hvilket eliminerer behovet for at bygge dedikerede kommunikationstårne ​​og reducerer byggeomkostningerne betydeligt sammenlignet med traditionelle antenneinstallationer. På trods af denne fælles fordel adskiller deres interne strukturer, installationskrav og optimale anvendelsestilfælde sig betydeligt.

Strukturelle forskelle: Hvordan de er bygget

Den interne arkitektur af ADSS og OPGW afspejler deres meget forskellige designfilosofier.

ADSS-kabel er bygget op omkring et centralt styrkeelement - typisk en glasfiberstang - omgivet af snoede løse bufferrør, der hver indeholder flere optiske fibre indlejret i gel. Aramidgarn (såsom Kevlar) omslutter kernen som det primære belastningsbærende element, hvilket giver den trækstyrke, der kræves til lange luftspænd. En ydre HDPE eller AT (anti-tracking) jakke fuldender strukturen. Der er intet metal nogen steder i kablet. ADSS-design kommer i to hovedkonfigurationer: centralt rør (velegnet til kortere spændvidder op til ca. 500 m) og lagstrenget (foretrukket til længere spændvidder op til 1.500 m eller mere).

OPGW-kablet integrerer derimod metal og fiber i et koncentrisk arrangement. De optiske fibre er anbragt i et eller flere rør af rustfrit stål eller aluminium placeret ved eller nær kablets centrum. Omgivende lag består af aluminium-beklædt stål (ACS) eller aluminiumslegeringstråde, der giver både den mekaniske styrke til at håndtere lange transmissionslinjespænd og den elektriske ledningsevne, der er nødvendig for at føre fejlstrømme sikkert til jorden. Et præcist konstrueret tværsnit balancerer kablets elektriske ydeevne, mekaniske egenskaber og termiske stabilitet under fejlforhold.

Elektrisk ydeevne og sikkerhed

Elektrisk adfærd er en af de mest kritiske differentiatorer mellem de to kabeltyper.

Fordi ADSS ikke indeholder nogen ledende komponenter, bærer det intet elektrisk potentiale og udgør ingen stødrisiko for vedligeholdelsespersonalet. Det er fuldstændig upåvirket af elektromagnetiske felter genereret af nærliggende strømledere. Men i miljøer med meget høj spænding (typisk over 110 kV) kan inducerede elektriske felter med tiden forårsage overfladesporing på den ydre kappe. Kabler installeret i sådanne miljøer kræver en specielt formuleret AT (anti-tracking) kappe at modstå denne nedbrydning.

OPGW, som er et metallisk kabel, skal være korrekt forbundet og jordet ved hvert tårn. Den giver direkte lynbeskyttelse ved at opfange nedslag og føre den resulterende fejlstrøm sikkert til jord, hvilket afskærmer faselederne nedenfor. Denne jordingsfunktion er grunden til, at OPGW er installeret helt i toppen af ​​transmissionstårne. Dens metalliske struktur betyder, at den altid skal være afbrudt og jordet, før noget vedligeholdelsesarbejde kan påbegyndes, hvilket gør installation af strømførende ledninger umulig uden specialudstyr og -procedurer.

Installationsmetoder og betingelser

Betingelserne, hvorunder hvert kabel kan installeres, repræsenterer en af de mest praktisk talte forskelle for projektplanlæggere.

ADSS-kabel er fastgjort til siden af ​​eksisterende transmissionstårne ​​eller distributionsstænger ved hjælp af dedikeret hardware såsom ophængsklemmer og spændingsklemmer. Fordi det ikke bærer nogen elektrisk energi, kan det installeres på en strømførende linje uden strømafbrydelse —en stor fordel for forsyningsselskaber, der ikke har råd til nedetid. Installationspersonale snor det mellem stænger ligesom ethvert selvbærende messenger-kabel. Dens lette vægt reducerer den strukturelle belastning, der pålægges tårne, hvilket er en vigtig overvejelse, når man tilføjer kabler til aldrende infrastruktur.

OPGW installation er mere kompleks. Da den erstatter den eksisterende overjordiske ledning, skal den gamle jordledning fjernes, efterhånden som den nye OPGW trækkes ind - en operation, der kræver, at transmissionsledningen skal afbrydes og jordes eller udføres ved hjælp af specialiserede live-line teknikker. Dette gør OPGW til det naturlige valg for ny transmissionsledningskonstruktion , hvor der ikke er nogen eksisterende jordledning til stede, og der ikke er behov for afbrydelse. Eftermontering af en eksisterende strømforsyningslinje med OPGW er logistisk udfordrende og betydeligt dyrere.

Typiske applikationer

Hver kabeltype er tilpasset et særskilt sæt af projektscenarier og industrier.

ADSS-kabel er bredt udbredt af telekommunikationsoperatører, strømforsyningsselskaber og private netværksoperatører på tværs af en bred vifte af miljøer. Almindelige applikationer omfatter:

• Fordelingsledninger ved spændinger fra 10 kV til 110 kV
• Udrulning af bredbånds- og FTTx-netværk
• Jernbane- og transportkorridorkommunikation
• Enterprise og campus udendørs plante-rygrad
• CATV og CCTV netværksinfrastruktur
• Langdistanceforbindelse til landdistrikter, hvor nyt tårnbyggeri er upraktisk

OPGW bruges overvejende af elselskaber på højspændings- og ekstrahøjspændingstransmissionssystemer. Dens applikationer omfatter:

• Nye 110 kV, 220 kV, 500 kV og ultrahøjspændings transmissionsledningsprojekter
• SCADA systemkommunikation og beskyttelsesrelæ på elnet
• Smart grid overvågning og kontrol applikationer
• Udskiftning af aldrende jordledninger på eksisterende højspændingsledninger under planlagte udfald
• Utility-to-utility private kommunikations-backbone-netværk

Omkostnings- og vedligeholdelsesovervejelser

Omkostningssammenligninger mellem ADSS og OPGW skal tage højde for både forhåndsinvesteringer og langsigtede operationelle faktorer.

ADSS-kabel har generelt en lavere oprindelige materialeomkostninger end OPGW. Dens helt dielektriske konstruktion bruger ingen ædelmetaller, og installationen kræver ikke strømafbrydelser, hvilket reducerer projektrelaterede omkostninger markant. Vedligeholdelse er relativt ligetil - visuel inspektion og hardwarekontrol kan typisk udføres uden at afbryde strømmen.

OPGW indebærer højere forudgående omkostninger på grund af kompleksiteten af ​​dens hybride metallisk-optiske struktur og behovet for at fjerne og udskifte eksisterende jordledning under installationen. Men for nye transmissionslinjeprojekter leverer OPGW overbevisende værdi, fordi et enkelt kabel samtidigt opfylder den obligatoriske jordingsfunktion og kommunikationsfunktionen, og erstatter to separate systemer. I løbet af et højspændingstransmissionsprojekts levetid kan denne dobbeltformålseffektivitet opveje den højere initialinvestering.

Vedligeholdelse af OPGW kræver større omhu. Ethvert reparationsarbejde på kablet kræver jordforbindelsesprotokoller, og fibersplejsning i marken skal tage højde for kablets metalliske komponenter. Splejsningslukninger og hardware skal være klassificeret til transmissionstårnets elektriske miljø.

Sådan vælger du mellem ADSS og OPGW

Det rigtige valg afhænger primært af tre faktorer: spændingsniveauet på ledningen, om projektet er nybyggeri eller ombygning, og om kablet skal have en jordingsfunktion. Tabellen nedenfor opsummerer de vigtigste beslutningspunkter.

Som en generel regel: vælge OPGW, når du bygger ny højspændingstransmissionsinfrastruktur hvor der alligevel kræves en jordledning, og dual-purpose kabel vil levere den bedste samlede værdi. Vælg ADSS, når du opgraderer eller tilføjer kommunikationskapacitet til en eksisterende strømførende linje , især ved distributionsspændinger, hvor et strømafbrydelse er upraktisk, og der ikke ønskes strukturelle ændringer af tårnene.

For projekter, der spænder over begge scenarier – såsom et forsyningsselskab, der udvider sin fiberrygrad på tværs af blandet ny og ældre infrastruktur – er en kombinationstilgang, der anvender OPGW på nye højspændingssegmenter og ADSS på eksisterende distributionssektioner, en veletableret praksis. For at udforske specifikke produktkonfigurationer for begge kabeltyper, besøg vores OPGW produktside eller kontakt vores ingeniørteam for en projektspecifik anbefaling.