کابل‌های opgw چیست

کابل OPGW یکی از کابل‌های فیبر نوری است که در خطوط توزیع و انتقال هوایی به کار برده می‌شود. کابل OPGW در سال 1997 توسط شرکت BICC توسعه و به ثبت رسید؛ و در سال 1980 میلادی این کابل به مورد استفاده قرار گرفت. کابل OPGW در صنعت انتقال برق و مخابرات به عنوان یک راه‌حل بسیار مناسب شناخته شد. این کابل به‌طور همزمان نقش انتقال سیگنال‌های نوری و حفاظت از خطوط برق را ایفا می‌کند. این کابل، علاوه بر انتقال داده‌ها و سیگنال‌های ارتباطی، نقش سیم زمین (Ground) را برای حفاظت از تجهیزات برقی در برابر رعد و برق و سایر مشکلات الکتریکی ایفا می‌کند.

در سال 2000 میلادی حدود 6000 کیلومتر کابل OPGW در تمام دنیا مورد استفاده قرار گرفت اما به مرور زمان و بعد از سال 2000 استفاده از آن به شدت کم شد و در آسیا و به ویژه کشور چین برای بهبود عملکرد زیر ساخت های مخابراتی افزایش پیدا کرد و همچنین تبدیل به بزرگ ترین بازار منطقه‌ای برای OPGW در خطوط انتقال شد.

ساختار کابل‌های OPGW

ساختار کابل OPGW ترکیبی از سیم‌های فلزی و فیبر نوری است که در داخل پوشش محافظ کابل قرار دارند. این کابل‌ها معمولاً برای حفاظت از خطوط انتقال برق در برابر رعد و برق و شرایط جوی شدید طراحی می‌شوند. فیبرهای نوری موجود در کابل OPGW می‌توانند برای انتقال سیگنال‌های مخابراتی، نظارت بر سیستم‌های قدرت و حتی برقراری ارتباطات داده‌ای در شبکه‌های برق استفاده شوند. استفاده از کابل OPGW علاوه بر افزایش ایمنی خطوط انتقال برق، به بهره‌برداری مؤثرتر از زیرساخت‌های مخابراتی کمک می‌کند و نیاز به کابل‌های جداگانه برای ارتباطات را از بین می‌برد.

کابل های OPGW به چندین روش مختلف طراحی و تولید می شوند که در یکی از این روش ها 8 الی 48 تار فیبرنوری داخل یک لوله پلاستیکی که از ترکیبات مقاوم در برابر آب پر شده است قرار می گیرد. این لوله داخل یک فولاد ضد زنگ و یا یک لوله فولادی با روکش آلومینیومی قرار داده می شود و لوله داخل کابل به وسیله ی رشته های آلومینیومی، آلیاژ آلومینیوم یا فولاد تابیده می شود.

رشته های آلومینیومی برای هدایت الکتریکی و از رشته های فولاد برای بالا بردن مقاومت کابل استفاده می شود چرا که با افزایش تعداد تارهای فیبر نوری در یک کابل می تواند تعداد لوله ها را افزایش دهد.

کاربرد کابل‌های OPGW

کابل های OPGW در دو حالت زیر کاربرد دارند:

1. Ground Wire یا Shield Wire
2. انتقال دهنده داده و اطلاعات فیبرنوری

انتقال انرژی توسط خطوط هوایی به علت مسافت‌های طولانی و قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی و جوی اغلب دچار آسیب و بروز اشکال در انتقال اطلاعات و همچنین اشکال در شبکه می‌شود. یکی از عوامل جوی که به طور معمول برق رسانی خطوط انتقال را دچار اشکال می کند صاعقه است چرا که از کابل‌های OPGW در بالاترین نقطه‌ی دکل استفاده می‌شود و دکل‌ها ارتفاع زیادی نسبت به زمین دارند و به دلیل پهن بودن سر دکل‌ها احتمال برخورد صاعقه با هادی‌های خطوط انتقال بیشتر از برخورد آن با زمین است به همین خاطر بعد از برخورد صاعقه با سیستم‌های انتقال نیرو می‌بایست مسیر جایگزین و مناسب برای جلوگیری از اثرات بعدی صاعقه را در نظر گرفت.

وظایف اصلی کابل‌های OPGW محافظت از سیستم انتقال انرژی در برابر عوامل محیطی و خارجی مانند مثالی که در بالا ذکر شد می‌باشد.

اجزای تشکیل دهنده کابل OPGW

• Optical fiber
• تیوپ مرکزی استنسل استیل یا آلومینیومی
• غلاف کابل که شامل یک یا چند لایه سیم‌های غلافی

در ساخت و طراحی کابل‌های OPGW می‌توان از فیبرهای نوری متفاوتی مانند فیبرهای Single mode، NZDSF و یا سایر فیبرها استفاده کرد؛ در انتخاب فیبرها به این نکته توجه شود که آن‌ها می‌بایست استانداردهای IEC 60793-2 را داشته باشند همچنین موارد G652، ITU-T G655 را رعایت کنند.

تیوپ مرکزی کابل OPGW

OPGW دارای یک تیوپ مرکزی استنلس استیل بسیار مقاوم در برابر ضربه می‌باشد. در این کابل‌ها از روش تولید تیوپ‌های Loose buffer استفاده می‌شود و این تیوپ‌ها اغلب شامل چند فیبر نوری هستند که هر کدام از این فیبرهای نوری به صورت جداگانه به وسیله رنگ‌ها و براساس استاندارد TIA/EIA-598 کد گذاری شده‌اند.

نکته بسیار حائز اهمیت در مورد فیبرها این است که آن ها در دما و حرارت تغییر حالت نمی‌دهند. Fiberها به صورت آزادانه در داخل تیوپ‌ها قرار می‌گیرند. ماده‌ی رطوبت گیر داخل تیوپ‌ها قرار گرفته که از نفوذ آب به داخل آن جلوگیری می‌کند.

از ویژگی‌های مهم تیوپ‌های مرکزی قرار گرفتن فیبرها به شکل مارپیچ داخل آن است و همین علت طول فیبر نوری بیشتر از تیوپ می‌باشد که این اضافه طول فیبر نوری زمان کشیدگی فیبرها نیروی بیش از 50 درصد استحکام کل کابل ایجاد می‌کند به این معنا که اگر نیروی کششی به کابل وارد شود و از آنجا که طول فیبر نوری بیشتری در داخل کابل موجود است این نیرو به طور مستقیم به تیوپ و فیبر وارد نمی‌شود و در حقیقت عدم افزایش تضعیف اپتیکی در فیبر می‌باشد.

غلاف دار نمودن کابل OPGW

برای محافظت و جلوگیری از پیچ خوردن فیبرها در خطوط انتقال تیوپ بافرهای opgw را توسط یک یا چند لایه سیم غلاف دار می‌پوشانند. جنس این غلاف ها شامل:

• سیم هادی فولادی با پوشش آلومینیوم
• سیم های آلیاژی آلومینیومی

بافت غلاف ها و لایه خارجی کابل های opgw به صورت چپگرد است و باقی لایه ها عکس این موضوع می باشد.

آزمون‌های سنجش OPGW

1. آزمون های روزانه یا روزمره
2. آزمون پذیرش کارخانه ای
3. آزمون طراحی