O que é o fio do solo óptico (OPGW)? - Guia completo

Fio térreo óptico (OPGW) é um componente crítico nos modernos sistemas de transmissão de energia que combina as funções de fundamento e comunicação. Este guia abrangente explica tudo o que você precisa saber sobre a tecnologia OPGW, seus aplicativos e benefícios para utilitários de energia e redes de telecomunicações.

Entendendo o fio de solo óptico

O OPGW é um cabo de fins dupla que serve como fio de terra para linhas de transmissão de energia elétrica e um meio de comunicação através de fibras ópticas incorporadas. Ele substitui os fios estáticos/de blindagem tradicionais em linhas de transmissão aéreas e adicionando recursos de comunicação de fibra óptica.

O cabo OPGW típico consiste em:

• Camadas externas de alumínio ou liga de alumínio para condutividade elétrica
• Tubos de aço inoxidável ou de alumínio contendo fibras ópticas
• Fios de aço de alta resistência para suporte mecânico
• Múltiplas fibras ópticas (normalmente 12-144) para transmissão de dados

Como o OPGW funciona em sistemas de energia

O OPGW executa duas funções principais em redes de transmissão de energia:

1. Proteção de raios: Instalado na parte superior das torres de transmissão, o OPGW fornece um escudo contra ataques de raios, protegendo os condutores da fase de hits diretos.
2. Corrente de falhas transportando: Durante as falhas do sistema, o OPGW conduz com segurança as correntes de falha no solo.
3. Comunicação de dados: As fibras ópticas incorporadas permitem transmissão de dados de alta velocidade para sistemas SCADA, retransmissão de proteção e serviços de telecomunicações.

Tipos de construção OPGW

Existem várias configurações de design OPGW disponíveis:

Principais vantagens do OPGW

O OPGW oferece inúmeros benefícios para utilitários de energia e provedores de comunicação:

Proteção aprimorada do sistema

A construção robusta do OPGW fornece proteção de raios superiores em comparação com os fios do solo convencionais. Os componentes metálicos garantem a condução de corrente de falha confiável e protege os condutores de fase de ataques diretos.

Infraestrutura de comunicação confiável

O OPGW cria um canal de comunicação seguro imune à interferência eletromagnética (EMI), que é crucial para:

• Sinalização de relé de proteção
• Comunicação do sistema SCADA
• Automação da subestação
• Esquemas de teleproteção

Solução econômica

Ao combinar funções de aterramento e comunicação em um único cabo, o OPGW elimina a necessidade de infraestrutura de comunicação separada. Isso resulta em economia de custos significativa em:

• Despesas de instalação
• Aquisição de passagem
• Operações de manutenção

Especificações técnicas OPGW

Ao selecionar OPGW para um projeto, os engenheiros devem considerar vários parâmetros técnicos:

Características elétricas

• Resistência de DC: Normalmente 0,05-0,5 ohm/km, dependendo do conteúdo de alumínio
• Capacidade de curto -circuito: Calculado com base na magnitude e duração da corrente de falha
• Acoplamento indutivo: Afeta o desempenho da comunicação em circuitos paralelos

Propriedades mecânicas

• Breaking Load: Varia de 30 kN a 200 kN com base no design
• Peso: Normalmente 200-1000 kg/km, dependendo do tamanho e dos materiais
• Diâmetro: Normalmente 8-20 mm
• Tensão máxima: Projetado para corresponder aos requisitos de carregamento da torre

Parâmetros de fibra óptica

• Contagem de fibras: Comumente 12-144 fibras
• Tipo de fibra: Normalmente g.652.d fibras de modo único
• Atenuação: ≤ 0,22 dB/km a 1310 nm, ≤ 0,36 dB/km a 1550 nm
• Faixa de temperatura: -40 ° C a 80 ° C operacional

Considerações de instalação do OPGW

A instalação adequada é crucial para o desempenho e a longevidade do OPGW. Os principais fatores incluem:

Processo de cordas

A instalação do OPGW segue procedimentos semelhantes aos fios fundiários convencionais, mas com precauções adicionais:

• Use o equipamento de tensionamento adequado para evitar exceder a carga máxima de tração
• Mantenha o raio mínimo de flexão (normalmente 30 × diâmetro do cabo)
• Use blocos de cordas apropriados com roldanas não metálicas
• Monitore a integridade da fibra durante a instalação com o teste OTDR

Cálculos de cálculo e tensão

Cálculos precisos de tensão de sags são essenciais para:

• Garantir a liberação adequada para os condutores de fase
• Prevenção de carga excessiva de torre
• Mantendo o desempenho da fibra sobre variações de temperatura

Conexão e terminação

Atenção especial deve ser dada às conexões OPGW:

• Use acessos de ponta sem saída adequados correspondidos ao design OPGW
• Instale amortecedores de vibração em áreas propensas à vibração eólica
• Aterrar corretamente o opgw em cada torre
• Fechos de fibra de fibra para impedir a ingressão de umidade

Manutenção e teste OPGW

A manutenção regular garante o desempenho do OPGW de longo prazo:

Inspeções visuais

Verificações visuais periódicas devem examinar:

• Condição de hardware (grampos, amortecedores, espaçadores)
• Sinais de corrosão em componentes metálicos
• Danos causados por fatores externos (pássaros, queda de objetos)
• Variações de craque que podem indicar problemas de tensão

Teste de fibra óptica

O teste regular de fibras inclui:

• OTDR Testing: Mede a atenuação da fibra e localiza falhas
• Teste de perda de inserção: Verifica a perda de link de ponta a ponta
• Dispersão cromática: Importante para sistemas de alta velocidade

Teste elétrico

• Teste de continuidade do caminho elétrico
• Medições de resistência ao solo
• Avaliações em potencial de corrosão

OPGW vs. soluções alternativas

Compreender como o OPGW se compara a outras soluções de comunicação ajuda a tomar decisões informadas:

OPGW vs. ADSS (auto-apoio totalmente dielétrico)

• ADSS não fornece função de aterramento
• ADSS requer pontos de fixação separados nas torres
• OPGW oferece melhor proteção contra raios
• Os ADSs podem ser preferíveis em sistemas de distribuição de tensão mais baixa

OPGW vs. fibra subterrânea

• O OPGW utiliza a infraestrutura de transmissão existente
• A fibra subterrânea tem custos de instalação mais altos
• OPGW mais vulnerável a eventos climáticos
• Underground oferece mais flexibilidade de roteamento

OPGW vs. comunicação sem fio

• OPGW oferece maior capacidade de largura de banda
• Sem fio mais suscetível à interferência
• OPGW tem menor latência
• Sem fio mais fácil de implantar em áreas remotas

Tendências futuras na tecnologia OPGW

O mercado OPGW continua evoluindo com várias tendências emergentes:

Designs de contagem de fibras mais altos

O aumento da demanda por largura de banda impulsiona o desenvolvimento do OPGW com:

• 288 fibras e configurações mais altas
• Embalagem de fibra com eficiência espacial
• Tecnologia de fibra de vários núcleos

Materiais aprimorados

• Ligas de alumínio leves e de alta resistência
• Revestimentos resistentes à corrosão
• Materiais compostos para peso reduzido

Integração de grade inteligente

O OPGW desempenha um papel fundamental na implementação de grade inteligente, ativando:

• Comunicação da Unidade de Medição de Phasor (PMU)
• Automação distribuída
• Backhaul de infraestrutura de medição avançada

Conclusão

O fio do solo óptico (OPGW) representa uma solução ideal para utilitários que buscam combinar proteção de linha aérea confiável com recursos de comunicação robustos. Sua funcionalidade dupla fornece economia de custos ao atender à crescente demanda por transmissão de dados de alta velocidade em redes de energia. À medida que os sistemas de transmissão evoluem para redes mais inteligentes e requisitos de confiabilidade mais altos, o OPGW continuará a desempenhar um papel vital na infraestrutura de energia em todo o mundo.

Ao planejar a implantação do OPGW, consideração cuidadosa das especificações técnicas, práticas de instalação e requisitos de manutenção garante o desempenho ideal ao longo da vida útil do serviço. Com o design e a implementação adequados, os sistemas OPGW podem fornecer décadas de serviço confiável para as necessidades de proteção e comunicação de energia.