ADSS kontra OPGW: pełne porównanie inżynieryjne

Zarówno ADSS, jak i OPGW umieszczają światłowód w napowietrznej linii energetycznej – i na tym podobieństwo się kończy. Jednym z nich jestprzewód uziemiający, który przenosi światłowód, przykręcony do samego szczytu wieży, gdzie przyjmuje uderzenia pioruna i prąd zwarciowy. Drugi tokabel całkowicie dielektryczny, do którego przenoszony jest wyłącznie światłowód, zawieszony niżej na konstrukcji, celowo ślepy na otaczające go pole elektryczne.

Wybierz niewłaściwy, a koszt będzie realny: awaria, której nie będziesz musiał podejmować, modernizacja wieży, na którą Cię nie stać, lub – o trybie awarii, o którym prawie żaden przewodnik dla kupujących Cię nie ostrzega – kurtka ADSS, która ulega erozji w ciągu trzech lat i zmniejsza rozpiętość. W tym przewodniku porównano dwa typy kabli w sposób, w jaki OSP lub inżynier mediów musi faktycznie dokonać wyboru między nimi: pod względem struktury, zachowania elektrycznego, zakresu i ograniczeń napięcia, instalacji, rzeczywistego kosztu instalacji i jasnych ram decyzyjnych na końcu.

Każda decyzja ADSS vs OPGW ma miejsce w przypadku takiej konstrukcji: OPGW zajmuje szczelinę z drutem ekranującym na samej górze, podczas gdy ADSS wisi niżej, poniżej przewodów fazowych pod napięciem.

Jeśli nie czytasz nic więcej, przeczytaj tę tabelę. Pozostała część artykułu wyjaśniaDlaczegokażdy wiersz jest czytany w ten sam sposób — i gdzie za prostymi liczbami kryje się decyzja, która może położyć kres projektowi.

Nagłówek na wynos:OPGW wykonuje dwa zadania, ADSS wykonuje jedno— i to pojedyncze rozróżnienie wpływa na prawie każdą inną różnicę poniżej.

Kabel TTI Fibre ADSS w szerokiej gamie włókien. Wycięcia ukazują konstrukcję całkowicie dielektryczną: luźne rurki i centralny element wzmacniający związany żółtą przędzą aramidową – nigdzie nie zawiera metalu.

OPGW oznaczaOptyczny przewód uziemiający(czasami zapisywany jako kompozytowy napowietrzny przewód uziemiający światłowodu). Zastępuje konwencjonalny drut ekranowany – goły przewodnik nawleczony na sam szczyt wieży transmisyjnej, którego zadaniem jest przechwytywanie piorunów i zapewnienie ścieżki powrotnej prądu zwarciowego – i osadza w nim włókna optyczne. Narzędzie uzyskuje ochronę odgromową i szkielet światłowodowy o dużej przepustowości z jednego kabla w jednej operacji naciągania.

Strukturalnie OPGW jest zbudowany od zewnątrz z metalu:

• Jakiśzewnętrzna warstwa skręconych przewodów— zazwyczajstal platerowana aluminium (ACS)dla siły i trwałości błyskawicy, często w połączeniu zstop aluminium (AA)żyłki dostrojone pod kątem przewodności, dzięki czemu kabel może przenosić prąd zwarciowy bez przegrzania.
• Acentralna jednostka optyczna: włókna znajdują się w arura ze stali nierdzewnej lub aluminium(często rura ze stali nierdzewnej pokryta aluminium), która zapewnia im ochronę przed zgnieceniem i hermetyczną barierę dla wilgoci.
• Wewnątrz światłowody jednomodowe, najczęściej zgodne z ITU-T G.652 lub G.654.

Ponieważ OPGWJestprzewód uziemiający, jest on zaprojektowany mechanicznie i elektrycznie tak, aby przenosił prąd zwarciowy i wytrzymywał bezpośrednie uderzenia pioruna — jego testy i działanie są zdefiniowane w normie IEEE 1138. Aby uzyskać głębsze spojrzenie na to, czym OPGW różni się od zwykłych przewodów ekranowanych, które zastępuje, zobacz nasze wyjaśnienie na temat różnicy między OPGW a tradycyjnymi przewodami.

ADSS oznaczaCałkowicie dielektryczny, samonośnykabel. Nazwa jest arkuszem specyfikacji:całkowicie dielektrycznyoznacza, że ​​w kablu nie ma ani jednego metalowego elementu, orazsamonośnyoznacza, że ​​przenosi swój własny ciężar i napięcie na całej rozpiętości bez oddzielnego przewodu komunikacyjnego. Jak to ujmuje definicja referencyjna, ADSS jest „wystarczająco mocny, aby utrzymać się między konstrukcjami bez użycia przewodzących elementów metalowych”.

Pojedynczy kabel ADSS pozbawiony końcówek: żółta przędza aramidowa jest elementem nośnym, który pozwala na rozciągnięcie kabla na setki metrów bez użycia metalu.

Jego konstrukcja jest lustrzanym odbiciem OPGW — wytrzymałość pochodzi z włókna, a nie stali:

• Askręcony rdzeń z luźną rurką: Włókna o średnicy 250 µm unoszą się w luźnych tubach wypełnionych żelem, owiniętych wokół niemetalowego włóknaElement centralny FRP (tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym).. (Aby dowiedzieć się, dlaczego konstrukcja z luźną rurką chroni włókna przed naprężeniami i wodą, zobacz kabel z ciasną i luźną rurką.)
• Warstwaprzędza aramidowa (Kevlar)— element rozciągający. To właśnie pozwala ADSS rozciągać się na setki metrów bez użycia metalu i przekaźnika; ilość aramidu jest dostosowana do wymaganej rozpiętości i napięcia.
• Zewnętrznykurtka— albo standardowePE (polietylen)lub specjalnyAT (antyśledzenie / odporność na ślady)mieszanina.Wybór kurtki nie jest kwestią kosmetyczną – jest to najważniejsza decyzja ADSS, którą szczegółowo opisujemy poniżej.

Ponieważ ADSS nie przewodzi, jest elektrycznie niewidoczny dla systemu elektroenergetycznego: nie przewodzi prądu zwarciowego, nie wymaga uziemienia i jest odporny na zakłócenia elektromagnetyczne. Dlatego też można go zainstalowaćlinia na żywo, z obwodem pod napięciem — główna zaleta operacyjna, która sprawia, że ​​jest to domyślne rozwiązanie w przypadku dodawania światłowodu do już działających linii. Testowanie i działanie ADSS reguluje norma IEEE 1222. ADSS należy do tej samej rodziny całkowicie dielektrycznych kabli do zastosowań zewnętrznych, co kable takie jak GYFTY, w których zastosowano elementy wzmacniające FRP z tego samego powodu niezawierającego metali.

Pozbądź się marketingu, a dwa kable rozchodzą się na jednej osi —metal lub nie metal– i stamtąd wszystko spływa kaskadą.

Metal OPGW jest cechą charakterystycznąIodpowiedzialność. Cecha: spełnia funkcję przewodu uziemiającego, więc w nowej linii przesyłowej i tak zamierzałeś przeciągnąć przewód ekranujący, co czyni OPGW „wolnym włóknem” pod względem strukturalnym. Odpowiedzialność: metal koroduje, zwiększa wagę (4–5 × ADSS) i zmusza do uziemienia kabla i zwykle odłączania zasilania od linii w celu jego zainstalowania.

Brak metalu w ADSS jest przeciwieństwem handlu. Cecha: lekka jak piórko, odporna na zakłócenia elektromagnetyczne, możliwość instalacji na linii pod napięciem, brak sprzętu uziemiającego. Odpowiedzialność jest subtelniejsza i jest to rzecz, którą pomijają porównywarki – więc tego nie zrobimy.

Oto tryb awarii, który kilka lat później zamienia tanią i łatwą instalację ADSS w katastrofę średniookresową.

ADSS zawiesza sięponiżejprzewodniki pod napięciem, wewnątrz ich pola elektrycznego. Mimo że kabel nie przewodzi, pole to indukuje napięcie powierzchniowe wzdłuż płaszcza – tzwpotencjał kosmicznyw punkcie mocowania kabla. Kiedy kurtka jest mokra (deszcz, mgła, rosa) i brudna (sól, kurz, zanieczyszczenia przemysłowe), tworzy się cienka przewodząca warstwa wody, a po jej powierzchni płyną niewielkie prądy upływowe. Gdy prąd ten podgrzewa folię, odparowuje ona wąskosucha opaska. Pełne napięcie powierzchniowe przeskakuje teraz przez tę milimetrową szczelinę i dostajeszłuk suchy— maleńkie, powtarzające się łuki powierzchniowe.

Standardowy PE nie ma przed tym obrony. Łuki karbonizują płaszcz, wytrawiają przewodzącą ścieżkę i ostatecznie przepalają się, aż do znajdujących się pod spodem aramidowych elementów wzmacniających. Po odsłonięciu i zniszczeniu aramidu kabel traci napięcie, a rozpiętość maleje. Jest to główna przyczyna awarii ADSS w trakcie eksploatacji i właśnie dlatego norma IEEE 1222 zawiera dedykowane testy elektryczne i śledzące dla ADSS, z którymi nie spotykają się zwykłe kable telekomunikacyjne.

Rozwiązaniem jest kurtka — co prowadzi nas do najważniejszej decyzji dotyczącej specyfikacji ADSS.

Obrona przed łukiem suchym jestKurtka AT (anti-tracking, zwana także track-odporną lub TR).— specjalnie opracowany związek odporny na karbonizację i erozję powierzchniową. Praktyczna zasada i sposób, w jaki TTI Fibre projektuje nasz własny kabel ADSS, jest następujący:

• Standardowa kurtka PEjest wystarczająca, gdy potencjał przestrzenny w miejscu przyłączenia jest niewielki – w praktyce na liniach dystrybucyjnych i podprzesyłowych do mniej więcej35 kV(powszechnie podawany bezpieczny próg wynosi okPotencjał kosmiczny 12 kV).
• JakiśKurtka AT / track-odporna jest obowiązkowagdy potencjał kosmiczny wzrośnie – dalej110 kV i 220 kVlinie i powyżej. Przy tych napięciach nie można po prostu zawiesić kabla w dowolnym miejscu; należy wybrać punkt mocowaniaobliczanie rozkładu pola elektrycznegotak więc kabel znajduje się tam, gdzie indukowany potencjał jest tolerowany, a płaszcz musi być klasy AT.

To nie jest szczegół, który można pozostawić przypadkowi. Określenie PE na linii 220 kV w celu zaoszczędzenia kilku centów na metrze to sposób na zakup gwarantowanej awarii płaszcza. Wiarygodny dostawca ADSS powinien dobrać rozmiar aramidu dla Twojej rozpiętościIwybierając kurtkę na podstawie napięcia sieciowego i poziomu zanieczyszczenia — nie sprzedajemy jednego ogólnego kabla.

OPGW niesie ze sobą ukryte ryzyko, o którym nie wspomniano w karcie specyfikacji.

Korozja galwaniczna/elektrolityczna.OPGW to metal wystawiony na działanie czynników atmosferycznych przez ponad 30 lat. Wprzybrzeżne, mgły solne lub przemysłoweróżnych środowiskach, różne metale w konstrukcji pokrytej aluminium i stalą mogą wywołać korozję galwaniczną, stopniowo niszcząc żyły i osłabiając kabel. Środki łagodzące — stopy odporne na korozję, smary, konstrukcje wykonane w całości ze stopów aluminium — zwiększają koszty. ADSS, wykonany w całości z tworzywa sztucznego i aramidu, jest po prostu odporny na całą tę klasę awarii, która stanowi prawdziwą dźwignię selekcji w trudnych sieciach przybrzeżnych.

Dobór prądu zwarciowego nie jest opcjonalny.Ponieważ OPGW przenosi prąd zwarciowy linii podczas zwarcia, jej przekrój metalowy musi być dobrany do średnicy liniipoziom błędu, wyrażona jako pojemność cieplna wkA²·s(energię, którą musi pochłonąć bez stopienia). Jeśli się pomylisz – zmniejsz przekrój przewodzący – a usterka może spowodować wyżarzanie, a nawet stopienie pasm i zniszczenie włókna wewnątrz. Takie są wymagania inżynieryjne OPGW, a ADSS nigdy tego nie robi, ponieważ ADSS w ogóle nie przewodzi prądu. Oceny usterek OPGW zwykle są zbliżone100 kAprąd zwarciowy w zależności od konstrukcji.

Obydwa kable mają odpowiedni rozmiarZnamionowa wytrzymałość na rozciąganie (RTS), przy codziennym napięciu utrzymywanym na poziomie ułamka RTS i napięciu ugięcia obliczonym dla najgorszego przypadkulód i wiatrzaładunek na trasie. Praktyczne koperty:

Szybki sposób na przeczytanie tego:ADSS wygrywa pod względem wagi i elastyczności elektrycznej; OPGW wygrywa pod względem surowego zakresu oraz najwyższych napięć i poziomów usterek.Oboje potrzebująTłumiki drgań typu Stockbridge lub spiralnena długich rozpiętościach, aby kontrolować wibracje eoliczne (wywołane wiatrem) – mechanizm zmęczeniowy, który będzie powodował pękanie włókien przez lata, jeśli nie będzie zarządzany.

To tutaj tak naprawdę widać różnicę w kosztach — nie w kablu, ale w załodze, dźwigach i przestojach.

ADSS — linia pod napięciem, niżej na wieży.Ponieważ jest to dielektryk, ADSS można naciągnąć na linkępod napięciem, bez przestojów. Montuje się go pod przewodami fazowymi za pomocąwstępnie uformowane łączniki zakończeniowe (napinające).przy wieżach ciśnieniowych izaciski zawieszeniaprzy wieżach stycznych. Krytycznie,zaciski dolne prowadzące kabel w dół wieży mają charakter izolacyjny(gumowany) — i kabel jestnigdy nie uziemiony. Mniej ograniczeń związanych z przestojami, lżejszy kabel, prostszy sprzęt.

OPGW — pozbawiony napięcia, na szczycie wieży.OPGW zajmuje miejsce z drutem ekranowanym na górze konstrukcji, co zwykle oznacza, że ​​linia (lub przynajmniej obwód z drutem ekranowanym) musi byćpozbawiony napięciaaby bezpiecznie go zawiązać. Wykorzystuje metalowe zespoły ślepych zaułków i zawieszenia, i tomusi być uziemiony na każdej wieżyz zaciskami łączącymi i uziemionym przewodem odprowadzającym, tak aby prąd zwarciowy miał ścieżkę. W nowych konstrukcjach jest to rutynowe; na linii czynnej oznacza to zaplanowanie przestoju – czasami jest to największy ukryty koszt wyboru OPGW.

Porównywanie dwóch włączonychcena kabla za metrto najczęstszy błąd zakupowy. Prawdziwa liczba tocałkowity koszt instalacji na kilometr, a oba rozchodzą się w przeciwnych kierunkach:

Podczas modernizacji ADSS często lądujeCałość taniej o 20–50%., głównie dlatego, że pozwala uniknąć przestojów i ponownej kontroli strukturalnej. Nazielone polelinii przesyłowej, matematyka się odwraca: musisz zainstalowaćNiektóreniezależnie od drutu ekranowanego, więc przyrost kosztu OPGW w porównaniu ze zwykłym przewodem uziemiającym jest niewielki — a włókno otrzymujesz „za cenę metalu, który i tak kupowałeś”.

Nie ma kabla uniwersalnie „lepszego” – jest odpowiedni kabeltwójtrasa. Użyj tych wyzwalaczy:

Wybierz ADSS, gdy:

• jesteśmodernizacja światłowodu na istniejącej liniii nie może znieść (lub nie może sobie pozwolić) na przestój.
• Linia jestdystrybucja lub podtransmisja(≤ ~35 kV → płaszcz PE; 110–220 kV → płaszcz AT, zaprojektowany punkt mocowania).
• Wieże sąograniczone obciążeniemi nie mogę wziąć ciężkiego kabla.
• Środowisko jestprzybrzeżny/korozyjny(dielektryk = brak korozji galwanicznej).
• PotrzebujeszOdporność na zakłócenia elektromagnetycznelub chcesz uniknąć uziemienia/prądu zwarciowego.

Wybierz OPGW, gdy:

• Budujesznową (od podstaw) linię przesyłowąto i tak wymaga drutu ekranowanego.
• Linia jestprzesył wysokiego napięcia (220 kV – 750 kV+)z wysokim poziomem usterek.
• Chcesz ochrony odgromowej i światłowoduskonsolidowane w jeden kabel na szczycie wieży.
• Długie rozpiętości(przeprawy przez rzekę/kanion) wymagają maksymalnej wytrzymałości na rozciąganie.

Rozważ hybrydę:na niektórych długich trasach przesyłowych działają mediaOPGW w pozycji przewodu ekranowanegodla ochronyIjakiśADSS niżej na tych samych wieżachdla dodatkowego lub rozdzielonego przez operatora światłowodu. Jedno i drugie nie wyklucza się wzajemnie.

Gdzie pasuje TTI Fibre:produkujemyKabel ADSS— zaprojektowane pod kątem rozpiętości, napięcia i poziomu zanieczyszczenia, z płaszczem (odpornym na ślady PE lub AT) wybranym na podstawie profilu pola elektrycznego Twojej linii, a nie sprzedawanym w rozmiarze uniwersalnym. Jeśli Twój projekt dotyczy modernizacji, budowy instalacji dystrybucyjnej/podprzesyłowej lub trasy w środowisku korozyjnym, ADSS na tym właśnie zarabia. W przypadku przesyłu wysokiego napięcia od podstaw, gdzie przewód uziemiający jest już zaplanowany, OPGW jest często uczciwą odpowiedzią — i o tym poinformujemy.

Określenie odpowiedniego standardu stanowi różnicę między kablem, który przetrwa 30 lat, a kablem, który nie przetrwa pierwszej mokrej zimy. Te, które mają znaczenie:

• IEEE1138— Testowanie i działanieOPGWdla linii elektroenergetycznych.(Uwaga: 1138 = OPGW.)
• IEEE1222— Testowanie i wydajność dlaADSSkabla światłowodowego, w tym testy elektryczne, śledzące i wibracyjne eoliczne, które wychwytują podatność na łuk w suchym paśmie.(Uwaga: 1222 = ADSS.)
• IEC 60794-4— międzynarodowa specyfikacja przekrojowa napowietrznych kabli optycznych wzdłuż linii elektroenergetycznych, obejmująca łącznie OPGW, OPPC, ADSS, MASS i OPAC.
• ITU-T G.652— gatunek światłowodu jednomodowego w obu typach kabli.

Jaka jest główna różnica między ADSS i OPGW?OPGW to metalowy przewód uziemiający z włóknami wewnątrz, montowany na szczycie wieży i przewodzący prąd zwarciowy i piorunowy. ADSS to całkowicie niemetalowy kabel, w którym znajdują się wyłącznie włókna światłowodowe, zawieszony pod przewodami pod napięciem i elektrycznie obojętny.

Czy ADSS jest tańszy niż OPGW?W przypadku modernizacji zwykle tak — często instalacja jest o 20–50% tańsza, głównie dlatego, że ADSS instaluje linię pod napięciem i pozwala uniknąć przestojów. W przypadku nowej linii przesyłowej, która i tak wymaga przewodu ekranowanego, przyrostowy koszt OPGW jest niewielki.

Czy ADSS można zainstalować na linii pod napięciem?Tak. Ponieważ jest całkowicie dielektryczny, ADSS jest rutynowo zawieszany na liniach pod napięciem bez przerw w działaniu, co jest jego największą zaletą operacyjną.

Czy ADSS wymaga uziemienia?Nie. ADSS nie przewodzi i jest koniecznościąniebyć uziemiony; jego zaciski dolne są izolacyjne. Natomiast OPGW musi być uziemiony na każdej wieży.

Co to jest łuk suchy i jak temu zapobiec?Jest to wyładowanie łukowe na powierzchni spowodowane napięciem indukowanym na mokrej, brudnej osłonie ADSS, które może spowodować erozję aż do elementów wzmacniających. Zapobiegaj temu, używającKurtka AT (odporna na ślady).na liniach wyższego napięcia (110 kV+) i wyborze punktu przyłączenia na podstawie rozkładu pola elektrycznego.

Przy jakich poziomach napięcia używane są ADSS i OPGW?ADSS obejmuje napięcia od około 10 kV do 500 kV (płaszcz PE do ~ 35 kV, płaszcz AT powyżej). OPGW jest używany od ~ 110 kV do 750 kV i więcej.

Kiedy wybrać OPGW zamiast ADSS?Do nowych linii przesyłowych wysokiego napięcia, które wymagają przewodu ekranowanego, najwyższych poziomów zwarć lub najdłuższych rozpiętości. Wybierz ADSS w przypadku modernizacji, tras wrażliwych na awarie, wież o ograniczonym obciążeniu i środowisk korozyjnych.

ADSS i OPGW to nie tyle konkurencja, ile odpowiedzi na różne pytania.OPGWto wybór, gdy budujesz nową linię wysokiego napięcia i potrzebujesz ochrony odgromowej i światłowodu w jednym kablu znajdującym się na szczycie wieży, i jesteś przygotowany na jego uziemienie, dobranie rozmiaru pod kątem prądu zwarciowego i pociągnięcie go w przypadku awarii.ADSSto wybór, gdy trzeba dodać światłowód do linii, która jest już pod napięciem, odciążyć wieże i zachować całkowitą odporność na system zasilania — pod warunkiem, że będziesz przestrzegać jednej zasady, która ma największe znaczenie:dopasuj płaszcz (PE vs AT) do napięcia sieciowego i pola w punkcie mocowania.

Dobierz typ kabla do napięcia, środowiska i tolerancji przestojów w trasie, a każdy kabel wytrzyma dłużej niż sieć, dla której został zbudowany. Jeśli pomylisz kurtkę w ADSS — lub źle ocenisz usterkę w OPGW — i żadne z nich tego nie zrobi.

---TTI Fibre produkuje całkowicie dielektryczny, samonośny kabel ADSS zaprojektowany pod kątem rozpiętości, klasy napięcia i środowiska — z wyborem płaszcza PE lub AT dopasowanym do profilu pola elektrycznego Twojej linii. Porozmawiaj z naszymi inżynierami, aby wybrać odpowiednią wersję ADSS dla Twojej trasy.