السلك الأرضي البصري (OPGW): الاختيار والتركيب والأداء

ما هو السلك الأرضي البصري (OPGW)؟

OPGW عبارة عن سلك أرضي علوي مركب يحتوي على ألياف ضوئية أحادية الوضع أو متعددة الأوضاع داخل أنبوب معدني، محاط بطبقات من الفولاذ المغطى بالألمنيوم و/أو أسلاك من سبائك الألومنيوم. إنه يخدم دورين متميزين في وقت واحد: حماية موصلات الطور من ضربات البرق وتيارات الدائرة القصيرة، وتوفير مسار اتصال عالي السعة للحماية عن بعد، وSCADA، وشبكات النطاق العريض.

على عكس كابلات الألياف الضوئية المنفصلة المرتبطة بالأسلاك الأرضية الموجودة، يقوم OPGW بدمج الألياف داخل السلك الأرضي نفسه. يلغي هذا التصميم الحاجة إلى جهاز مراسلة منفصل من الألياف الضوئية ويقلل من حمل الرياح والجليد. ان كابل OPGW يتم تصنيعها في المصنع لتلبية معايير IEC وIEEE، حيث يتراوح عدد الألياف عادةً من 12 إلى 144 أليافًا.

OPGW موردو الأسلاك الأرضية المركبة من الألياف الضوئية ، المصنع - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co.، Ltd

Jiangsu Hawell هو موردو ومصنع الأسلاك الأرضية العلوية للألياف الضوئية OPGW في الصين، والأسلاك الأرضية العلوية للألياف الضوئية المركبة OPGW بالجملة عبر الإنترنت، OPGW للألياف الضوئية المركبة Overhe

عرض المنتج →

بناء OPGW وأنواع الألياف

يوازن بناء OPGW بين الأداء الكهربائي والقوة الميكانيكية. تتوضع الوحدة البصرية الأساسية — التي تكون في العادة أنبوبًا فضفاضًا أو تصميمًا محكم الإغلاق — في المركز، ومحمية بطبقة واحدة أو أكثر من الخيوط المعدنية. لا تحمل هذه الخيوط تيار العطل فحسب، بل توفر أيضًا قوة الشد المقدرة (RTS) وتحمي الألياف من التكسير ودخول الرطوبة.

أعضاء الدروع والقوة المعدنية

تتكون الطبقة الخارجية عادةً من الفولاذ المغطى بالألمنيوم (ACS) أو أسلاك من سبائك الألومنيوم. توفر أسلاك ACS موصلية عالية لتبديد تيار العطل مع الحفاظ على قوة الشد. تتوفر تصميمات مصنوعة بالكامل من سبائك الألومنيوم للبيئات الساحلية المسببة للتآكل. يؤثر اختيار قطر السلك والمواد بشكل مباشر على تصنيف تيار الدائرة القصيرة لـ OPGW (غالبًا 10-50 كيلو أمبير لمدة 0.5 ثانية) وقطره الإجمالي، الذي يتراوح من 9 مم إلى أكثر من 20 مم للتصميمات ذات عدد الألياف العالية.

تكوين الألياف الضوئية

داخل الأنبوب المركزي، يتم ترتيب الألياف في حزم أو شرائط أو أنابيب فردية فضفاضة. الأنبوب مملوء بمادة هلامية مانعة للماء لمنع هجرة الرطوبة. تتوافق أنواع الألياف مع ITU-T G.652 (الوضع الفردي القياسي)، أو G.655 (تحويل التشتت غير الصفري)، أو G.657 (غير حساس للانحناء) اعتمادًا على مسافة الإرسال ومتطلبات الشبكة. تستخدم معظم تركيبات OPGW أليافًا أحادية الوضع لتغطية مسافات تصل إلى 200 كيلومتر دون تجديد.

مواصفات الأداء الرئيسية

يتطلب اختيار OPGW مطابقة المعلمات الكهربائية والميكانيكية للسلك الأرضي مع تصميم خط النقل. يلخص الجدول أدناه النطاقات النموذجية التي تظهر في منتجات OPGW التجارية.

القدرة الحالية ماس كهربائى أمر بالغ الأهمية. يجب أن يتحمل OPGW الحد الأقصى لتيار العطل المتوقع لوقت المسح المحدد بواسطة الأداة المساعدة (عادةً 0.5 ثانية). يمكن أن يؤدي تجاوز هذا التصنيف إلى تلدين خيوط الألومنيوم، أو تغميق الألياف، أو فشل ذريع. تحقق دائمًا من منحنى أداء الدائرة القصيرة للكابل من خلال تقارير اختبار النوع الخاصة بالشركة المصنعة.

OPGW مقابل البدائل: ADSS، OPPC، والأسلاك الأرضية التقليدية

في حين أن OPGW هو الخيار السائد لخطوط النقل الجديدة، يفكر المهندسون أحيانًا في البدائل اعتمادًا على قيود المشروع.

• كابل الدعم الذاتي العازل بالكامل (ADSS): يتم تركيب ADSS على جسم البرج بدلاً من قمة سلك الدرع، وهو يتجنب التداخل الكهربائي ويمكن إضافته إلى الخطوط الحية دون انقطاع. ومع ذلك، فهو يتطلب تنسيقًا دقيقًا للتوتر المترهل ويكون أكثر عرضة لأضرار الطلقات النارية والاهتزازات الجوية. بالنسبة للتطبيقات غير المتصلة بالأسلاك الأرضية، أ كابل ADSS (ذاتي الدعم العازل بالكامل). قد يكون مناسبا.

موردو الكابلات الضوئية غير المعدنية، المصنع - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co., Ltd.

Jiangsu Hawell هو مورد ومصنع الكابلات الضوئية غير المعدنية في الصين، والكابلات الضوئية غير المعدنية بالجملة عبر الإنترنت، وصف الكابلات الضوئية غير المعدنية: من خلال التحكم في الطول الزائد

عرض المنتج →

• موصل الطور البصري (OPPC): يحل هذا الكابل محل موصل الطور ويحمل تيار الطاقة والبيانات. إنها تتطلب تصميمًا خاصًا للربط والعزل. استكشاف كابل موصل الطور البصري (OPPC). للخطوط التي لا يتوفر فيها سلك أرضي منفصل.

موردو كابلات OPPC لموصل الطور البصري ، المصنع - Jiangsu Hawell Optoelectronic Technology Co.، Ltd.

Jiangsu Hawell هو مورد ومصنع كابلات OPPC لموصل الطور البصري في الصين، كبل OPPC لموصل الطور البصري بالجملة عبر الإنترنت، وصف كابل OPPC لموصل الطور البصري:  الفولاذ المقاوم للصدأ

عرض المنتج →

• سلك أرضي تقليدي مع ألياف مربوطة: قد تقوم التركيبات القديمة بتعديل كابل ألياف منفصل على سلك أرضي موجود. وهذا يضيف الوزن، وحمل الرياح، وتعقيدات الصيانة، وهي فوائد تتجنبها OPGW تمامًا.

بالنسبة لمعظم مشاريع النقل الجديدة التي تزيد عن 69 كيلو فولت، يظل OPGW هو الخيار الأكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة لأنه يجمع بين وظيفتين في شريط واحد ويلبي جميع متطلبات تيار العطل ذات الصلة.

أفضل ممارسات التثبيت والاعتبارات

يتطلب تركيب OPGW معدات توتير متخصصة ومعالجة دقيقة لحماية الألياف. على عكس السلك الأرضي الفولاذي البسيط، يجب ألا يتم ثني OPGW أو سحقه أو تعريضه للانحناء المفرط أثناء السحب. يجب الالتزام الصارم بإرشادات الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء (عادةً 20× قطر الكابل تحت التوتر).

تتضمن خطوات التثبيت الرئيسية ما يلي:

1. اختبار ما قبل التثبيت: تحقق من التوهين والاستمرارية وتتبعات OTDR على البكرة قبل النشر.
2. التوتير: استخدام محددات التوتر وأجهزة مكافحة الالتواء؛ اسحب بخط رسول مناسب. يجب ألا يتجاوز شد السحب أبدًا 20-25% من RTS.
3. الترهل: قم بتطبيق جداول شد الترهل الصحيحة بناءً على مدى التحكم ودرجة الحرارة. الإفراط في الشد يؤدي إلى إتلاف الألياف؛ يؤدي التوتر المنخفض إلى الركض المفرط والتآكل.
4. الأجهزة: استخدم مشابك التعليق، والأطراف المسدودة، ومخمدات الاهتزاز المصممة خصيصًا لـ OPGW لتجنب سحق أنبوب الألياف. يجب أن توفر مشابك التأريض مسارًا كهربائيًا منخفض المقاومة دون الإضرار بالقلب البصري.
5. التوصيلات متوسطة المدى: ألياف التوصيل الاندماجية داخل صناديق إغلاق مقاومة للعوامل الجوية ومثبتة بالبرج، مما يحافظ على الركود المناسب للتمدد الحراري.

لا تستخدم مطلقًا مقابض ACSR القياسية على OPGW؛ سيتم سحق الوحدة البصرية قبل وقت طويل من وصول الأجهزة إلى الحد الميكانيكي لها.

بعد التثبيت، يؤكد اختبار OTDR الشامل وقياس فقدان الوصلة على الامتثال لميزانيات توهين التصميم. يمكن لـ OPGW المثبت بشكل صحيح أن يوفر عمر خدمة يتجاوز 30 عامًا.

دليل الاختيار: مطابقة OPGW للخط العلوي الخاص بك

عادةً ما يتبع المهندسون عملية من أربع خطوات لاختيار OPGW الأمثل:

1. تحديد عدد الألياف المطلوبة ونوعها (G.652D هو الأكثر شيوعًا للشبكات الأساسية).
2. احسب الحد الأقصى لتيار الدائرة القصيرة (I _ال ) ومسح الوقت عند نقطة التثبيت، ثم اطلب منحنى تيار الدائرة القصيرة الخاص بالشركة المصنعة للتحقق من أن المقطع العرضي لموصل OPGW يلبي المتطلبات الحرارية.
3. اشتق الحد الأدنى لحمل الكسر من شد التصميم في ظل ظروف الحمل الأسوأ (الجليد والرياح والإجهاد اليومي). يجب أن يتجاوز RTS الخاص بـ OPGW هذه القيمة بعامل أمان يبلغ عادةً 2.5.
4. تحقق من القطر الخارجي ووزن الوحدة مقارنة بتصميم البرج والعازل الموجود/أجهزة التوتير. إذا كان الخط يحتوي على ذروة سلك أرضي معلقة بالفعل، فمن المفضل استبدال OPGW المباشر بخصائص شد ترهل مماثلة لتجنب إعادة شد النطاق بأكمله.

في سيناريوهات التعديل التحديثي، هناك خطأ شائع يتمثل في اختيار OPGW بوحدة وزن أعلى من السلك الأرضي الأصلي، مما يتسبب في ترهل مفرط وتقليل خلوص الطور إلى الأرض. لذلك، يعد إجراء مسح تفصيلي للخط وحساب التوتر الترهل أمرًا إلزاميًا قبل الانتهاء من المواصفات.

المعايير والامتثال

يتم اختبار منتجات OPGW وتصنيعها وفقًا للمعايير المعترف بها دوليًا. الأكثر شيوعا المشار إليها هي:

• إيك 60794-4 : كابلات الألياف الضوئية – الجزء الرابع: المواصفات المقطعية – الكابلات الضوئية الهوائية على طول خطوط الطاقة الكهربائية (OPGW).
• معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) رقم 1138 : معيار IEEE لاختبار وأداء الأسلاك الأرضية الضوئية (OPGW) للاستخدام على خطوط الطاقة الكهربائية.
• ITU-T G.652 / G.655 : خصائص الألياف الضوئية والكابلات أحادية الوضع.

تشمل اختبارات النوع أداء الشد، والاهتزازات الهوائية، والركض، والزحف، ودورة درجة الحرارة، واختراق المياه، ومقاومة قوس البرق. اطلب دائمًا شهادات اختبار النوع الكاملة عند الحصول على OPGW لمشروع جديد.

الصيانة والموثوقية على المدى الطويل

بمجرد دخوله الخدمة، يتطلب OPGW الحد الأدنى من الصيانة. يوفر الغلاف المعدني والجل المانع للماء حماية متأصلة ضد الرطوبة، كما أن مسار الألياف السلبي بالكامل لا يحتوي على إلكترونيات نشطة يمكن أن تفشل. عادةً ما تكون عمليات الفحص السنوية لمشابك التعليق ومخمدات الاهتزاز ووصلات التأريض كافية.

بعد ضربة البرق، قد يُظهر OPGW تأليبًا أو ذوبانًا محليًا. يمكن أن يكشف تتبع OTDR بعد الحدث عن أي زيادة في التوهين الناتج عن سواد الألياف. إذا تجاوز توهين الألياف هامش التصميم، فمن الضروري استبدال النطاق المتأثر - وهي عملية مباشرة لأن الأجهزة موحدة. تساعد عمليات التفتيش الجوي الروتينية باستخدام طائرات بدون طيار مزودة بكاميرات حرارية في تحديد النقاط الساخنة التي تشير إلى تدهور التوصيلات الكهربائية.

أكبر تهديد لطول عمر OPGW ليس التآكل أو التقادم ولكن التثبيت الأولي السيئ، وخاصة عدم كفاية الركود في الوصلات أو الأجهزة غير المناسبة التي تسحق النواة البصرية. عندما يتم تجنب هذه المخاطر، توفر OPGW عمودًا فقريًا للاتصالات لا يحتاج إلى صيانة طوال عمر خط النقل.

الخط السفلي على الأسلاك الأرضية الضوئية

لم يعد OPGW منتجًا متخصصًا؛ إنه الخيار الافتراضي للجمع بين اتصالات الألياف عالية السرعة مع حماية قوية من الأسلاك الأرضية العلوية. ويعمل تصميمه ثنائي الوظيفة على تقليل التحميل على البرج، ويمنع تشغيل الكابلات المنفصلة، ​​ويقاوم أقسى الضغوط الكهربائية والبيئية. بالنسبة لمهندسي المرافق، يكمن المفتاح في مطابقة الخصائص الميكانيكية والكهربائية لظروف الخط المحددة - تيار العطل، وطول الامتداد، وعدد الألياف - واتباع بروتوكولات التثبيت التي تحافظ على السلامة البصرية من البكرة إلى حاوية الوصلة.

عندما تكون المواعيد النهائية ضيقة والموثوقية غير قابلة للتفاوض، فإن اختيار كابل OPGW مثبت ومدعوم بوثائق اختبار النوع الكاملة والخبرة الميدانية يحافظ على تدفق الشبكة والبيانات.