ADSS vs OPGW: Jämför två stora fiberoptiska lösningar för overheadnätverk

Overhead fiberoptiska nätverk är beroende av kablar som tål extremt väder, höga mekaniska belastningar och de elektromagnetiska utmaningarna i kraftledningsmiljöer. Två kabeltyper har dykt upp som de domineroche lösningarna: ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) kabel and OPGW (Optical Ground Wire) . Medan båda levererar höghastighetsfiberoptisk kommunikation längs överliggande kraftkorridorer, är de konstruerade för fundamentalt olika förhållanden och projekttyper. Det är viktigt att förstå deras skillnader innan du bestämmer dig för någon av lösningarna.

Vad är ADSS- och OPGW-kablar?

All dielektrisk självbärande (ADSS) kabel är en helt icke-metallisk fiberoptisk kabel designad för att dras upp mellan elstolpar eller överföringstorn utan någon extra messenger-ledning eller stödstruktur. Frånvaron av metall i dess konstruktion gör den immun mot elektriska störningar, vilket är anledningen till att den säkert kan installeras i närheten av strömförande strömledare.

Optisk jordledning (OPGW) är en hybridkabel som utför två funktioner samtidigt: den fungerar som jord-/skärmledning på en högspänningsledning samtidigt som den rymmer optiska fibrer för datakommunikation. Den ersätter fysiskt den traditionella statiska ledningen i toppen av överföringstorn, och integrerar jordningsförmåga och fiberoptisk överföring i en enda kabel.

Båda kabeltyperna använder sig av befintlig kraftledningsinfrastruktur, vilket eliminerar behovet av att bygga dedikerade kommunikationstorn och minskar byggkostnaderna avsevärt jämfört med traditionella flygfiberinstallationer. Trots denna gemensamma fördel skiljer sig deras interna strukturer, installationskrav och optimala användningsfall avsevärt.

Strukturella skillnader: Hur de är byggda

Den interna arkitekturen hos ADSS och OPGW återspeglar deras mycket olika designfilosofier.

ADSS-kabeln är byggd runt en central styrka - vanligtvis en glasfiberstav - omgiven av strängade lösa buffertrör, som var och en innehåller flera optiska fibrer inbäddade i gel. Aramidgarn (som Kevlar) omsluter kärnan som det primära lastbärande elementet, vilket ger den draghållfasthet som krävs för långa luftspann. En yttre HDPE- eller AT-jacka (anti-spårning) kompletterar strukturen. Det finns ingen metall någonstans i kabeln. ADSS-designer finns i två huvudkonfigurationer: centralt rör (passar för kortare spännvidder upp till ca 500 m) och skiktsträngad (föredraget för längre spännvidder upp till 1 500 m eller mer).

OPGW-kabeln, däremot, integrerar metall och fiber i ett koncentriskt arrangemang. De optiska fibrerna är inrymda i ett eller flera rör av rostfritt stål eller aluminium placerade vid eller nära kabelns centrum. Omgivande skikt består av aluminiumbeklädda ståltrådar (ACS) eller aluminiumlegeringar som ger både den mekaniska styrkan för att hantera långa transmissionsledningar och den elektriska ledningsförmåga som krävs för att leda felströmmar säkert till jord. Ett exakt konstruerat tvärsnitt balanserar kabelns elektriska prestanda, mekaniska egenskaper och termiska stabilitet under felförhållanden.

Elektrisk prestanda och säkerhet

Elektriskt beteende är en av de mest kritiska skillnaderna mellan de två kabeltyperna.

Eftersom ADSS inte innehåller några ledande komponenter, har den ingen elektrisk potential och utgör ingen risk för stötar för underhållspersonal. Den är helt opåverkad av elektromagnetiska fält som genereras av närliggande strömledare. Men i miljöer med mycket hög spänning (vanligtvis över 110 kV) kan inducerade elektriska fält orsaka ytspårning på den yttre manteln med tiden. Kablar installerade i sådana miljöer kräver en speciellt formulerad AT (anti-spår) hölje för att motstå denna nedbrytning.

OPGW, som är en metallkabel, måste vara ordentligt ansluten och jordad vid varje torn. Den ger direkt blixtskydd genom att avlyssna nedslag och leda den resulterande felströmmen säkert till jord, vilket skärmar fasledarna nedanför. Denna jordningsfunktion är anledningen till att OPGW är installerat högst upp i transmissionstorn. Dess metalliska struktur innebär att den alltid måste vara strömlös och jordad innan något underhållsarbete kan påbörjas, vilket gör installation av spänningsförande ledning omöjlig utan specialiserad utrustning och procedurer.

Installationsmetoder och villkor

Förhållandena under vilka varje kabel kan installeras representerar en av de mest praktiskt signifikanta skillnaderna för projektplanerare.

ADSS-kabel fästs på sidan av befintliga transmissionstorn eller distributionsstolpar med hjälp av dedikerad hårdvara som upphängningsklämmor och spänningsklämmor. Eftersom den inte bär någon elektrisk energi kan den installeras på en strömförande linje utan strömavbrott —en stor fördel för verktyg som inte har råd med stillestånd. Installationspersonal drar den mellan stolpar ungefär som vilken självbärande messenger-kabel som helst. Dess låga vikt minskar den strukturella belastningen som utsätts för torn, vilket är en viktig faktor när man lägger till kablar till åldrande infrastruktur.

OPGW-installationen är mer komplex. Eftersom den ersätter den befintliga jordledningen måste den gamla jordledningen tas bort när den nya OPGW dras in - en operation som kräver att överföringsledningen är strömlös och jordad, eller utförs med hjälp av specialiserade strömförande tekniker. Detta gör OPGW till det naturliga valet för ny kraftledningskonstruktion , där ingen befintlig jordledning finns och inget avbrott krävs. Att eftermontera en befintlig strömförsörjd linje med OPGW är logistiskt utmanande och betydligt dyrare.

Typiska applikationer

Varje kabeltyp är anpassad till en distinkt uppsättning projektscenarier och industrier.

ADSS-kabel används i stor utsträckning av telekommunikationsoperatörer, kraftdistributionsföretag och privata nätverksoperatörer i ett brett spektrum av miljöer. Vanliga applikationer inkluderar:

• Fördelningsledningar vid spänningar från 10 kV till 110 kV
• Utbyggnad av bredband och FTTx-nätverk
• Järnvägs- och transportkorridorkommunikation
• Företag och campus utomhus växt ryggraden
• CATV och CCTV nätverksinfrastruktur
• Långdistansanslutning på landsbygden där nybyggnad av torn är opraktisk

OPGW används främst av kraftbolag på högspännings- och extrahögspänningsöverföringssystem. Dess applikationer inkluderar:

• Nya 110 kV, 220 kV, 500 kV och ultrahögspänningsledningsprojekt
• SCADA-systemkommunikation och skyddsrelä på elnät
• Smart grid övervakning och kontroll applikationer
• Byte av åldrande jordledningar på befintliga högspänningsledningar vid schemalagda avbrott
• Utility-to-utility privata stamnät för kommunikation

Kostnads- och underhållsöverväganden

Kostnadsjämförelser mellan ADSS och OPGW måste ta hänsyn till både förskottsinvesteringar och långsiktiga operativa faktorer.

ADSS-kabel har i allmänhet en lägre initial materialkostnad än OPGW. Dess helt dielektriska konstruktion använder inga ädelmetaller och installationen kräver inga strömavbrott, vilket avsevärt minskar projektrelaterade kostnader. Underhållet är relativt enkelt – visuell inspektion och hårdvarukontroller kan vanligtvis utföras utan att strömmen slås ur ledningen.

OPGW innebär högre initiala kostnader på grund av komplexiteten i dess hybridmetalliska-optiska struktur och behovet av att ta bort och ersätta befintlig jordledning under installationen. Men för nya transmissionslinjeprojekt levererar OPGW övertygande värde eftersom en enda kabel samtidigt uppfyller den obligatoriska jordningsfunktionen och kommunikationsfunktionen, och ersätter två separata system. Under livslängden för ett högspänningsöverföringsprojekt kan denna effektivitet med dubbla ändamål kompensera den högre initiala investeringen.

Underhåll av OPGW kräver större omsorg. Alla reparationsarbeten på kabeln kräver jordningsprotokoll och fiberskarvning i fält måste ta hänsyn till kabelns metalliska komponenter. Skarvförslutningar och hårdvara måste vara klassade för den elektriska miljön i transmissionstornet.

Hur man väljer mellan ADSS och OPGW

Rätt val beror i första hand på tre faktorer: spänningsnivån på ledningen, om projektet är nybyggnation eller ombyggnad och om kabeln måste ha en jordningsfunktion. Tabellen nedan sammanfattar de viktigaste beslutspunkterna.

Som en allmän regel: välj OPGW när du bygger ny infrastruktur för högspänningsöverföring där en jordledning ändå krävs, och kabeln med dubbla ändamål ger det bästa totalvärdet. Välj ADSS när du uppgraderar eller lägger till kommunikationskapacitet till en befintlig strömförsörjd linje , särskilt vid distributionsspänningar, där ett strömavbrott är opraktiskt och inga strukturella förändringar av tornen är önskvärda.

För projekt som sträcker sig över båda scenarierna – som ett företag som utökar sin fiberstam över blandad ny och äldre infrastruktur – är en kombinationsmetod med OPGW på nya högspänningssegment och ADSS på befintliga distributionssektioner en väletablerad praxis. För att utforska specifika produktkonfigurationer för någon av kabeltyperna, besök vår OPGW produktsida eller kontakta vårt ingenjörsteam för en projektspecifik rekommendation.