La comunicación de fibra óptica se ha convertido en una parte importante de la construcción de la red eléctrica y la transformación de la red eléctrica. La capacidad de comunicación de fibra óptica es grande, y el rendimiento anti-interferencia es bueno, que no solo puede satisfacer las necesidades de comunicación y automatización en el sistema de energía, pero también proporcionar el exceso de capacidad a la sociedad. La comunicación de fibra óptica no solo puede mejorar la confiabilidad de la fuente de alimentación de la red eléctrica, sino también lograr buenos beneficios económicos.
Es una forma muy económica de tender cables ópticos mediante el uso de corredores de líneas eléctricas aéreas para colocar sobre el poste de la línea. En la actualidad, existen dos formas principales de tendido de cables ópticos en líneas de transmisión aéreas: cable de tierra aéreo compuesto de fibra óptica (OPGW) y cable óptico autoportante totalmente Dieléctrico (ADSS). OPGW generalmente se selecciona para nuevas líneas eléctricas, y ADSS se usa a menudo para líneas eléctricas que ya se han construido. El cable de fibra óptica ADSS tiene una inversión menor que OPGW, puede estar tendido en el estado de no apagón de líneas eléctricas, y es más conveniente para el diseño, construcción, mantenimiento, etc. Ha sido ampliamente utilizado en líneas eléctricas terminadas.
El alcance de la aplicación del cable óptico de fibra ADSS
Para las líneas de transmisión de alto voltaje recién construidas o terminadas de 220 kV y superiores, que se utilizan como corredores troncales de comunicación, el personal de ingeniería debe elegir OPGW de los aspectos de confiabilidad, construcción y mantenimiento de la comunicación de fibra óptica para garantizar la coincidencia de la vida útil (más de 30 años) De la línea de comunicación y la línea de transmisión. Los cables ópticos ADSS no deben usarse para líneas de transmisión de línea principal de 220kV o más.
Para las líneas de transmisión completadas de 220kV y abajo, especialmente la comunicación entre subestaciones regionales, se puede considerar el cable de fibra óptica ADSS. Los ingenieros primero deben considerar la confiabilidad de instalar cables ópticos de fibra de ADSS en líneas eléctricas aéreas, y evaluar el tiempo transcurrido de las líneas eléctricas, el grado de envejecimiento del polo del alambre, Y los estándares de diseño originales para determinar la viabilidad de la instalación.
Dado que el diseño y las regulaciones técnicas de las líneas eléctricas se han modificado, ajustado y complementado a lo largo de los años, es difícil verificar la resistencia de los postes de las líneas eléctricas que han estado en funcionamiento durante muchos años, que se ha convertido en un tema clave en la instalación de cables ópticos de fibra ADSS. El principio general es que el cable óptico de fibra ADSS puede ser tendido aéreo sin afectar el funcionamiento seguro de la línea de alimentación o reducir la confiabilidad. Por lo tanto, el autor recomienda colocar cable de fibra óptica ADSS, y la línea de alimentación con mejores condiciones debe seleccionarse tanto como sea posible.
La selección de Cable de fibra óptica ADSS
1. La estructura del cable óptico de fibra de ADSS
La estructura del cable óptico de la fibra del ADSS se divide en dos categorías: tubo flojo central y tubo multi-trenzado. A excepción de algunas líneas eléctricas con buenas condiciones en todos los aspectos, generalmente es apropiado usar la estructura de tubo multicatenario del cable de fibra óptica ADSS.
La fibra óptica en el cable óptico de fibra de ADSS se guía en el tubo suelto en forma de onda, y luego el tubo suelto se tuerce para producir un exceso de longitud retorcido. La fibra óptica tiene un exceso de longitud apropiado, que asegura que la fibra óptica no se estresa cuando el cable óptico se somete a la carga mecánica de la operación normal (es decir, la fibra es Diseño de tensión cero), no aumentará la pérdida de fibra.
2. El rendimiento eléctrico
ADSS cable de fibra
La selección del cable óptico de fibra ADSS debe considerar primero los requisitos de rendimiento eléctrico, es decir, el tamaño del campo eléctrico inducido por el espacio (potencial) que el ADSS puede soportar. La razón es que el cable óptico ADSS funciona cerca del conductor de línea de alto voltaje, y hay un campo electromagnético en el espacio alrededor del conductor. El acoplamiento capacitivo entre el cable y el suelo hace que el cable óptico esté en una posición potencial espacial. Cuando la niebla, el rocío o la lluvia ligera, la contaminación por humedad forma una capa de resistencia en la superficie de la cubierta exterior del cable óptico. Bajo el efecto del potencial espacial, fluye una corriente entre la superficie de la funda y el cable de tierra del cable óptico en la torre de hierro. El calentamiento actual hace que el agua se evapore, lo que forma una pequeña zona seca en la superficie de la funda exterior del cable óptico, bloqueando la corriente. Cuando la diferencia de potencial alcanza una cierta altura, la descarga formará un arco, que es el arco de banda seca. Genera calor que puede hacer que el polímero reticulado pierda gradualmente su fuerza de unión y forme corrosión, y la funda se fundirá en los agujeros. Este fenómeno o falla se llama corrosión eléctrica de la funda o rastros eléctricos, lo que puede provocar la rotura del cable en casos graves.
El tipo de funda externa utilizada por ADSS depende del tamaño del potencial espacial de la posición de instalación del cable óptico y está relacionado con muchos factores, como el nivel de voltaje de la línea de alimentación, la estructura del poste de línea, la disposición del conductor y la disposición de fase.
3. Las propiedades mecánicas del Cable de fibra óptica ADSS
(1) propiedades mecánicas del Cable óptico de la fibra de ADSS
En términos de la resistencia mecánica del cable óptico de fibra ADSS, El carring de kevlar y el número de kevlar en el cable determinan la resistencia a la tracción nominal (RTS) del cable óptico en kN.
La fuerza de tracción (tensión) máxima permitida (estera) del cable óptico de fibra ADSS corresponde a la fuerza de tracción (tensión) máxima en el cable óptico en las condiciones meteorológicas de peor diseño. La unidad es kN o N/mm2.
La fuerza de tracción (tensión) media anual (día) (EDS) del cable óptico de fibra de ADSS corresponde a la fuerza de tracción (tensión) en ausencia de viento, hielo y temperatura media anual, Y la unidad es kN o N/mm2.
La tensión de funcionamiento final (UOS) del cable óptico de fibra de ADSS se puede considerar como la capacidad de sobrecarga del cable, que corresponde a la tracción (tensión) fuerza el cable se soporta cuando se excede la carga Meteorológica de diseño por un corto tiempo, kN o la unidad es N/mm2.
Existe una cierta relación entre estos cuatro valores de fuerza y está relacionada con la estructura del cable óptico. La relación entre ellos también se llama la "ventana de deformación de fibra" o el rendimiento de "tensión-tensión" del cable.
(2) características de tensión-sag
Las propiedades mecánicas del cable de fibra óptica relacionadas con esta característica incluyen principalmente el diámetro del cable, el peso del cable, el módulo elástico y el coeficiente de expansión térmica.
Cable de fibra óptica ADSS tiene características de luz variable. Para el mismo cable óptico, si las condiciones meteorológicas y las hundimientos son diferentes, su alcance permitido es diferente.
De acuerdo con las condiciones meteorológicas de diseño, distancias, que se va a erigir vanos de la línea eléctrica, el diseño y las condiciones de funcionamiento de la torre, el ángulo de línea y la diferencia de altura, etc., el personal de ingeniería determinar las propiedades mecánicas del cable óptico ADSS. Los ingenieros suelen utilizar la mesa de hundimiento de tensión del cable ADSS calculada por las condiciones meteorológicas de diseño de la línea eléctrica como base para comprobar la resistencia de la torre. Las cargas añadidas del cable de fibra de ADSS incluyen principalmente la carga de viento, la carga de rehielo y la tensión desequilibrada y el cruce de surcos también deben verificarse. Finalmente determinar las propiedades mecánicas del propio cable óptico ADSS.
4. Determinación de las condiciones de control
Determinación de las condiciones de Control (propiedades eléctricas o mecánicas del cable óptico de fibra de ADSS) es una parte importante del diseño de instalación de ADSS, que está relacionado con la operación segura de la línea y la vida útil del cable óptico. No solo está relacionado con las condiciones de operación de las líneas eléctricas y las condiciones meteorológicas, sino también con las propiedades mecánicas del propio ADSS. Afecta a la selección del tipo de ADSS, la determinación de la posición de la suspensión del ADSS (rendimiento eléctrico), la tensión del ADSS y el sag (rendimiento mecánico) requeridos para el cruce y la carga del poste de la línea.
(1) Condiciones del Polo de línea y distribución del potencial espacial
Las condiciones del Polo de línea incluyen principalmente: Modelo y tamaño del polo, voltaje del sistema, modelo de cable o diámetro exterior, bucle de cable, número de división del cable y distancia de división, modelo de cable de tierra o diámetro exterior, disposición de fase (doble circuito o multicircuito en la misma torre es muy importante).
(2) Determinación del hundimiento máximo permitido de cable de fibra óptica
Además de la resistencia mecánica, el hundimiento máximo permitido del cable ADSS depende de la distancia mínima entre el punto más bajo del hundimiento del cable y el suelo (o cruce) Y la ubicación (o altura) del punto de suspensión. El diseño de la ubicación del punto de suspensión está directamente relacionado con el potencial espacial del punto.
De acuerdo con las regulaciones pertinentes o los requisitos de ingeniería para la distancia mínima entre el punto más bajo del hundimiento del cable de fibra óptica y el suelo, se puede obtener la caída máxima permitida del cable. El personal de ingeniería debe ser claro: esta es una de las condiciones de control importantes del proyecto.
(3) características de tensión-sag-span del cable óptico ADSS
Cálculo de las características de tensión-sag-span requiere dos condiciones: condiciones de combinación Meteorológica de diseño e instalación inicial de cable de hundimiento.
5. La tensión máxima de la aplicación del cable de fibra óptica ADSS
La tensión máxima de aplicación de ADSS debe determinarse de acuerdo con la carga de diseño de la torre de línea eléctrica original. Bajo la condición de que la carga del poste de línea lo permita, aumentar la tensión es beneficioso para la realización de travesaño, pero puede reducir el uso efectivo del tramo del cable (las condiciones de control cambian a los EDS del cable son limitadas).
El personal de ingeniería debe determinar la tensión máxima de trabajo en cada sección de tracción en función de la extensión de cada distancia de engranaje en diferentes secciones de tracción. Cuando ADSS debe ser colgado en una cierta posición de acuerdo con los requisitos de la estructura del poste de línea o de los factores de expansión, tales como 110kV línea seleccionada en el lugar donde el espacio inducido campo eléctrico es 20kV, el cable óptico de fibra ADSS no puede elegir la funda PE según la Convención. Esta situación debe determinarse de acuerdo con el tramo y la torre de tensión en cada sección de tensión de la línea.
Cuando sea necesario, el personal de ingeniería selecciona cables de fibra óptica ADSS con diferentes tensiones y tipos de chaqueta en una línea basada en la sección de tracción como una unidad a través de la comparación económica.
En resumen, en el diseño de ingeniería real, el personal de ingeniería debe combinar la situación real de la línea eléctrica establecida. Cuando las condiciones anteriores ocurren al mismo tiempo, las condiciones de control deben seleccionarse correctamente para que el diseño de instalación del cable de fibra óptica ADSS sea económico, seguro y razonable.
ADSS a prueba de golpes y ajuste
El factor de seguridad del diseño de resistencia del cable de fibra óptica ADSS debe determinarse bajo la condición de que el diseño y las condiciones meteorológicas de la línea de alimentación sean consistentes. De acuerdo con la experiencia de operación madura de las líneas de transmisión de energía en mi país, el factor de seguridad de diseño del cable de fibra ADSS no debe ser inferior a 2,5. Como el alambre trenzado de metal, el cable óptico de la fibra del ADSS se ve afectado por el viento y el otro medio ambiente, y la vibración ocurrirá. La vibración a largo plazo causará daños por fatiga al cable de fibra óptica y a los accesorios. Por lo tanto, la tensión de funcionamiento promedio anual del cable óptico de fibra de ADSS debe seleccionarse para no exceder la 20% de la fuerza de ruptura final del cable óptico de fibra de ADSS, Y se deben tomar las medidas antivibración correspondientes.
1. Medidas Anti-vibración
En la actualidad, antivibración Hay dos medidas: Adición de martillo antivibración y látigo Antivibración en espiral (SVD). Si se adoptan medidas adicionales de martillo antivibración, se debe enrollar una cierta longitud de líneas de protección de alambre pre-retorcidas alrededor de la instalación para dispersar la tensión. SVD es fácil de construir y por lo tanto ampliamente utilizado. Las pruebas locales y de laboratorio muestran que el látigo antivibración es muy eficaz para reducir los niveles de vibración.
El SVD debe instalarse de acuerdo con los requisitos de diseño. Dos o más SVDs se pueden conectar en paralelo o en serie. Generalmente se utiliza conexión paralela. Generalmente, el número máximo puede ser 4 en paralelo.
La industria generalmente cree que la posición de instalación del SVD no es sensible al efecto anti-vibración. Para evitar que el látigo antivibración esté demasiado cerca del extremo del cable pretrenzado del hardware para producir un arco, cuanto mayor sea la distancia entre el látigo y el extremo del cable pre-trenzado del hardware, más seguro será.
2. Accesorios de cable de fibra óptica ADSS
Los accesorios de cable de fibra óptica ADSS incluyen principalmente accesorios de tracción, accesorios de voladizo y cajas de empalme, generalmente suministrados por los fabricantes de cables de fibra óptica ADSS. En los últimos años, los accesorios de metal ADSS han sido ampliamente utilizados y están en buen funcionamiento.
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