ADSS مقابل OPGW: مقارنة اثنين من حلول الألياف الضوئية الرئيسية للشبكات العامة

تعتمد شبكات الألياف الضوئية العلوية على الكابلات التي يمكنها تحمل الظروف الجوية القاسية والأحمال الميكانيكية العالية والتحديات الكهرومغناطيسية لبيئات خطوط الكهرباء. ظهر نوعان من الكابلات كحلول سائدة: كابل إي دي إس إس (الدعم الذاتي للعازل الكهربائي بالكامل). و OPGW (السلك الأرضي البصري) . في حين أن كلاهما يوفران اتصالات ألياف بصرية عالية السرعة على طول ممرات الطاقة العلوية، إلا أنهما مصممان لظروف وأنواع مشاريع مختلفة بشكل أساسي. يعد فهم الفروق بينهما أمرًا ضروريًا قبل الالتزام بأي من الحلين.

ما هي كابلات ADSS وOPGW؟

جميع الكابلات ذاتية الدعم العازلة (ADSS). عبارة عن كابل ألياف بصرية غير معدني بالكامل مصمم ليتم تعليقه بين أعمدة الكهرباء أو أبراج النقل دون أي سلك مراسلة إضافي أو هيكل دعم. إن عدم وجود المعدن في بنيته يجعله محصنًا ضد التداخل الكهربائي، ولهذا السبب يمكن تركيبه بأمان على مقربة من موصلات الطاقة النشطة.

السلك الأرضي البصري (OPGW) عبارة عن كبل هجين يؤدي وظيفتين في وقت واحد: فهو يعمل بمثابة سلك أرضي/درع علوي على خط نقل عالي الجهد بينما يحتوي على ألياف ضوئية لاتصالات البيانات. فهو يحل فعليًا محل السلك الثابت التقليدي الموجود أعلى أبراج النقل، ويدمج قدرة التأريض ونقل الألياف الضوئية في كابل واحد.

يستفيد كلا النوعين من الكابلات من البنية التحتية الحالية لخطوط الطاقة، مما يلغي الحاجة إلى بناء أبراج اتصالات مخصصة ويقلل تكاليف البناء بشكل كبير مقارنة بعمليات نشر الألياف الجوية التقليدية. وعلى الرغم من هذه الميزة المشتركة، تختلف بنياتها الداخلية ومتطلبات التثبيت وحالات الاستخدام الأمثل بشكل كبير.

الاختلافات الهيكلية: كيف يتم بناؤها

تعكس البنية الداخلية لـ ADSS وOPGW فلسفات التصميم المختلفة الخاصة بهما.

يتم بناء كابل ADSS حول عضو قوة مركزي - عادة ما يكون قضيبًا من الألياف الزجاجية - محاطًا بأنابيب عازلة فضفاضة مجدولة، يحتوي كل منها على ألياف بصرية متعددة مدمجة في مادة هلامية. يغلف خيوط الأراميد (مثل الكيفلار) القلب باعتباره العنصر الحامل الأساسي، مما يوفر قوة الشد المطلوبة لمسافات هوائية طويلة. سترة خارجية HDPE أو AT (مضادة للتتبع) تكمل الهيكل. لا يوجد معدن في أي مكان في الكابل. تأتي تصميمات ADSS في شكلين رئيسيين: الأنبوب المركزي (مناسبة للمسافات القصيرة التي تصل إلى حوالي 500 متر) و طبقة الذين تقطعت بهم السبل (يفضل للمسافات الطويلة التي تصل إلى 1500 متر أو أكثر).

على النقيض من ذلك، يدمج كابل OPGW المعدن والألياف في ترتيب متحد المركز. يتم وضع الألياف الضوئية في واحد أو أكثر من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم المتوضعة في مركز الكابل أو بالقرب منه. تتكون الطبقات المحيطة من الفولاذ المغطى بالألمنيوم (ACS) أو أسلاك من سبائك الألومنيوم التي توفر القوة الميكانيكية للتعامل مع مسافات خطوط النقل الطويلة والتوصيل الكهربائي اللازم لحمل التيارات الخاطئة بأمان إلى الأرض. يوازن المقطع العرضي المصمم بدقة بين الأداء الكهربائي للكابل، والخواص الميكانيكية، والثبات الحراري في ظل ظروف الأعطال.

الأداء الكهربائي والسلامة

يعد السلوك الكهربائي أحد أهم الفروق بين نوعي الكابلات.

نظرًا لأن ADSS لا يحتوي على مكونات موصلة، فهو لا يحمل أي إمكانات كهربائية ولا يشكل أي خطر صدمة على أطقم الصيانة. ولا يتأثر تمامًا بالمجالات الكهرومغناطيسية الناتجة عن موصلات الطاقة القريبة. ومع ذلك، في البيئات ذات الجهد العالي جدًا (عادةً ما يزيد عن 110 كيلو فولت)، يمكن أن تتسبب المجالات الكهربائية المستحثة في تتبع سطح الغلاف الخارجي بمرور الوقت. تتطلب الكابلات المثبتة في مثل هذه البيئات تركيبًا خاصًا غمد (مضاد للتتبع). لمقاومة هذا التدهور.

نظرًا لأن OPGW عبارة عن كبل معدني، فيجب ربطه وتأريضه بشكل صحيح في كل برج. إنه يوفر حماية مباشرة من الصواعق عن طريق اعتراض الضربات وتوصيل تيار العطل الناتج بأمان إلى الأرض، مما يحمي موصلات الطور الموجودة بالأسفل. وظيفة التأريض هذه هي السبب وراء تثبيت OPGW في أعلى أبراج النقل. ويعني هيكلها المعدني أنه يجب دائمًا إلغاء تنشيطها وتأريضها قبل أن تبدأ أي أعمال صيانة، مما يجعل تركيب الخط المباشر مستحيلًا بدون معدات وإجراءات متخصصة.

طرق وشروط التثبيت

تمثل الظروف التي يمكن بموجبها تركيب كل كابل أحد أهم الاختلافات العملية لمخططي المشاريع.

يتم توصيل كابل ADSS بجانب أبراج النقل أو أعمدة التوزيع الموجودة باستخدام أجهزة مخصصة مثل مشابك التعليق ومشابك التوتر. لأنه لا يحمل أي طاقة كهربائية، يمكن تركيبه على خط نشط دون انقطاع التيار الكهربائي - ميزة كبيرة للمرافق التي لا تستطيع تحمل فترات التوقف عن العمل. يقوم طاقم التثبيت بربطه بين الأعمدة مثل أي كابل مراسلة ذاتي الدعم. ويقلل وزنه الخفيف من الحمل الهيكلي المفروض على الأبراج، وهو أمر مهم عند إضافة الكابلات إلى البنية التحتية القديمة.

يعد تثبيت OPGW أكثر تعقيدًا. نظرًا لأنه يحل محل السلك الأرضي العلوي الموجود، يجب إزالة السلك الأرضي القديم عند سحب OPGW الجديد - وهي عملية تتطلب إلغاء تنشيط خط النقل وتأريضه، أو إجراؤه باستخدام تقنيات الخط المباشر المتخصصة. وهذا يجعل OPGW الخيار الطبيعي لـ بناء خط نقل جديد ، حيث لا يوجد سلك أرضي موجود ولا يلزم انقطاع التيار. يعد التعديل التحديثي لخط الطاقة الحالي باستخدام OPGW تحديًا لوجستيًا وأكثر تكلفة بكثير.

التطبيقات النموذجية

يتوافق كل نوع من أنواع الكابلات مع مجموعة متميزة من سيناريوهات المشروع والصناعات.

يتم نشر كابل ADSS على نطاق واسع من قبل مشغلي الاتصالات ومرافق توزيع الطاقة ومشغلي الشبكات الخاصة عبر مجموعة واسعة من البيئات. تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:

• خطوط التوزيع على الجهد من 10 كيلو فولت إلى 110 كيلو فولت
• الوصول إلى شبكات النطاق العريض وFTTx
• اتصالات ممر السكك الحديدية والنقل
• المؤسسة والحرم الجامعي العمود الفقري للنباتات الخارجية
• البنية التحتية لشبكة CATV و CCTV
• الاتصال الريفي لمسافات طويلة حيث يكون بناء برج جديد غير عملي

يتم استخدام OPGW في الغالب بواسطة مرافق الطاقة في أنظمة نقل الجهد العالي والجهد العالي جدًا. وتشمل تطبيقاتها:

• مشاريع خطوط النقل الجديدة 110 ك.ف، 220 ك.ف، 500 ك.ف، والجهد الفائق
• اتصالات نظام SCADA وترحيل الحماية على شبكات الطاقة
• تطبيقات مراقبة ومراقبة الشبكة الذكية
• استبدال الأسلاك الأرضية القديمة على خطوط الجهد العالي الحالية أثناء فترات الانقطاع المجدولة
• شبكات العمود الفقري للاتصالات الخاصة من المرافق إلى المرافق

اعتبارات التكلفة والصيانة

يجب أن تأخذ مقارنات التكلفة بين ADSS وOPGW في الاعتبار كلاً من الاستثمار الأولي والعوامل التشغيلية طويلة المدى.

يحتوي كابل ADSS بشكل عام على انخفاض تكلفة المواد الأولية من OPGW. ولا يستخدم تركيبه العازل بالكامل أي معادن ثمينة، ولا يتطلب تركيبه انقطاع التيار الكهربائي، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف المتعلقة بالمشروع. تعتبر الصيانة بسيطة نسبيًا - يمكن عادةً إجراء الفحص البصري وفحص الأجهزة دون إلغاء تنشيط الخط.

تتضمن OPGW تكاليف أولية أعلى نظرًا لتعقيد هيكلها المعدني البصري الهجين والحاجة إلى إزالة واستبدال الأسلاك الأرضية الموجودة أثناء التثبيت. ومع ذلك، بالنسبة لمشاريع خطوط النقل الجديدة، توفر OPGW قيمة مقنعة لأن كابل واحد يفي في نفس الوقت بوظيفة التأريض الإلزامية ووظيفة الاتصال، ليحل محل نظامين منفصلين. وعلى مدى عمر مشروع نقل الجهد العالي، يمكن لهذه الكفاءة ذات الغرض المزدوج أن تعوض الاستثمار الأولي الأعلى.

تتطلب صيانة OPGW رعاية أكبر. تتطلب أي أعمال إصلاح للكابل بروتوكولات التأريض، ويجب أن يأخذ ربط الألياف في الحقل في الاعتبار المكونات المعدنية للكابل. يجب أن يتم تصنيف أدوات إغلاق الوصلات والأجهزة للبيئة الكهربائية لبرج النقل.

كيفية الاختيار بين ADSS وOPGW

يعتمد الاختيار الصحيح في المقام الأول على ثلاثة عوامل: مستوى جهد الخط، وما إذا كان المشروع عبارة عن بناء جديد أو تحديثي، وما إذا كان الكابل يجب أن يؤدي وظيفة التأريض. يلخص الجدول أدناه نقاط القرار الرئيسية.

كقاعدة عامة: اختر OPGW عند إنشاء بنية تحتية جديدة لنقل الجهد العالي حيث يكون السلك الأرضي مطلوبًا على أي حال، وسيوفر الكابل ثنائي الغرض أفضل قيمة إجمالية. اختر ADSS عند ترقية أو إضافة سعة الاتصال إلى خط نشط موجود ، خاصة عند توزيع الفولتية، حيث يكون انقطاع التيار الكهربائي غير عملي ولا توجد رغبة في إجراء تغييرات هيكلية على الأبراج.

بالنسبة للمشاريع التي تغطي كلا السيناريوهين - مثل المرافق التي تقوم بتوسيع العمود الفقري للألياف الخاص بها عبر بنية تحتية مختلطة جديدة وقديمة - يعد النهج المركب باستخدام OPGW على قطاعات جديدة عالية الجهد وADSS على أقسام التوزيع الحالية ممارسة راسخة. لاستكشاف تكوينات المنتج المحددة لأي نوع من أنواع الكابلات، تفضل بزيارة موقعنا صفحة منتج OPGW أو اتصل بفريقنا الهندسي للحصول على توصية خاصة بالمشروع.