Güç iletim hatlarındaki optik topraklama kablosunun iki temel fonksiyonu nelerdir?

Telin Ötesi: OPGW ızgarayı nasıl kveyaur ve bağlar

Şehirlerimiz arasında uzanan geniş, sessiz manzaralarda, elektrik şebekesinin yükselen nöbetçileri sadece güçten daha fazlasını taşıyor. Bu yüksek voltajlı şanzıman kulelerinin üstleri boyunca uzanan, ikili, kritik bir amaca hizmet veren benzersiz bir kablo türüdür. Bu kablo olarak bilinir Optik toprak teli veya OPGW. Mühendisler, ızgara operatörleri ve telekomünikasyon uzmanları için OPGW, modern, güvenilir altyapının temel taşıdır. Ancak birçoğu için, tam yetenekleri bir gizem olarak kalıyor.

Çekirdek Fonksiyon #1: Koruyucu Kalkan - Güç Hattını Koruma

Bir şanzıman kulesinin üst kısmına dayanan telin birincil ve geleneksel rolü, statik kalkan teli or toprak teli . İşi, enerjili faz iletkenlerini (güç taşıyan teller) doğanın en yıkıcı kuvvetinden korumaktır: yıldırım. OPGW, her şeyden önce, son derece iyi bir toprak kablosudur.

Alt Fonksiyon 1A: Yıldırım Koruması ve Koruma

Sorun: Bir yıldırım grevi doğrudan bir faz iletkenine çarptığında, bir saniyenin bir kısmında muazzam bir akım dalgalanmasını - genellikle 100.000 amper'i aşan - enjekte eder. Bu dalgalanma, hattın çalışma kapasitesini büyük ölçüde aşar, bu da felaket yalıtım arızası, ekipman hasarına ve devre kesicinin derhal açılmasına yol açarak elektrik kesintisine neden olur.

OPGW bunu nasıl çözer: OPGW kablosu, kulenin en yüksek noktasında stratejik olarak konumlandırılır ve faz iletkenleri üzerinde bir “kalkan” oluşturur. Bir yıldırım grevi için en olası temas noktası olacak şekilde tasarlanmıştır.

Kasıtlı cazibe: Yüksekliği ve topraklama fonksiyonu nedeniyle OPGW, aşağıdaki kritik faz iletkenlerine ulaşmadan önce yıldırım vuruşunu etkili bir şekilde keser.

Güvenli Akım Yolu: Bir kez vurulduktan sonra, OPGW'nin sağlam metalik dış katmanları, yıldırım akımının kablonun açıklığı boyunca seyahat etmesi için düşük empedanslı bir yol sağlar.

Dünyaya Yayılma: Her şanzıman kulesinde, OPGW elektriksel olarak kule yapısına bağlanır. Kulenin kendisi bir topraklama sistemine bağlıdır - dünyaya gömülü bir çubuk ve iletken ağı. Masif yıldırım akımı kuleden güvenli bir şekilde yönlendirilir ve zararsız bir şekilde yere dağılır.

Pratik sonuç: OPGW, greve feda ederek, şimşeklerin yıkıcı enerjisinin canlı iletkenlere ulaşmasını önler, böylece hataları önler ve güç kaynağının sürekliliğini korur. Tasarımı, mekanik veya elektrik arızası olmadan bu tür grevlere dayanabilmesini sağlar.

Alt Fonksiyon 1B: Topraklama ve Arıza Akımı Taşıma

Sorun: Yıldırımın ötesinde, diğer olaylar, bir iletkene düşen bir ağaç veya ekipman arızası gibi bir güç hattında arızalara neden olabilir. Canlı bir iletken topraklanmış bir nesneye (kulenin kendisi gibi) temas ettiğinde, “toprak için bir hata” yaratır. Bu, arıza akımı olarak bilinen akımın biraz daha az anlık olsa da, biraz daha az anlık olsa da, devasa bir artış ile sonuçlanır. Bu akım, arızayı tespit etmesine ve hasarlı bölümü izole etmesine izin vermek için güvenli bir şekilde yere yönlendirilmelidir.

OPGW bunu nasıl çözer: OPGW, iletim hattının tüm uzunluğu boyunca sürekli, düşük dirençli bir elektrik yolu oluşturur ve her kulenin topraklama sistemlerini birleştirir.

Ortak bir zemin referansı oluşturma: Bu birbirine bağlı ağ, tüm kulelerin benzer bir toprak potansiyelinde tutulmasını sağlar, bu da güç sisteminin koruma şemalarının istikrarı ve doğru çalışması için çok önemlidir.

Taşıma Arıza Akımı: Bir arıza olayı sırasında, arıza akımının önemli bir kısmı OPGW'den akar ve kule yapıları kaynağa geri döner. OPGW spesifik olarak belirli bir kısa devre akım derecesi ile tasarlanmıştır (örneğin, 1 saniye boyunca 50 ka). Bu, alüminyum ve çelik katmanlarının, devre kesici gezilinceye kadar, erime veya sürdürme hasarını sürdürene kadar kısa bir süre boyunca bu muazzam akımı taşıyacak kadar önemli olduğu anlamına gelir.

Pratik sonuç: OPGW, iç elektrik arızaları sırasında akımın güvenli ve öngörülebilir bir yere sahip olmasını sağlar. Bu, koruyucu cihazların hızlı ve seçici olarak çalışmasını sağlar, ekipman hasarını en aza indirir ve bir elektrik kesintisinin kapsamını ve süresini sınırlar.

Çekirdek Fonksiyon #2: Dijital Sinir Sistemi - Akıllı Şebeke İletişimini Sağlayan

Koruyucu rolü temel olsa da, OPGW'yi basit bir telden stratejik bir varlığa dönüştüren ikinci işlevdir. Koruyucu metalik kabuğunun içine yerleştirilmiş, kabloyu yüksek performanslı bir telekomünikasyon bağlantısına dönüştüren optik liflerdir.

Alt Fonksiyon 2A: Fiziksel Yapı: Kablo içindeki bir kablo

Nasıl çalıştığını anlamak için nasıl inşa edildiğini anlamalısınız. OPGW basit bir malzeme karışımı değildir; Tam olarak tasarlanmış tübüler bir yapıdır.

Merkezi Çekirdek: En merkezde paslanmaz çelik veya alüminyum tüp vardır. Bu hermetik olarak kapatılmış tüpün içinde, tipik olarak nem girişini önlemek ve mekanik yastıklama sağlamak için su bloke eden bir jel ile çevrili optik liflerin kendileri bulunur.

Dış katmanlar: Bu merkezi tüpü çevreleyen alüminyum ve çelik teller katmanlarıdır. Bu kablolar tüpün etrafında mahsur kalır, kabloya birincil mekanik mukavemeti, akım taşıma kapasitesi ve korozyona karşı direnç sağlar. Alüminyum (iletkenlik için) ve çeliğin (mukavemet için) spesifik kombinasyonu projenin gereksinimlerine göre uyarlanabilir.

Bu yapı ikili kimliğinin anahtarıdır: dış teller elektrik ve mekanik görevleri işlerken, iç tüp kırılgan cam lifler için güvenli, kararlı ve izole bir ortam sağlar.

Alt Fonksiyon 2B: Izgara Yönetimi ve Kontrolünde Kritik Uygulamalar

Optik lifler tarafından sağlanan veri kapasitesi “akıllı ızgara” nın omurgasıdır. Eski, kiralanan telekomünikasyon hatları ile imkansız olan gerçek zamanlı izleme, koruma ve kontrolü sağlar. İşte en kritik uygulamalar:

1. Güç Sistemi Koruması:
Bu tartışmasız en önemli veri işlevidir. "Pilot Koruma" veya "Diferansiyel Röle" Şemalar, bir iletim hattının iki ucu arasında ultra yüksek hızlı iletişim gerektirir. Çizginin ortasında bir arıza oluşursa, her iki uçtaki röleler akışın akışını anında karşılaştırmalıdır. OPGW fiber bağlantısını kullanarak, milisaniye (genellikle 1-2 döngü) olarak arızanın arasında Onları ve her iki kesiciyi aynı anda gezin. Bu yüksek hızlı bağlantı olmadan, röleler daha yavaş çalışacak ve daha fazla sistem bozukluğuna ve potansiyel ekipman hasarına neden olacaktı.

2. Denetleyici kontrol ve veri toplama (SCADA):
SCADA, ızgara kontrol merkezinin sinir sistemidir. OPGW'deki lifler, şebekedeki binlerce noktadan büyük miktarda gerçek zamanlı veri taşıyor-voltajlar, akımlar, güç akışları, devre kesici durumları ve transformatör musluk konumları-kontrol odasına. Bu, operatörlerin tüm ızgaranın durumunu gerçek zamanlı olarak görmelerini ve bilinçli kararlar almasını sağlar.

3. Geniş alan izleme ve kontrolü (WAM):
SCADA'nın ötesine geçen WAMS, senkronize fazör ölçüm birimleri (PMU'lar) kullanır. GPS ile senkronize edilen bu cihazlar, ızgaranın sağlığının saniyede 30-60 kez hassas, zaman damgalı bir “anlık görüntü” i sağlar. OPGW liflerinin yüksek bant genişliği ve düşük gecikmesi, bu büyük veri akışını taşımak için gereklidir. Bu, geleneksel SCADA için görünmez olabilecek ızgara salınımlarının ve istikrarsızlığın tespit edilmesine izin vererek yaygın kesintilerin önlenmesine yardımcı olur.

4. Varlık izleme ve koşul tabanlı bakım:
Lifler ayrıca OPGW kablonunun sağlığını ve iletim hattının kendisini izlemek için de kullanılabilir. Dağıtılmış Sıcaklık Algılama (DTS) ve Dağıtılmış Akustik Algılama (DAS), fiberin kendisini bir sensör olarak kullanır. DT'ler, ekler veya bağlantılardaki sıcak noktaları algılayabilirken, DAS iletken titreşimlerini, dörtnala ve hatta yol sağlığı yakınında ağaç düşmeleri veya yetkisiz yapı gibi potansiyel parazitleri tespit edebilir ve bulabilir.

5. Fayda operasyonları için telekomünikasyon:
Saf güç sistemi kontrolünün ötesinde, lifler, hizmetin ihtiyaç duyduğu her şey için güvenilir bir iletişim kanalı sağlar: bakım ekipleri için ses iletişimi, kurumsal veri ağı trafiği ve trafo merkezi güvenliği için video gözetimi.

Sinerjistik Avantaj: Neden iki işlevden daha iyi

OPGW'nin gerçek dehası, iki temel işlevi arasındaki güçlü sinerjide yatmaktadır.

Geçiş hakkının optimal kullanımı: Bir şanzıman kulesinde ayrı bir fiber optik kablo çalıştırmak, ek donanım, tasarım hususları gerektirir ve elemanlardan veya vahşi yaşamdan kaynaklanan hasara duyarlıdır. Fiberi topraklama kablosuna entegre ederek, kamu hizmetleri, ek izinlere veya arazi edinimine ihtiyaç duymadan mevcut, güvenli geçiş hakkının kullanımını en üst düzeye çıkarır.

Üstün Fiber Güvenliği ve Güvenilirliği: OPGW, lifler için fiziksel ve elektriksel olarak güvenli bir yol sağlar. Kulenin tepesine yerleştirilmiş, büyük ölçüde erişilemez ve kazara hasar, vandalizm ve hırsızlıktan korunmaktadır. Ayrıca, sağlam metalik kılıf, yüksek voltajlı bir ortamda şiddetli olan elektromanyetik parazite (EMI) mükemmel bağışıklık sağlar. Bu, benzersiz güvenilirlik ve veri bütünlüğü ile bir iletişim bağlantısı ile sonuçlanır.

Ekonomik Verimlilik: OPGW'nin başlangıç ​​maliyeti geleneksel bir topraklama kablosundan daha yüksek olsa da, ayrı bir iletişim altyapısı oluşturma, kiralama veya sürdürme ihtiyacını ortadan kaldırır. Fiber işlevselliğinin eklenmesinin “artımlı maliyeti”, oluşturduğu veri ağının muazzam değerine kıyasla minimaldir. Klasik bir daha akıllı inşa etmek için klasik bir durumdur, daha zor değil.

Sonuç: Dayanıklı ve akıllı bir geleceğin omurgası

Optik topraklama kablosu basit bir telden çok daha fazlasıdır; Modern güç iletiminin çok işlevli, kritik bir bileşenidir. İlk temel işlevi koruyucu kalkan doğanın öfkesi ve iç sistem hatalarına dayanmak için gereken esnekliği sağlayan temeldir. İkinci temel işlevi dijital sinir sistemi 21. yüzyıl güç şebekesi için gerekli durumsal farkındalık, hızlı otomasyon ve akıllı kontrolü sağlayan yüksek hızlı, yüksek güvenilirlik veri omurgası sağlayan dönüştürücüdür.

Bu iki iç içe işlevi anlayarak, OPGW'nin neden dünya çapında kamu hizmetleri için tercih edilen teknoloji haline geldiğini takdir edebilir. Zarif mühendisliğin mükemmel bir örneğidir: sağlam, güvenilir ve geleceğe hazır olan tek, sinerjik bir çözümle iki temel zorluğu (koruma ve iletişim) çözmek. .