ADSS против OPGW: полное инженерное сравнение

И ADSS, и OPGW подключают оптоволокно к воздушной линии электропередачи — и на этом сходство заканчивается. Один из нихзаземляющий провод, по которому проходит оптоволокно, прикрепленный болтами к самой вершине башни, где он принимает удары молнии и ток повреждения. Другой - этоцельнодиэлектрический кабель, по которому проходит только оптоволокно, висел ниже на конструкции, намеренно не видя электрического поля вокруг него.

Выберите неправильный вариант, и цена будет реальной: отключение, в котором вы никогда не нуждались, модернизация башни, которую вы не можете себе позволить, или - режим отказа, о котором вас почти не предупреждает руководство покупателя - оболочка ADSS, которая разрушается за три года и теряет пролет. В этом руководстве сравниваются два типа кабелей так, как на самом деле должен выбирать между ними OSP или инженер коммунального предприятия: по структуре, электрическим характеристикам, ограничениям по пролету и напряжению, установке, реальной стоимости установки и четкой схеме принятия решений в конце.

Каждое решение по сравнению ADSS и OPGW принимается на основе такой структуры: OPGW занимает слот для экранированного провода в самом верху, а ADSS висит ниже, под фазными проводами под напряжением.

Если вы больше ничего не читаете, прочтите эту таблицу. Остальная часть статьи объясняетпочемукаждая строка читается так, как она есть, и где за простыми числами скрывается решение, которое может погубить проект.

Вывод из заголовка:OPGW выполняет две задачи, ADSS — одну— и это единственное различие определяет почти все остальные различия, указанные ниже.

TTI Fiber ADSS кабель с различным количеством волокон. На сокращенных изображениях показана полностью диэлектрическая конструкция: свободные трубки и центральный силовой элемент, связанный желтой арамидной нитью — нигде нет металла.

OPGW означаетОптический заземляющий провод(иногда обозначается как композитный воздушный заземляющий провод из оптического волокна). Он заменяет обычный экранированный провод — оголенный провод, протянутый вдоль самой вершины опоры электропередачи, задача которого состоит в том, чтобы перехватывать молнию и обеспечивать обратный путь тока повреждения — и встраивает в него оптические волокна. Коммунальное предприятие получает молниезащиту и оптоволоконную магистраль высокой пропускной способности из одного кабеля за одну операцию прокладки.

Конструктивно ОПГВ построен снаружи внутри металла:

• Анвнешний слой многожильных проводов- обычносталь, плакированная алюминием (ACS)для прочности и молниеносной долговечности, часто в сочетании салюминиевый сплав (АА)жилы настроены на проводимость, чтобы кабель мог проводить ток короткого замыкания без перегрева.
• Ацентральный оптический блок: волокна располагаются втрубка из нержавеющей стали или алюминия(часто трубка из нержавеющей стали с алюминиевым покрытием), обеспечивающая защиту от раздавливания и герметичный барьер для влаги.
• Внутри одномодовые волокна, обычно соответствующие ITU-T G.652 или G.654.

Потому что ОПГВявляетсяЗаземляющий провод механически и электрически спроектирован таким образом, чтобы выдерживать ток повреждения и выдерживать прямые удары молнии — его испытания и характеристики определяются стандартом IEEE 1138. Для более глубокого изучения того, чем OPGW отличается от простых экранированных проводов, которые он заменяет, см. Наш поясняющий разницу между OPGW и традиционными проводами.

АДСС означаетПолностью диэлектрический самонесущийкабель. Название - это спецификация:полностью диэлектрическийозначает, что в кабеле нет ни одного металлического элемента, исамоокупаемыйозначает, что он несет собственный вес и напряжение по всему пролету без отдельного соединительного провода. Как говорится в справочном определении, ADSS «достаточно прочен, чтобы удерживаться между конструкциями без использования проводящих металлических элементов».

Одиночный кабель ADSS, зачищенный на концах: желтая арамидная нить является несущим элементом, позволяющим протягивать кабель на сотни метров без использования металла.

Его конструкция является зеркальным отражением OPGW — прочность достигается за счет волокна, а не стали:

• Амногожильный сердечник из свободной трубки: Волокна диаметром 250 мкм плавают в заполненных гелем свободных трубках, скрученных вокруг неметаллическогоЦентральный элемент FRP (пластик, армированный стекловолокном). (Чтобы узнать, почему конструкция со свободной трубкой защищает волокна от напряжения и воды, см. раздел «Кабель с жестким буфером и свободной трубкой».)
• Слойарамидная пряжа (кевлар)— растягивающий элемент. Именно это позволяет ADSS охватывать сотни метров без какого-либо металла и посланника; количество арамида подбирается под необходимый пролет и натяжение.
• Внешнийкуртка— либо стандартныйПЭ (полиэтилен)или специальныйAT (антиотслеживающий / противогусеничный)сложный.Выбор того, какая куртка вам нужна, не является косметическим вопросом — это единственное наиболее важное решение ADSS, и мы подробно рассмотрим его ниже.

Поскольку ADSS не проводит ток, он электрически невидим для энергосистемы: он не пропускает ток повреждения, не требует заземления и невосприимчив к электромагнитным помехам. Именно поэтому его можно установитьживая линия, когда цепь находится под напряжением — основное эксплуатационное преимущество, которое делает его стандартным для добавления оптоволокна к уже действующим линиям. Тестирование и производительность ADSS регулируются стандартом IEEE 1222. ADSS принадлежит к тому же семейству полностью диэлектрических кабелей для наружного применения, что и кабели типа GYFTY, в которых используются элементы из стеклопластика по той же причине, что они не содержат металлов.

Уберите маркетинг и два кабеля разойдутся по одной оси —металл или не металл— и оттуда все каскадом.

Металл OPGW – это особенностьиответственность. Особенность: он выполняет работу заземляющего провода, поэтому на новой линии передачи вы все равно собирались протягивать экранирующий провод, что делает OPGW «свободным волокном» в структурном отношении. Ответственность: металл корродирует, увеличивает вес (4–5× ADSS) и вынуждает заземлять кабель и обычно обесточивать линию для его установки.

Недостаток металла у ADSS – прямо противоположная ситуация. Особенность: легкий вес, защита от электромагнитных помех, возможность установки под напряжением, отсутствие заземляющего оборудования. Ответственность более тонкая, и в руководствах по сравнению ее пропускают, поэтому мы не будем.

Вот режим отказа, который несколько лет спустя превращает дешевую и простую установку ADSS в промежуточную катастрофу.

ADSS зависаетнижепроводники под напряжением внутри их электрического поля. Несмотря на то, что кабель непроводящий, это поле индуцирует поверхностное напряжение вдоль оболочки.космический потенциалв месте крепления кабеля. Когда куртка мокрая (дождь, туман, роса) и загрязненная (соль, пыль, промышленные загрязнения), образуется тонкая токопроводящая пленка воды и по поверхности текут небольшие токи утечки. Поскольку этот ток нагревает пленку, он испаряет узкую область.сухая полоса. Полное поверхностное напряжение теперь перескакивает через этот зазор шириной в миллиметры, и вы получаетеискрение в сухой зоне— крошечные повторяющиеся дуги поверхности.

Стандартный PE не имеет защиты от этого. Дуги карбонизуют оболочку, протравливают проводящую дорожку и в конечном итоге прожигают арамидные элементы под ней. Как только арамид обнажается и разрушается, трос теряет натяжение — и пролет выходит из строя. Это основная причина сбоев ADSS во время эксплуатации, и именно поэтому IEEE 1222 включает специальные электрические и трекинговые тесты для ADSS, с которыми обычные телекоммуникационные кабели никогда не сталкиваются.

Исправление — оболочка, которая подводит нас к самому важному решению по спецификации ADSS.

Защита от образования дуги в сухой зоне представляет собойAT (антиотслеживающая, также называемая трек-стойкой или TR) куртка— специально разработанный состав, противостоящий карбонизации и эрозии поверхности. Эмпирическое правило и способ, которым TTI Fiber разрабатывает собственный кабель ADSS, таков:

• Стандартная полиэтиленовая курткадостаточен, когда потенциал пространства в точке присоединения низок — на практике на распределительных и дополнительных линиях электропередачи примерно до35 кВ(обычно упоминаемый безопасный порог составляет около12 кВ космического потенциала).
• АнАТ/гусеничная куртка обязательнакак только космический потенциал повысится - на110 кВ и 220 кВлинии и выше. При таких напряжениях вы не сможете просто повесить кабель куда угодно; Точка крепления должна быть выбранарасчет распределения электрического поляпоэтому кабель расположен там, где допустимый наведенный потенциал, а оболочка должна быть класса AT.

Это не та деталь, которую следует оставлять на волю случая. Установка PE на линии 220 кВ для экономии нескольких центов за метр — это гарантия гарантированного отказа оболочки. Надежный поставщик ADSS должен подобрать размер арамида для вашего пролета.ивыбирая оболочку в зависимости от напряжения вашей сети и уровня загрязнения, а не продавая вам один универсальный кабель.

У OPGW есть свои скрытые риски, о которых не говорится в спецификации.

Гальваническая/электролитическая коррозия.OPGW — это металл, подвергающийся воздействию погодных условий более 30 лет. Вприбрежный, соленый туман или промышленныйВ окружающей среде разнородные металлы в алюминиево-стальной конструкции могут вызвать гальваническую коррозию, постепенно разъедающую жилы и ослабляющую кабель. Смягчение последствий — коррозионностойкие сплавы, смазки, конструкции из полностью алюминиевых сплавов — увеличивает стоимость. ADSS, будучи полностью пластиковым и арамидным, просто невосприимчив ко всему этому классу отказов, что является настоящим рычагом отбора в суровых прибрежных сетях.

Определение тока повреждения не является обязательным.Поскольку OPGW проводит ток короткого замыкания линии во время повреждения, его металлическое поперечное сечение должно соответствовать размеру линии.уровень неисправности, выраженная как теплоемкость вкА²·с(энергия, которую он должен поглотить, не плавясь). Если вы ошибетесь — уменьшите размер проводящего сечения — и неисправность может привести к отжигу или даже расплавлению жил и разрушению волокна внутри. Это инженерные требования OPGW, а ADSS никогда этого не делает, поскольку ADSS вообще не проводит ток. Рейтинг отказов OPGW обычно достигает примерно100 кАток короткого замыкания в зависимости от конструкции.

Оба кабеля имеют размерыНоминальная прочность на разрыв (RTS), при этом ежедневное напряжение поддерживается на уровне доли RTS, а провисание рассчитывается для наихудшего случая.лед и ветерпогрузка по маршруту. Практичные конверты:

Быстрый способ прочитать это:ADSS выигрывает по весу и электрической гибкости; OPGW выигрывает по необработанному диапазону, самым высоким напряжениям и уровням неисправностей.Оба нуждаютсяСтокбриджские или спиральные виброгасителина длинных пролетах для контроля эоловой (вызванной ветром) вибрации — механизма усталости, который с годами приводит к растрескиванию волокон, если его не контролировать.

Вот здесь действительно и заключается разница в стоимости — не в кабеле, а в бригаде, кранах и отключении электроэнергии.

АДСС — прямая линия, нижняя на башне.Поскольку ADSS является диэлектриком, его можно натягивать, пока линия не подключена.энергичный, без сбоев. Он монтируется под фазовыми проводами с помощьюготовые тупиковые (натяжные) фитингина натяжных башнях иподвесные зажимына касательных башнях. Критически важно,зажимы, которые прокладывают кабель вниз по башне, являются изолирующими.(обрезиненный) — и тросникогда не заземлялся. Меньше ограничений по отключению электроэнергии, более легкий кабель, более простое оборудование.

ОПГВ — обесточено, верхняя часть башни.OPGW занимает положение экранированного провода в верхней части конструкции, что обычно означает, что линия (или, по крайней мере, цепь экранированного провода) должна бытьобесточенныйчтобы надежно натянуть его. В нем используются металлические тупиковые узлы и узлы подвески, и этодолжен быть заземлен на каждой вышкес соединительными зажимами и заземленным отводящим проводом, чтобы ток повреждения имел путь. В новом строительстве это обычное дело; на работающей линии это означает планирование отключения электроэнергии — иногда это самая большая скрытая стоимость выбора OPGW.

Сравнивая два нацена кабеля за метрЭто самая распространенная ошибка при закупках. Реальное числообщая установленная стоимость за километр, и они расходятся в противоположных направлениях:

При модернизации ADSS обычно приземляетсяНа 20–50% дешевле олл-ин, главным образом потому, что это позволяет избежать простоя и структурной перепроверки. Нановое полелиния передачи, математика переворачивается: вам нужно установитьнекоторыйэкранированный провод независимо от того, поэтому дополнительные затраты OPGW по сравнению с простым заземляющим проводом невелики - и вы получаете оптоволокно «по цене металла, который вы все равно покупали».

Не существует универсального «лучшего» кабеля — есть кабель, подходящий длятвоймаршрут. Используйте эти триггеры:

Выбирайте ADSS, когда:

• Тымодернизация оптоволокна на существующей линиии не может допустить (или не может позволить себе) отключение электроэнергии.
• Линияраспределение или субпередача(≤ ~35 кВ → оболочка PE; 110–220 кВ → оболочка AT, спроектированная точка крепления).
• Башниограниченный нагрузкойи не могу взять тяжелый кабель.
• Окружающая средаприбрежный/коррозионный(диэлектрик = отсутствие гальванической коррозии).
• Вам нужноиммунитет к электромагнитным помехамили хотите избежать каких-либо работ по заземлению или току короткого замыкания.

Выбирайте OPGW, когда:

• Вы строитеновая (с нуля) линия электропередачив любом случае для этого нужен экранирующий провод.
• Линияпередача высокого напряжения (220 кВ – 750 кВ+)с высоким уровнем неисправности.
• Вам нужна молниезащита и оптоволокнообъединены в один кабель для верхней части башни.
• Длинные пролеты(переходы через реку/каньон) требуют максимальной прочности на разрыв.

Рассмотрим гибрид:на некоторых длинных маршрутах передачи работают коммунальные услугиOPGW в положении экранированного проводадля защитыиаАДСС ниже на тех же вышкахдля дополнительного или разделенного оператором волокна. Эти два понятия не являются взаимоисключающими.

Где подходит TTI Fiber:мы производимADSS-кабель— спроектированы с учетом вашего пролета, напряжения и уровня загрязнения, а оболочка (PE или AT-устойчивая к путям) выбирается из профиля электрического поля вашей линии, а не продается по одному размеру, подходящему для всех. Если ваш проект представляет собой модернизацию, сборку распределения/субпередачи или маршрут для агрессивной среды, именно здесь ADSS заслужит свое существование. Для высоковольтной передачи данных с нуля, когда заземляющий провод уже запланирован, OPGW часто является честным ответом — и мы вам об этом скажем.

Выбор правильного стандарта — это разница между кабелем, который прослужит 30 лет, и кабелем, который не выдержал первой влажной зимы. Те, которые имеют значение:

• ИЭЭЭ 1138— Тестирование и производительностьОПГВдля линий электропередачи.(Примечание: 1138 = OPGW.)
• ИЭЭЭ 1222— Тестирование и производительность дляАДССоптоволоконный кабель, включая электрические испытания, испытания на отслеживание и эоловую вибрацию, которые выявляют уязвимость к дуговому разряду в сухой полосе.(Примечание: 1222 = ADSS.)
• МЭК 60794-4— международная спецификация на воздушные оптические кабели вдоль линий электропередачи, охватывающая вместе OPGW, OPPC, ADSS, MASS и OPAC.
• МСЭ-Т G.652— сорт одномодового волокна внутри обоих типов кабелей.

В чем основная разница между ADSS и OPGW?OPGW представляет собой металлический заземляющий провод с волокнами внутри, установленный наверху башни и пропускающий ток повреждения и молнии. ADSS — это полностью неметаллический кабель, по которому проходят только волокна, подвешенный под токоведущими проводниками и электрически инертный.

ADSS дешевле, чем OPGW?При модернизации обычно да — зачастую установка обходится на 20–50 % дешевле, главным образом потому, что ADSS устанавливает активную линию и позволяет избежать сбоев. На новой линии электропередачи, которая в любом случае нуждается в экранированном проводе, дополнительные затраты на OPGW невелики.

Можно ли установить ADSS на линию под напряжением?Да. Поскольку система ADSS полностью диэлектрическая, ее постоянно подключают к линиям под напряжением без каких-либо сбоев, что является ее самым большим эксплуатационным преимуществом.

Нужно ли заземлять ADSS?Нет. ADSS не проводит ток и долженнетбыть заземленным; его нижние зажимы являются изолирующими. OPGW, напротив, должен быть заземлен на каждой вышке.

Что такое дуга в сухой зоне и как ее предотвратить?Это искрение на поверхности, вызванное наведенным напряжением на мокрой и грязной оболочке ADSS, которое может проникнуть в силовые элементы. Предотвратите это, используяАТ (гусеничная) курткана линиях высшего напряжения (110 кВ+) и выборе точки крепления по распределению электрического поля.

На каких уровнях напряжения используются ADSS и OPGW?ADSS охватывает диапазон напряжения примерно от 10 до 500 кВ (защитная оболочка до ~35 кВ, оболочка AT выше). OPGW используется от ~110 кВ до 750 кВ и выше.

Когда мне следует выбирать OPGW вместо ADSS?Для новых высоковольтных линий электропередачи, которым требуется экранированный провод, самые высокие уровни повреждений или самые длинные пролеты. Выбирайте ADSS для модернизации, чувствительных к сбоям маршрутов, опор с ограниченной нагрузкой и агрессивных сред.

ADSS и OPGW — не столько конкуренты, сколько ответы на разные вопросы.ОПГВ— это выбор, когда вы строите новую высоковольтную линию и хотите, чтобы молниезащита и оптоволокно были объединены в один кабель, проложенный на вершине башни, и вы готовы заземлить его, определить его размер для тока повреждения и подключить его во время отключения электроэнергии.АДСС— это выбор, когда вам нужно добавить оптоволокно к линии, которая уже находится под напряжением, снизить вес опор и полностью оставаться невосприимчивым к энергосистеме — при условии, что вы соблюдаете одно правило, которое наиболее важно:сопоставьте оболочку (PE или AT) с напряжением линии и полем в точке крепления.

Выберите тип кабеля, соответствующий напряжению вашего маршрута, окружающей среде и устойчивости к сбоям, и любой кабель прослужит дольше сети, для которой он был создан. Ошибочно ошибитесь в ADSS или неправильно определите рейтинг неисправности в OPGW, и ни то, ни другое не произойдет.

---TTI Fiber производит полностью диэлектрический самонесущий кабель ADSS, разработанный с учетом вашего пролета, класса напряжения и окружающей среды — с выбором оболочки PE или AT, соответствующей профилю электрического поля вашей линии. Поговорите с нашими инженерами, чтобы подобрать подходящую сборку ADSS для вашего маршрута.