Qu'est-ce que le fil de terre optique (OPGW)? - Guide complet

Fil de terre optique (OPGW) est un composant critique des systèmes de transmission de puissance moderne qui combine les fonctions de mise à la terre et de la communication. Ce guide complet explique tout ce que vous devez savoir sur la technologie OPGW, ses applications et ses avantages pour les services publics d'électricité et les réseaux de télécommunications.

Comprendre le fil de terre optique

OPGW est un câble à double usage qui sert à la fois de fil de terre pour les lignes de transmission électrique et un milieu de communication à travers des fibres optiques intégrées. Il remplace les fils traditionnels statiques / boucliers dans les lignes de transmission aérienne tout en ajoutant des capacités de communication en fibre optique.

Le câble OPGW typique se compose:

• Couches d'alliage en aluminium extérieur ou en aluminium pour la conductivité électrique
• Tubes en acier inoxydable ou en aluminium contenant des fibres optiques
• Fils en acier à haute résistance pour le support mécanique
• Multiples fibres optiques (généralement 12-144) pour la transmission de données

Comment fonctionne OPGW dans les systèmes d'alimentation

OPGW remplit deux fonctions principales dans les réseaux de transmission de puissance:

1. Protection contre la foudre: Installé en haut des tours de transmission, OPGW fournit un bouclier contre les coups de foudre, protégeant les conducteurs de phase des coups directs.
2. Portage de courant de défaut: Pendant les défauts du système, OPGW conduit en toute sécurité les courants de défaut à la terre.
3. Communication de données: Les fibres optiques intégrées permettent une transmission de données à grande vitesse pour les systèmes SCADA, le relais de protection et les services de télécommunications.

Tapers de construction OPGW

Il existe plusieurs configurations de conception OPGW disponibles:

Avantages clés de l'OPGW

OPGW offre de nombreux avantages pour les services publics d'électricité et les fournisseurs de communication:

Protection améliorée du système

La construction robuste de l'OPGW offre une protection de foudre supérieure par rapport aux fils de terre conventionnels. Les composants métalliques garantissent une conduction de courant de défaut fiable tout en protégeant les conducteurs de phase des frappes directes.

Infrastructure de communication fiable

OPGW crée un canal de communication sécurisé à l'abri des interférences électromagnétiques (EMI), ce qui est crucial pour:

• Signalisation de relais de protection
• Communication du système SCADA
• Automatisation des sous-station
• Schémas de téléprotection

Solution rentable

En combinant les fonctions de mise à la terre et de communication dans un seul câble, OPGW élimine le besoin d'infrastructures de communication séparées. Il en résulte des économies de coûts importantes dans:

• Frais d'installation
• Acquisition de droits
• Opérations de maintenance

Spécifications techniques OPGW

Lors de la sélection d'OPGW pour un projet, les ingénieurs doivent considérer plusieurs paramètres techniques:

Caractéristiques électriques

• Résistance DC: Généralement 0,05-0,5 ohm / km selon le contenu en aluminium
• Capacité de court-circuit: Calculé sur la base de l'ampleur et de la durée du courant de défaut
• Couplage inductif: Affecte les performances de la communication dans les circuits parallèles

Propriétés mécaniques

• Charge de rupture: Se situe de 30 kN à 200 kN sur la base du design
• Poids: Généralement 200-1000 kg / km selon la taille et les matériaux
• Diamètre: Généralement 8-20 mm
• Tension maximale: Conçu pour correspondre aux exigences de chargement de la tour

Paramètres de fibre optique

• Nombre de fibres: Communément 12-144 fibres
• Type de fibre: Généralement G.652.d Fibres monomode
• Atténuation: ≤ 0,22 dB / km à 1310 nm, ≤ 0,36 dB / km à 1550 nm
• Plage de températures: -40 ° C à 80 ° C opérationnel

Considérations d'installation OPGW

Une installation appropriée est cruciale pour les performances et la longévité OPGW. Les facteurs clés comprennent:

Procédé de corde

L'installation d'OPGW suit des procédures similaires à celles des fils de terre conventionnels mais avec des précautions supplémentaires:

• Utilisez un équipement de tension approprié pour éviter de dépasser la charge de traction maximale
• Maintenir un rayon de flexion minimum (généralement 30 × diamètre de câble)
• Utilisez des blocs de cordes appropriés avec des gerbes non métalliques
• Surveillez l'intégrité des fibres pendant l'installation avec les tests OTDR

Calculs d'affaissement et de tension

Des calculs précis de tension SAG sont essentiels pour:

• Assurer le dégagement approprié des conducteurs de phase
• Empêcher un chargement de tour excessif
• Maintenir les performances des fibres sur les variations de température

Connexion et résiliation

Une attention particulière doit être accordée aux connexions OPGW:

• Utilisez des raccords impassibles appropriés correspondant à la conception OPGW
• Installez les amortisseurs de vibration dans les zones sujets aux vibrations éoliennes
• Faire correctement l'OPGW à chaque tour
• Sceller les fermetures d'épissage des fibres pour prévenir la pénétration d'humidité

Maintenance et tests OPGW

La maintenance régulière assure des performances OPGW à long terme:

Inspections visuelles

Les vérifications visuelles périodiques devraient examiner:

• Condition matérielle (pinces, amortisseurs, espaceurs)
• Signes de corrosion sur les composants métalliques
• Dommages causés par des facteurs externes (oiseaux, objets en chute)
• Variations SAG qui peuvent indiquer les problèmes de tension

Tests de fibres optiques

Les tests de fibres réguliers comprennent:

• Test OTDR: Mesure l'atténuation des fibres et localise les défauts
• Test de perte d'insertion: Vérifie la perte de liaison de bout en bout
• Dispersion chromatique: Important pour les systèmes à grande vitesse

Tests électriques

• Test de continuité du chemin électrique
• Mesures de résistance au sol
• Évaluations potentielles de la corrosion

OPGW vs solutions alternatives

Comprendre comment OPGW se compare à d'autres solutions de communication aide à prendre des décisions éclairées:

OPGW vs ADSS (auto-supportant tout diélectrique)

• ADSS ne fournit pas de fonction de mise à la terre
• ADSS nécessite des points de fixation séparés sur les tours
• OPGW offre une meilleure protection contre la foudre
• Les ADS peuvent être préférables dans les systèmes de distribution à basse tension

OPGW vs fibre souterraine

• OPGW utilise une infrastructure de transmission existante
• Les fibres souterraines ont des coûts d'installation plus élevés
• OPGW plus vulnérable aux événements météorologiques
• Underground offre plus de flexibilité de routage

OPGW vs communication sans fil

• OPGW offre une capacité de bande passante plus élevée
• Sans fil plus sensible aux interférences
• OPGW a une latence plus faible
• Sans fil plus facile à déployer dans les zones éloignées

Tendances futures de la technologie OPGW

Le marché de l'OPGW continue d'évoluer avec plusieurs tendances émergentes:

Conceptions de comptage de fibres plus élevées

L'augmentation de la demande de bande passante entraîne le développement de l'OPGW avec:

• 288 configurations de fibres et plus élevées
• Emballage de fibres économe en espace
• Technologie des fibres multi-fond

Matériaux améliorés

• Alliages en aluminium légers à haute résistance
• Revêtements résistants à la corrosion
• Matériaux composites pour un poids réduit

Intégration de la grille intelligente

OPGW joue un rôle clé dans la mise en œuvre de la grille intelligente en activant:

• Communication de l'unité de mesure du phaseur (PMU)
• Automatisation distribuée
• Infrastructure de mesure avancée Backhaul

Conclusion

Le fil de terre optique (OPGW) représente une solution optimale pour les services publics cherchant à combiner une protection fiable de la ligne aérienne avec des capacités de communication robustes. Sa double fonctionnalité offre des économies de coûts tout en répondant à la demande croissante de transmission de données à grande vitesse dans les réseaux électriques. Alors que les systèmes de transmission évoluent vers des réseaux plus intelligents et des exigences de fiabilité plus élevées, OPGW continuera de jouer un rôle essentiel dans les infrastructures de puissance dans le monde.

Lors de la planification du déploiement de l'OPGW, un examen attentif des spécifications techniques, des pratiques d'installation et des exigences de maintenance assure des performances optimales tout au long de la durée de vie du câble. Avec une conception et une mise en œuvre appropriées, les systèmes OPGW peuvent fournir des décennies de service fiable pour la protection de l'énergie et les besoins de communication.