ADSS versus OPGW: vergelijking van twee belangrijke glasvezeloplossingen voor bovengrondse netwerken

Bovengrondse glasvezelnetwerken zijn afhankelijk van kabels die besten zijn tegen extreme weersomstandigheden, hoge mechanische belastingen en de elektromagnetische uitdagingen van elektriciteitsleidingomgevingen. Er zijn twee kabeltypen naar voren gekomen als de dominante oplossingen: ADSS-kabel (All-Dielectric Self-Supporting). and OPGW (optische aardedraad) . Hoewel beide snelle glasvezelcommunicatie leveren langs bovengrondse elektriciteitscorridors, zijn ze ontworpen voor fundamenteel verschillende omstandigheden en projecttypen. Het begrijpen van hun verschillen is essentieel voordat u zich aan een van beide oplossingen vastlegt.

Wat zijn ADSS- en OPGW-kabels?

Volledig diëlektrische zelfdragende (ADSS) kabel is een volledig niet-metalen glasvezelkabel die is ontworpen om tussen elektriciteitsmasten of zendmasten te worden gespannen zonder enige extra draad of ondersteunende structuur. De afwezigheid van metaal in de constructie maakt hem immuun voor elektrische interferentie. Daarom kan hij veilig worden geïnstalleerd in de nabijheid van spanningvoerende stroomgeleiders.

Optische aardedraad (OPGW) is een hybride kabel die twee functies tegelijkertijd vervult: hij fungeert als bovengrondse aarde-/afschermingsdraad op een hoogspanningstransmissielijn en bevat optische vezels voor datacommunicatie. Het vervangt fysiek de traditionele statische draad bovenaan zendmasten en integreert aardingsmogelijkheden en glasvezeltransmissie in één enkele kabel.

Beide kabeltypes maken gebruik van de bestaande elektriciteitslijninfrastructuur, waardoor de noodzaak om speciale communicatietorens te bouwen wordt geëlimineerd en de bouwkosten aanzienlijk worden verlaagd in vergelijking met traditionele glasvezelinzet. Ondanks dit gedeelde voordeel verschillen hun interne structuren, installatievereisten en optimale gebruiksscenario's aanzienlijk.

Structurele verschillen: hoe ze worden gebouwd

De interne architectuur van ADSS en OPGW weerspiegelt hun zeer verschillende ontwerpfilosofieën.

De ADSS-kabel is opgebouwd rond een centraal versterkingselement (meestal een glasvezelstaaf) omgeven door gestrande losse bufferbuizen, die elk meerdere optische vezels bevatten ingebed in gel. Aramidegaren (zoals Kevlar) wikkelt de kern als het primaire dragende element en biedt de treksterkte die nodig is voor lange luchtoverspanningen. Een buitenmantel van HDPE of AT (anti-tracking) maakt de structuur compleet. Er zit nergens metaal in de kabel. ADSS-ontwerpen zijn er in twee hoofdconfiguraties: centrale buis (geschikt voor kortere overspanningen tot circa 500 m) en gelaagd gestrand (bij voorkeur voor langere overspanningen tot 1.500 m of meer).

OPGW-kabel integreert daarentegen metaal en glasvezel in een concentrische opstelling. De optische vezels zijn ondergebracht in een of meer roestvrijstalen of aluminium buizen die op of nabij het midden van de kabel zijn geplaatst. Omliggende lagen bestaan ​​uit met aluminium bekleed staal (ACS) of draden van aluminiumlegering die zowel de mechanische sterkte bieden om lange transmissielijnoverspanningen aan te kunnen als de elektrische geleidbaarheid die nodig is om foutstromen veilig naar aarde te transporteren. Een nauwkeurig ontworpen doorsnede balanceert de elektrische prestaties, mechanische eigenschappen en thermische stabiliteit van de kabel onder foutomstandigheden.

Elektrische prestaties en veiligheid

Elektrisch gedrag is een van de meest kritische onderscheidende factoren tussen de twee kabeltypen.

Omdat ADSS geen geleidende componenten bevat, heeft het geen elektrisch potentieel en vormt het geen schokgevaar voor onderhoudspersoneel. Het wordt volledig onaangetast door elektromagnetische velden die worden gegenereerd door nabijgelegen stroomgeleiders. In omgevingen met zeer hoge spanningen (doorgaans boven 110 kV) kunnen geïnduceerde elektrische velden echter na verloop van tijd oppervlaktesporen op de buitenmantel veroorzaken. Kabels die in dergelijke omgevingen worden geïnstalleerd, vereisen een speciaal samengestelde kabel AT (anti-tracking) schede om deze degradatie tegen te gaan.

OPGW, omdat het een metalen kabel is, moet bij elke toren op de juiste manier worden aangesloten en geaard. Het biedt directe bliksembeveiliging door inslagen te onderscheppen en de resulterende foutstroom veilig naar de aarde te geleiden, waarbij de fasegeleiders eronder worden afgeschermd. Deze aardingsfunctie is de reden dat OPGW helemaal bovenaan zendmasten is geïnstalleerd. Door zijn metalen structuur moet hij altijd spanningsloos en geaard zijn voordat onderhoudswerkzaamheden kunnen beginnen, waardoor installatie onder spanning onmogelijk is zonder gespecialiseerde apparatuur en procedures.

Installatiemethoden en voorwaarden

De omstandigheden waaronder elke kabel kan worden geïnstalleerd, vertegenwoordigen een van de praktisch meest significante verschillen voor projectplanners.

ADSS-kabel wordt aan de zijkant van bestaande zendmasten of distributiepalen bevestigd met behulp van speciale hardware zoals ophangklemmen en spanklemmen. Omdat hij geen elektrische energie transporteert, kan hij op een spanningvoerende lijn zonder stroomuitval – een groot voordeel voor nutsbedrijven die zich geen downtime kunnen veroorloven. Installatieploegen rijgen het tussen palen, net als elke zelfdragende boodschapperkabel. Het lichte gewicht vermindert de structurele belasting van torens, wat een belangrijke overweging is bij het toevoegen van kabels aan verouderde infrastructuur.

OPGW-installatie is complexer. Omdat deze de bestaande bovengrondse aarddraad vervangt, moet de oude aarddraad worden verwijderd wanneer de nieuwe OPGW wordt ingetrokken - een handeling waarbij de transmissielijn spanningsloos en geaard moet worden, of moet worden geleid met behulp van gespecialiseerde live-line-technieken. Dit maakt OPGW de logische keuze voor nieuwe aanleg van transmissielijnen , waar geen bestaande aarddraad aanwezig is en er geen stroomonderbreking vereist is. Het achteraf uitrusten van een bestaande spanningslijn met OPGW is een logistieke uitdaging en aanzienlijk duurder.

Typische toepassingen

Elk kabeltype is afgestemd op een afzonderlijke reeks projectscenario's en industrieën.

ADSS-kabel wordt op grote schaal ingezet door telecommunicatie-exploitanten, energiedistributiebedrijven en particuliere netwerkexploitanten in een breed scala aan omgevingen. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer:

• Distributielijnen met spanningen van 10 kV tot 110 kV
• Uitrol van breedband- en FTTx-toegangsnetwerken
• Spoorweg- en transportcorridorcommunicatie
• Backbones van bedrijfs- en campusbuiteninstallaties
• CATV- en CCTV-netwerkinfrastructuur
• Landelijke connectiviteit over lange afstanden waar de bouw van nieuwe torens onpraktisch is

OPGW wordt voornamelijk gebruikt door energiebedrijven op hoogspannings- en extrahoogspanningstransmissiesystemen. De toepassingen zijn onder meer:

• Nieuwe 110 kV-, 220 kV-, 500 kV- en ultrahoogspanningstransmissielijnprojecten
• SCADA-systeemcommunicatie en bescherming via elektriciteitsnetten
• Slimme netwerkbewakings- en controletoepassingen
• Vervanging van verouderde aarddraden op bestaande hoogspanningslijnen tijdens geplande storingen
• Utility-to-utility particuliere communicatie-backbone-netwerken

Kosten- en onderhoudsoverwegingen

Bij kostenvergelijkingen tussen ADSS en OPGW moet rekening worden gehouden met zowel initiële investeringen als operationele factoren op de lange termijn.

ADSS-kabel heeft over het algemeen een lagere initiële materiaalkosten dan OPGW. De volledig diëlektrische constructie maakt geen gebruik van edele metalen en voor de installatie zijn geen stroomstoringen nodig, waardoor de projectgerelateerde kosten aanzienlijk worden verlaagd. Het onderhoud is relatief eenvoudig: visuele inspectie en hardwarecontroles kunnen doorgaans worden uitgevoerd zonder de lijn spanningsloos te maken.

OPGW brengt hogere initiële kosten met zich mee vanwege de complexiteit van de hybride metaal-optische structuur en de noodzaak om tijdens de installatie de bestaande aarddraad te verwijderen en te vervangen. Voor nieuwe transmissielijnprojecten biedt OPGW echter overtuigende waarde omdat één enkele kabel tegelijkertijd de verplichte aardingsfunctie en de communicatiefunctie vervult, en twee afzonderlijke systemen vervangt. Gedurende de levensduur van een hoogspanningstransmissieproject kan deze dubbele efficiëntie de hogere initiële investering compenseren.

Het onderhoud van OPGW vereist meer zorg. Voor elk reparatiewerk aan de kabel zijn aardingsprotocollen nodig, en bij het verbinden van vezels in het veld moet rekening worden gehouden met de metalen componenten van de kabel. Lassluitingen en hardware moeten geschikt zijn voor de elektrische omgeving van de zendmast.

Hoe u kunt kiezen tussen ADSS en OPGW

De juiste keuze hangt vooral af van drie factoren: het spanningsniveau van de lijn, of het project nieuwbouw of renovatie betreft en of de kabel een aardingsfunctie moet vervullen. De onderstaande tabel vat de belangrijkste beslissingspunten samen.

Als algemene regel: kies voor OPGW bij de aanleg van nieuwe hoogspanningstransmissie-infrastructuur waar toch een aardingsdraad nodig is, en de dual-purpose kabel zal de beste totale waarde opleveren. Kies ADSS bij het upgraden of toevoegen van communicatiecapaciteit aan een bestaande onder spanning staande lijn , vooral bij distributiespanningen, waar een stroomstoring onpraktisch is en er geen structurele veranderingen aan de torens gewenst zijn.

Voor projecten die beide scenario's omvatten – zoals een nutsbedrijf dat zijn glasvezelbackbone uitbreidt over gemengde nieuwe en bestaande infrastructuur – is een combinatiebenadering met behulp van OPGW op nieuwe hoogspanningssegmenten en ADSS op bestaande distributiesecties een gevestigde praktijk. Bezoek onze website om specifieke productconfiguraties voor beide kabeltypen te bekijken OPGW-productpagina of neem contact op met ons engineeringteam voor een projectspecifieke aanbeveling.