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Fio terra aéreo composto de fibra óptica

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Fio terra aéreo composto de fibra óptica

2024-08-13

Cabo OPGW, Fio Terra Aéreo Composto de Fibra Óptica (também conhecido como fio terra aéreo composto de fibra). A fibra óptica é colocada no fio terra da linha de transmissão aérea de alta tensão para formar a rede de comunicação de fibra óptica na linha de transmissão. Essa estrutura tem a dupla função de fio terra e comunicação, sendo geralmente chamada de cabo óptico OPGW.

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A fibra óptica utiliza a diferença no índice de refração dos materiais do núcleo e do revestimento para transmitir energia luminosa na fibra óptica, o que se tornou uma grande revolução na história das comunicações. Os cabos de fibra óptica são leves e compactos, e têm sido adotados por sistemas de energia para transmitir telefones de despacho, sinais de telecontrole, proteção de relés, imagens de TV e outras informações entre subestações e estações de despacho centrais. A fim de melhorar a estabilidade e a confiabilidade dos cabos de fibra óptica, uma estrutura na qual o cabo de fibra óptica é combinado com o condutor de fase da linha de transmissão, o fio terra aéreo e o cabo de energia foi desenvolvida no exterior. Como o cabo óptico OPGW é envolto em fios metálicos, o cabo óptico é mais confiável, estável e firme. Como o fio terra aéreo e o cabo óptico são combinados em um, em comparação com o uso de outros cabos ópticos, isso não apenas encurta o período de construção, mas também economiza o custo de construção. Além disso, a utilização de um OPGW feito de fio de aço revestido de alumínio ou fio de liga de alumínio equivale à instalação de um bom fio terra aéreo, o que pode reduzir a corrente potencial de alimentação da linha de transmissão, reduzir a sobretensão de frequência e melhorar a conexão da linha de energia à linha de comunicação. Apresenta inúmeras vantagens, como a redução de interferências e efeitos perigosos. Como a fibra óptica possui características anti-interferência eletromagnética e baixo peso, pode ser instalada no topo da torre da linha de transmissão sem considerar a posição ideal de suspensão e a corrosão eletromagnética. Portanto, o OPGW possui características significativas, como alta confiabilidade, propriedades mecânicas superiores e baixo custo. Essa técnica é especialmente adequada e econômica para novas instalações ou substituição de fios terra existentes.
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Existem três tipos principais de estruturas OPGW comuns: tipo tubo de alumínio, tipo moldura de alumínio e tipo tubo de aço (inoxidável).

O projeto de instalação do OPGW deve considerar a coordenação com a tensão do fio, a flecha e a folga do isolamento, e sua carga não deve exceder a faixa de uso permitida da torre e da fundação existentes. Portanto, a curva característica deve ser calculada de acordo com os principais parâmetros técnicos do OPGW selecionado, e a caixa de junção, os desenhos de layout de diversos hardwares e acessórios, os desenhos gerais e os desenhos de instalação devem ser projetados em conjunto com a engenharia real.

1. Tratamento do alongamento inicial
Para o tratamento do alongamento inicial do OPGW, pode ser utilizado o método de resfriamento, ou seja, a relação alumínio-aço do OPGW é revisada, e o alongamento inicial é tratado com referência ao valor de resfriamento do fio similar ou fio terra.

2. Projeto de medidas antivibração
Entre os acessórios utilizados pela OPGW, o grampo de tensão é do tipo arame pré-torcido, e o grampo de suspensão é equipado com arame pré-torcido e junta de borracha. Esses dois tipos de acessórios possuem certas capacidades antivibração. Para fortalecer ainda mais a capacidade antivibração, pode-se considerar a instalação de martelos antivibração, geralmente calculados de acordo com o vão:
Quando o vão for menor ou igual a 300M, instale um martelo antivibração;
Quando o vão for >300M, instale dois martelos antivibração.

3. Problemas que devem ser observados na construção e montagem do OPGW
A construção e a montagem do OPGW são diferentes das de fios de aço comuns. Deve-se tomar cuidado para evitar danos permanentes, a fim de evitar que o desempenho da fibra óptica seja afetado no futuro, e deve-se focar em: torção do OPGW, microcurvatura, pressão radial local fora do clipe e poluição da fibra óptica. Portanto, na fase de construção, as seguintes medidas eficazes devem ser tomadas para solucionar o problema:

(1) Evite que o OPGW torça
Instalar o contrapeso e o dispositivo antitorção na placa e o grampo de aperto;
Adote polia especial de ranhura dupla;
Máquina de linha de tensão com guincho duplo;

(2) Prevenir e reduzir a microcurvatura e o estresse do OPGW
Não são permitidos ângulos agudos (controle o raio mínimo de curvatura de 500 mm);
O diâmetro do carretel do cabo OPGW não deve ser inferior a 1500 mm;
O diâmetro da polia deve ser maior que 25 vezes o diâmetro do OPGW, geralmente não inferior a 500 mm; o lado interno da polia deve ter um revestimento de náilon ou borracha para evitar arranhões na superfície do OPGW;
Fio de tração apropriado e conexões de pagamento;
O comprimento máximo da bobina do OPGW especificado é 6000M para evitar o número de vezes sobre a polia;
O ângulo de rotação da linha do pay-off contínuo é limitado a ≤ 30°. Em uma seção de tensão do pay-off, a direção OPGW após o canto deve ter o formato de um "C";

(3) Controle da tensão de compensação:
Descarregador de tensão hidráulica e trator com dispositivo de liberação de tensão;
Velocidade limite de pagamento ≤ 0,5 m/s;

(4) Prevenir a poluição por fibras
Na construção e montagem do OPGW, deve-se prestar atenção ao encapsulamento das extremidades;
Além disso, antes da chegada do OPGW ao local, antes da montagem, após a conclusão da montagem e da conexão da fibra óptica e a conclusão da construção de toda a linha, o teste de aceitação da atenuação da fibra óptica do OPGW deve ser realizado no local a tempo.

O cabo óptico OPGW é usado principalmente em linhas de tensão de 500 kV, 220 kV e 110 kV, e é usado principalmente em linhas novas devido a falhas de energia da linha, segurança e outros fatores.

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Os recursos aplicáveis ​​do OPGW são:
(1) As linhas com alta tensão superior a 110 kV têm um vão grande (geralmente mais de 250 m);
(2) É fácil de manter, fácil de resolver o problema de cruzamento de linha e suas características mecânicas podem atender ao grande cruzamento de linha;
(3) A camada externa do OPGW é uma armadura metálica, que não tem efeito sobre a corrosão e degradação elétrica de alta tensão;
(4) O OPGW deve ser desligado durante a construção, e a perda de energia é relativamente grande, então o OPGW deve ser usado em novas linhas de alta tensão acima de 110 kV;

(5) Nos indicadores de desempenho do OPGW, quanto maior a corrente de curto-circuito, mais condutores blindados são necessários e a resistência à tração é correspondentemente reduzida. No entanto, sob a condição de uma determinada resistência à tração, para aumentar a capacidade de corrente de curto-circuito, basta aumentar a área da seção transversal do metal, resultando em um aumento no diâmetro e no peso do cabo, o que representa um problema de segurança para a resistência da torre de linha.