송전선에서 광 접지선의 두 가지 핵심 기능은 무엇입니까?

와이어 너머 : OPGW가 그리드를 보호하고 연결하는 방법

우리 도시들 사이에 뻗어있는 광대하고 조용한 풍경에서, 전기 그리드의 우뚝 솟은 센티넬은 단순한 전력 이상을 가지고 있습니다. 이 고전압 변속기 타워의 꼭대기를 따라 묶은 것은 듀얼, 미션 크리티컬 목적을 제공하는 독특한 유형의 케이블입니다. 이 케이블은 다음으로 알려져 있습니다 광학 접지선 또는 opgw. 엔지니어, 그리드 운영자 및 통신 전문가의 경우 OPGW는 현대적이고 신뢰할 수있는 인프라의 초석입니다. 그러나 많은 사람들에게 그 전체 능력은 여전히 ​​미스터리로 남아 있습니다.

핵심 기능 #1 : 보호 방패 - 전력선 보호

변속기 타워의 상단에 묶인 와이어의 기본 및 전통적인 역할은 정적 방패 와이어 또는 지구 와이어 . 그 임무는 자연에서 가장 파괴적인 힘으로부터 아래에 통전 된 위상 도체 (전력을 부정한 와이어)를 보호하는 것입니다. OPGW는 무엇보다도 예외적으로 우수한 접지선입니다.

하위 기능 1A : 번개 보호 및 차폐

문제 : 번개 타격이 위상 도체에 직접 쳤을 때, 그것은 1 초의 분획으로 10 만 명을 초과하는 현재의 막대한 서지를 주입합니다. 이 서지는 라인의 운영 용량을 크게 초과하여 치명적인 단열재 고장, 장비 손상 및 회로 차단기의 즉각적인 트립을 초래하여 정전이 발생합니다.

OPGW가 해결하는 방법 : OPGW 케이블은 탑의 가장 높은 지점에 전략적으로 위치하여 위상 도체 위에 "방패"를 형성합니다. 번개 스트라이크의 접촉 지점이되도록 설계되었습니다.

의도적 인 매력 : 높이와 접지 기능으로 인해 OPGW는 아래의 임계 위기 도체에 도달하기 전에 번개를 효과적으로 가로 둡니다.

안전한 전류 경로 : 일단 타격을 입으면, OPGW의 강력한 금속 외부 층은 번개 전류가 케이블의 범위를 따라 이동할 수있는 낮은 임피던스 경로를 제공합니다.

지구로의 소산 : 각 변속기 타워에서 OPGW는 타워 구조에 전기적으로 연결됩니다. 타워 자체는 지구에 묻힌 막대와 도체 네트워크 인 접지 시스템에 연결되어 있습니다. 거대한 번개 전류는 탑 아래로 안전하게 전환되어지면으로 무해하게 사라집니다.

실제 결과 : OPGW는 파업에 스스로를 희생함으로써 번개의 파괴적인 에너지가 살아있는 도체에 도달하는 것을 방지하여 결함을 방지하고 전원 공급 장치의 연속성을 유지합니다. 그것의 설계는 기계적 또는 전기 고장없이 여러 파업을 견딜 수 있도록합니다.

하위 기능 1B : 접지 및 고장 전류 운반

문제 : 번개를 넘어서, 다른 이벤트는 전력선에서 결함을 일으킬 수 있으며, 예를 들어 도체 또는 장비 고장에 떨어지는 나무와 같은 트리가 발생할 수 있습니다. 살아있는 도체가 탑 자체와 같은 접지 된 물체에 닿으면“결함이 접지”를 만듭니다. 이로 인해 결함 전류라고 알려진 전류의 급격한 서지는 약간 덜 순간적이지만 거대합니다. 이 전류는 보호 릴레이가 결함을 감지하고 손상된 섹션을 분리 할 수 ​​있도록 안전하게지면으로 라우팅해야합니다.

OPGW가 해결하는 방법 : OPGW는 변속기 라인의 전체 길이를 따라 연속적인 저항성 전기 경로를 형성하여 모든 타워의 접지 시스템을 연결합니다.

공통 근거 참조 생성 : 이 상호 연결된 네트워크는 모든 타워가 유사한 지구 잠재력으로 유지되도록 보장하며, 이는 전력 시스템 보호 체계의 안정성과 올바른 작동에 중요합니다.

운반 오류 전류 : 결함 이벤트 중에 오류 전류의 상당 부분이 OPGW를 통해 흐르고 타워 구조는 소스로 다시 구조됩니다. OPGW는 특정 단락 전류 등급 (예 : 1 초 동안 50 ka)으로 특별히 설계되었습니다. 이는 알루미늄 및 강철 층이 회로 차단기가 녹거나 손상을 입지 않고 트립 될 때까지 짧은 기간 동안이 거대한 전류를 운반 할 수있을 정도로 상당하다는 것을 의미합니다.

실제 결과 : OPGW는 내부 전기 결함 중에 전류가 안전하고 예측 가능한 접지 경로를 갖도록합니다. 이를 통해 보호 장치는 신속하고 선택적으로 작동하여 장비 손상을 최소화하고 정전의 범위와 기간을 제한 할 수 있습니다.

핵심 기능 #2 : 디지털 신경계 - 스마트 그리드 커뮤니케이션 활성화

보호 역할은 기본이지만 OPGW를 간단한 와이어에서 전략적 자산으로 변환하는 것은 두 번째 기능입니다. 보호 금속 쉘 내에 싸인 광 섬유가있어 케이블을 고성능 통신 링크로 전환합니다.

하위 기능 2A : 물리적 구조 : 케이블 내 케이블

그것이 어떻게 작동하는지 이해하려면 그것이 어떻게 구축되었는지 이해해야합니다. OPGW는 간단한 재료 혼합이 아닙니다. 정확하게 조작 된 관형 구조입니다.

중심 핵심 : 바로 그 중앙에는 스테인레스 스틸 또는 알루미늄 튜브가 있습니다. 이 밀봉 된이 튜브 내부에는 광 섬유 자체가 있으며, 일반적으로 수분 차단을 방지하고 기계식 쿠션을 제공하기 위해 수분 차단 겔로 둘러싸여 있습니다.

외부 레이어 : 이 중앙 튜브에는 알루미늄과 스틸 와이어 층이 있습니다. 이 와이어는 튜브 주위에 좌초되어 케이블에 주요 기계적 강도, 전류 가공 용량 및 부식에 대한 저항을 제공합니다. 알루미늄 (전도도)과 강철 (강도)의 특정 조합은 프로젝트 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.

이 구성은 이중 정체성의 핵심입니다. 외부 와이어는 전기 및 기계적 의무를 처리하는 반면 내부 튜브는 깨지기 쉬운 유리 섬유에 안전하고 안정적이며 고립 된 환경을 제공합니다.

하위 기능 2B : 그리드 관리 및 제어의 중요한 응용 프로그램

광 섬유가 제공하는 데이터 용량은 "스마트 그리드"의 중추입니다. 이전의 임대 된 통신 라인에서는 불가능한 실시간 모니터링, 보호 및 제어를 가능하게합니다. 가장 중요한 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

1. 전력 시스템 보호 :
이것은 아마도 가장 중요한 데이터 기능입니다. "파일럿 보호"또는 "차동 릴레이" 체계는 전송 라인의 두 끝 사이의 초고속 통신이 필요합니다. 라인 중간에 결함이 발생하면 양쪽 끝에서의 릴레이는 즉시 유입되는 전류를 비교해야합니다. OPGW 섬유 링크를 사용하면 결함이 ~ 사이 그것들과 두 차단기를 동시에 여행합니다. 이 고속 링크가 없으면 릴레이는 더 느리게 작동하여 시스템 교란과 잠재적 장비 손상이 더 커집니다.

2. 감독 제어 및 데이터 수집 (SCADA) :
SCADA는 그리드 제어 센터의 신경계입니다. OPGW의 섬유는 그리드의 수천 개의 지점 (전압, 전류, 전력 흐름, 회로 ​​차단기 상태 및 변압기 탭 위치)의 수천 개의 실시간 데이터를 제어실로 가져옵니다. 이를 통해 운영자는 전체 그리드의 상태를 실시간으로보고 정보에 입각 한 결정을 내릴 수 있습니다.

3. 광역 모니터링 및 제어 (WAMS) :
SCADA를 넘어서서 WAMS는 동기화 된 Phasor 측정 장치 (PMU)를 사용합니다. GPS에 의해 동기화 된이 장치는 그리드 건강의 정확한 시간 스탬프 "스냅 샷"을 초당 30-60 회 제공합니다. OPGW 섬유의 높은 대역폭과 낮은 대기 시간은이 대규모 데이터 스트림을 전송하는 데 필수적입니다. 이를 통해 기존 SCADA에게는 보이지 않는 그리드 진동 및 불안정성을 감지하여 광범위한 정전을 방지 할 수 있습니다.

4. 자산 모니터링 및 조건 기반 유지 보수 :
섬유는 또한 OPGW 케이블과 변속기 라인 자체의 건강을 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. 분산 온도 감지 (DTS) 및 분산 음향 감지 (DAS)는 섬유 자체를 센서로 사용합니다. DTS는 스플 라이스 또는 연결에서 핫스팟을 감지 할 수있는 반면, DAS는 도체 진동, 갤럽 또는 트리 낙하 또는 무단 구조와 같은 잠재적 인 간섭을 찾아서 찾을 수 있습니다.

5. 유틸리티 운영을위한 통신 :
Pure Power System Control 이외에도 섬유는 유지 보수 승무원을위한 음성 통신, 기업 데이터 네트워크 트래픽 및 변전소 보안을위한 비디오 감시와 같은 유틸리티 요구 사항을 제공합니다.

시너지 효과 : 두 기능이 하나보다 나은 이유

OPGW의 진정한 천재는 두 핵심 기능 사이의 강력한 시너지에 있습니다.

권리의 최적 사용 : 변속기 타워에서 별도의 광섬유 케이블을 실행하려면 추가 하드웨어, 설계 고려 사항이 필요하며 요소 나 야생 동물로부터 손상이 필요합니다. 섬유를 접지 와이어에 통합함으로써 유틸리티는 추가 허가 나 토지 취득 필요없이 기존의 확보 된 오른쪽의 사용을 최대화합니다.

우수한 섬유 보안 및 신뢰성 : OPGW는 섬유에 대한 물리적이고 전기적으로 안전한 경로를 제공합니다. 타워 꼭대기에 위치한 이들은 대체로 접근 할 수 없으며 우발적 인 손상, 기물 파손 및 도난으로부터 보호됩니다. 또한, 강력한 금속 외피는 고전압 환경에서 심각한 전자기 간섭 (EMI)에 대한 탁월한 면역을 제공합니다. 이로 인해 비교할 수없는 신뢰성 및 데이터 무결성과의 통신 링크가 발생합니다.

경제 효율성 : OPGW의 초기 비용은 기존 지상 와이어보다 높지만 별도의 통신 인프라를 구축, 임대 또는 유지 관리 할 필요가 없습니다. 섬유 기능을 추가하는 "증분 비용"은 생성하는 데이터 네트워크의 막대한 가치에 비해 최소입니다. 더 똑똑하지 않고 더 똑똑하지 않은 전형적인 사례입니다.

결론 : 탄력적이고 지능적인 미래의 중추

광학 접지 와이어는 단순한 와이어보다 훨씬 높습니다. 현대 전력 전송의 다기능, 미션 크리티컬 한 구성 요소입니다. 첫 번째 핵심 기능은 a 보호 방패 자연의 분노 및 내부 시스템 결함을 견딜 수있는 데 필요한 탄력성을 제공하는 기본적입니다. 두 번째 핵심 기능은 a로 기능합니다 디지털 신경계 21 세기 전력망에 필요한 상황 인식, 빠른 자동화 및 지능형 제어를 가능하게하는 고속 고성분 데이터 백본을 제공하는 변형 적입니다.

이 두 가지 얽힌 기능을 이해함으로써 OPGW가 전 세계적으로 유틸리티를 위해 선택한 기술이 된 이유를 이해할 수 있습니다. 우아한 엔지니어링의 완벽한 예입니다 : 강력하고 신뢰할 수 있고 미래를위한 준비된 단일의 시너지 효과를 가진 두 가지 근본적인 과제 (보호 및 커뮤니케이션)를 해결합니다.