ADSS vs. OPGW: Két fő száloptikai megoldás összehasonlítása felsővezetékes hálózatokhoz

A felsővezetékes optikai hálózatok olyan kábelektől függenek, amelyek ellenállnak a szélsőséges időjárásnak, a nagy mechanikai terhelésnek és az elektromos vezetékek környezetének elektromágneses kihívásainak. Két kábeltípus jelent meg domináns megoldásként: ADSS (teljesen dielektromos öntámasztó) kábel és OPGW (optikai földelő vezeték) . Bár mindkettő nagy sebességű száloptikás kommunikációt biztosít a felső elektromos folyosókon, alapvetően eltérő feltételekhez és projekttípusokhoz tervezték őket. A különbségek megértése elengedhetetlen, mielőtt bármelyik megoldás mellett elkötelezné magát.

Mik azok az ADSS és OPGW kábelek?

Minden dielektromos önhordó (ADSS) kábel egy teljesen nem fémes száloptikai kábel, amelyet úgy terveztek, hogy a közműoszlopok vagy adótornyok közé felfűzzék minden további hírvivő vezeték vagy tartószerkezet nélkül. A fém hiánya a szerkezetében teszi ellenállóvá az elektromos zavarokkal szemben, ezért biztonságosan telepíthető feszültség alatt álló áramvezetők közelébe.

Optikai földelő vezeték (OPGW) egy hibrid kábel, amely egyszerre két funkciót lát el: felső földelő/árnyékoló vezetékként működik egy nagyfeszültségű távvezetéken, miközben optikai szálakat tartalmaz az adatkommunikációhoz. Fizikailag helyettesíti a hagyományos statikus vezetéket az adótornyok tetején, egyetlen kábelbe integrálva a földelési képességet és a száloptikai átvitelt.

Mindkét kábeltípus kihasználja a meglévő távvezetéki infrastruktúrát, így nincs szükség dedikált kommunikációs tornyok építésére, és jelentősen csökkenti az építési költségeket a hagyományos légiszálas telepítésekhez képest. Ennek a közös előnynek ellenére a belső felépítésük, a beépítési követelmények és az optimális felhasználási módok jelentősen eltérnek egymástól.

Szerkezeti különbségek: hogyan épülnek fel

Az ADSS és az OPGW belső architektúrája nagyon eltérő tervezési filozófiáikat tükrözi.

Az ADSS-kábel egy központi szilárdságú elem – jellemzően egy üvegszálas rúd – köré épül, amelyet sodrott, laza puffercsövek vesznek körül, amelyek mindegyike több, gélbe ágyazott optikai szálat tartalmaz. Az aramid fonal (például a kevlár) elsődleges teherhordó elemként burkolja a magot, biztosítva a hosszú légi fesztávhoz szükséges szakítószilárdságot. Egy külső HDPE vagy AT (nyomkövetésgátló) köpeny teszi teljessé a szerkezetet. A kábelben sehol nincs fém. Az ADSS-tervek két fő konfigurációban kaphatók: központi cső (rövidebb fesztávra, kb. 500 m-ig alkalmas) és rétegszálas (legfeljebb 1500 m-es vagy nagyobb fesztávhoz előnyös).

Ezzel szemben az OPGW kábel koncentrikus elrendezésben egyesíti a fémet és a szálakat. Az optikai szálak egy vagy több rozsdamentes acél vagy alumínium csőben vannak elhelyezve, a kábel közepén vagy annak közelében. A környező rétegek alumíniummal bevont acélból (ACS) vagy alumíniumötvözetből készült huzalokból állnak, amelyek biztosítják a mechanikai szilárdságot a hosszú átviteli vonalak kezeléséhez, valamint az elektromos vezetőképességet, amely a hibaáramok biztonságos földre szállításához szükséges. A precízen megtervezett keresztmetszet egyensúlyba hozza a kábel elektromos teljesítményét, mechanikai tulajdonságait és hőstabilitását hiba esetén.

Elektromos teljesítmény és biztonság

Az elektromos viselkedés az egyik legkritikusabb megkülönböztető tényező a két kábeltípus között.

Mivel az ADSS nem tartalmaz vezetőképes komponenseket, nem hordoz elektromos potenciált, és nem jelent áramütésveszélyt a karbantartó személyzet számára. Teljesen nincs hatással a közeli áramvezetők által keltett elektromágneses mezőkre. Azonban nagyon magas feszültségű környezetben (általában 110 kV felett) az indukált elektromos mezők idővel felületi nyomkövetést okozhatnak a külső köpenyen. Az ilyen környezetben telepített kábelekhez speciálisan összeállított kábel szükséges AT (nyomkövetésgátló) hüvely hogy ellenálljon ennek a degradációnak.

Az OPGW-t, mivel fém kábel, minden tornyon megfelelően csatlakoztatni és földelni kell. Közvetlen villámvédelmet biztosít azáltal, hogy elfogja a csapásokat, és biztonságosan levezeti a keletkező hibaáramot a földre, árnyékolva az alatta lévő fázisvezetőket. Ez a földelési funkció az oka annak, hogy az OPGW-t az adótornyok legtetejére szerelik. Fémszerkezete azt jelenti, hogy a karbantartási munkák megkezdése előtt mindig áramtalanítani és földelni kell, ami lehetetlenné teszi az éles vezetékes telepítést speciális berendezések és eljárások nélkül.

Telepítési módok és feltételek

Az egyes kábelek felszerelési feltételei az egyik legjelentősebb gyakorlati különbség a projekttervezők számára.

Az ADSS-kábel a meglévő adótornyok vagy elosztóoszlopok oldalához csatlakozik speciális hardverek, például felfüggesztő bilincsek és feszítőbilincsek segítségével. Mivel nem hordoz elektromos energiát, felszerelhető egy áramszünet nélkül feszültség alatt álló vezetéket – jelentős előny azoknak a közműveknek, amelyek nem engedhetik meg maguknak az állásidőt. A szerelők úgy fűzik az oszlopok közé, mint bármely önhordó messenger kábelt. Könnyű súlya csökkenti a tornyokra nehezedő szerkezeti terhelést, ami fontos szempont az elöregedő infrastruktúra kábelekkel történő bővítésekor.

Az OPGW telepítése bonyolultabb. Mivel ez helyettesíti a meglévő felső földelővezetéket, a régi földelővezetéket el kell távolítani az új OPGW behúzásakor – ez a művelet megköveteli az átviteli vezeték feszültségmentesítését és földelését, vagy speciális feszültség alatti technikák alkalmazásával. Ez teszi az OPGW-t természetes választássá új távvezeték építése , ahol nincs meglévő földelővezeték, és nincs szükség kimaradásra. Egy meglévő feszültség alatt álló vezeték utólagos felszerelése OPGW-vel logisztikailag kihívást jelent és jelentősen drágább.

Tipikus alkalmazások

Minden kábeltípus a projekt forgatókönyveinek és iparágainak egy-egy meghatározott készletéhez igazodik.

Az ADSS-kábelt széles körben alkalmazzák a távközlési szolgáltatók, az áramelosztó szolgáltatók és a magánhálózat-üzemeltetők a környezetek széles körében. A gyakori alkalmazások a következők:

• Elosztó vezetékek 10 kV és 110 kV közötti feszültségen
• Szélessávú és FTTx hozzáférési hálózat kiépítése
• Vasúti és közlekedési folyosó kommunikáció
• Vállalati és egyetemi kültéri üzem gerincei
• CATV és CCTV hálózati infrastruktúra
• Távolsági vidéki összeköttetés, ahol az új torony építése nem praktikus

Az OPGW-t túlnyomórészt az áramszolgáltatók használják nagyfeszültségű és extra magas feszültségű átviteli rendszereken. Alkalmazásai a következők:

• Új 110 kV-os, 220 kV-os, 500 kV-os és ultra-nagyfeszültségű távvezeték-projektek
• SCADA rendszer kommunikáció és védelmi relé az elektromos hálózatokon
• Intelligens hálózati felügyeleti és vezérlő alkalmazások
• Elöregedő földvezetékek cseréje a meglévő nagyfeszültségű vezetékeken ütemezett leállások idején
• Utility-to-utility privát kommunikációs gerinchálózatok

Költség- és karbantartási szempontok

Az ADSS és az OPGW közötti költség-összehasonlításoknak figyelembe kell venniük az előzetes befektetést és a hosszú távú működési tényezőket.

Az ADSS kábel általában rendelkezik a alacsonyabb kezdeti anyagköltség mint az OPGW. Teljesen dielektromos konstrukciója nem használ nemesfémeket, és a telepítés nem igényel áramszünetet, ami jelentősen csökkenti a projekttel kapcsolatos költségeket. A karbantartás viszonylag egyszerű – a szemrevételezés és a hardverellenőrzés általában a vezeték feszültségmentesítése nélkül is elvégezhető.

Az OPGW magasabb kezdeti költségekkel jár a hibrid fém-optikai szerkezet összetettsége és a meglévő földelővezeték eltávolításának és cseréjének szükségessége miatt a telepítés során. Az új távvezeték-projekteknél azonban az OPGW meggyőző értéket nyújt, mivel egyetlen kábel egyszerre teljesíti a kötelező földelési funkciót és a kommunikációs funkciót, két különálló rendszert helyettesítve. A nagyfeszültségű átviteli projektek élettartama során ez a kettős célú hatékonyság ellensúlyozhatja a magasabb kezdeti beruházást.

Az OPGW karbantartása nagyobb odafigyelést igényel. A kábelen végzett bármilyen javítási munkához földelési protokollok szükségesek, és a terepen végzett szálillesztésnek figyelembe kell vennie a kábel fém alkatrészeit. Az összekötő záróelemeket és a hardvereket az adótorony elektromos környezetéhez kell minősíteni.

Hogyan válassz az ADSS és az OPGW között

A helyes választás elsősorban három tényezőtől függ: a vezeték feszültségszintjétől, új építésről vagy utólagos beépítésről, valamint arról, hogy a kábelnek földelési funkciót kell-e ellátnia. Az alábbi táblázat összefoglalja a legfontosabb döntési pontokat.

Általános szabályként: új nagyfeszültségű átviteli infrastruktúra építésekor válassza az OPGW-t ahol mindenképpen földvezetékre van szükség, és a kettős célú kábel biztosítja a legjobb összértéket. Válassza az ADSS-t egy meglévő feszültség alatt álló vonal kommunikációs kapacitásának bővítésekor vagy bővítésekor , különösen elosztó feszültségeknél, ahol az áramszünet nem praktikus, és nem kívánatos a tornyok szerkezeti változtatása.

Mindkét forgatókönyvet felölelő projektek esetében – például egy olyan közszolgáltató esetében, amely kibővíti üvegszálas gerinchálózatát vegyes új és régi infrastruktúrán keresztül – jól bevált gyakorlat az OPGW-t az új nagyfeszültségű szegmenseken és az ADSS-t a meglévő elosztási szakaszokon használó kombinált megközelítés. Az egyes kábeltípusok konkrét termékkonfigurációinak megismeréséhez látogassa meg oldalunkat OPGW termékoldal vagy lépjen kapcsolatba mérnöki csapatunkkal projektspecifikus ajánlásért.