ADSS กับ OPGW: การเปรียบเทียบโซลูชันไฟเบอร์ออปติกหลักสองโซลูชันสำหรับเครือข่ายเหนือศีรษะ

เครือข่ายใยแก้วนำแสงเหนือศีรษะขึ้นอยู่กับสายเคเบิลที่สามารถทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง รับภาระทางกลสูง และความท้าทายทางแม่เหล็กไฟฟ้าของสภาพแวดล้อมสายไฟ สายเคเบิลสองประเภทกลายเป็นโซลูชันที่โดดเด่น: สายเคเบิล ADSS (รองรับตัวเองด้วยอิเล็กทริกทั้งหมด) และ สปป (สายกราวด์แบบออปติคอล) . แม้ว่าทั้งสองอย่างจะนำเสนอการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกความเร็วสูงไปตามทางเดินไฟฟ้าเหนือศีรษะ แต่ก็ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับเงื่อนไขพื้นฐานและประเภทโครงการที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างเป็นสิ่งสำคัญก่อนที่จะตัดสินใจเลือกวิธีแก้ปัญหาอย่างใดอย่างหนึ่ง

สายเคเบิล ADSS และ OPGW คืออะไร?

สายเคเบิลที่รองรับตัวเองด้วยอิเล็กทริก (ADSS) ทั้งหมด เป็นสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่ไม่ใช่โลหะทั้งหมด ออกแบบมาเพื่อพันระหว่างเสาไฟฟ้าหรือเสาส่งสัญญาณโดยไม่มีสายส่งหรือโครงสร้างรองรับเพิ่มเติม การไม่มีโลหะในการก่อสร้างทำให้มีภูมิต้านทานต่อการรบกวนทางไฟฟ้า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงสามารถติดตั้งได้อย่างปลอดภัยใกล้กับตัวนำไฟฟ้าที่มีพลังงาน

สายกราวด์แสง (OPGW) เป็นสายเคเบิลไฮบริดที่ทำหน้าที่สองฟังก์ชันพร้อมกัน โดยทำหน้าที่เป็นสายดิน/ชีลด์เหนือศีรษะบนสายส่งไฟฟ้าแรงสูง ขณะที่หุ้มเส้นใยนำแสงสำหรับการสื่อสารข้อมูล โดยจะมาแทนที่ลวดคงที่แบบเดิมที่ด้านบนของเสาส่งสัญญาณ โดยผสานความสามารถในการต่อสายดินและการส่งผ่านใยแก้วนำแสงไว้ในสายเคเบิลเส้นเดียว

สายเคเบิลทั้งสองประเภทใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานของสายไฟที่มีอยู่ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการสร้างเสาสื่อสารเฉพาะ และลดต้นทุนการก่อสร้างลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการใช้งานใยแก้วนำแสงแบบดั้งเดิม แม้จะมีข้อได้เปรียบร่วมกัน แต่โครงสร้างภายใน ข้อกำหนดในการติดตั้ง และกรณีการใช้งานที่เหมาะสมที่สุดก็แตกต่างกันอย่างมาก

ความแตกต่างของโครงสร้าง: วิธีสร้าง

สถาปัตยกรรมภายในของ ADSS และ OPGW สะท้อนถึงปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างกันมาก

สายเคเบิล ADSS ถูกสร้างขึ้นโดยมีจุดแข็งตรงกลาง โดยทั่วไปจะเป็นแท่งไฟเบอร์กลาส ล้อมรอบด้วยท่อบัฟเฟอร์ที่พันเกลียว แต่ละอันมีเส้นใยนำแสงหลายเส้นฝังอยู่ในเจล เส้นด้ายอะรามิด (เช่น เคฟลาร์) พันแกนเป็นองค์ประกอบรับน้ำหนักหลัก ให้ความต้านทานแรงดึงที่จำเป็นสำหรับช่วงเสาอากาศที่ยาว แจ็คเก็ต HDPE หรือ AT (ป้องกันการติดตาม) ภายนอกทำให้โครงสร้างสมบูรณ์ ไม่มีโลหะอยู่ในสายเคเบิล การออกแบบ ADSS มีการกำหนดค่าหลัก 2 แบบ: หลอดกลาง (เหมาะสำหรับช่วงสั้นถึงประมาณ 500 ม.) และ ควั่นเป็นชั้น (เหมาะสำหรับช่วงที่ยาวกว่าถึง 1,500 ม. หรือมากกว่า)

ในทางตรงกันข้าม สายเคเบิล OPGW จะรวมโลหะและไฟเบอร์เข้าด้วยกันในลักษณะที่มีศูนย์กลางร่วมกัน เส้นใยนำแสงนั้นอยู่ในท่อสแตนเลสหรืออะลูมิเนียมอย่างน้อยหนึ่งท่อในตำแหน่งหรือใกล้กับศูนย์กลางของสายเคเบิล ชั้นที่อยู่รอบๆ ประกอบด้วยลวดเหล็กหุ้มอะลูมิเนียม (ACS) หรือโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ให้ทั้งความแข็งแรงเชิงกลเพื่อรองรับช่วงสายส่งที่ยาวและค่าการนำไฟฟ้าที่จำเป็นในการส่งกระแสไฟฟ้าผิดพลาดลงกราวด์อย่างปลอดภัย หน้าตัดที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำทำให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า คุณสมบัติทางกล และเสถียรภาพทางความร้อนของสายเคเบิลสมดุลภายใต้สภาวะความผิดปกติ

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความปลอดภัย

พฤติกรรมทางไฟฟ้าเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างสายเคเบิลทั้งสองประเภท

เนื่องจาก ADSS ไม่มีส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า จึงไม่มีศักย์ไฟฟ้า และไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตต่อเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง ไม่ได้รับผลกระทบใด ๆ จากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากตัวนำไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงมาก (โดยทั่วไปจะสูงกว่า 110 kV) สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำอาจทำให้เกิดการติดตามพื้นผิวบนแจ็คเก็ตด้านนอกเมื่อเวลาผ่านไป สายเคเบิลที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมดังกล่าวจำเป็นต้องมีสูตรพิเศษ ปลอก AT (ป้องกันการติดตาม) ที่จะต้านทานความเสื่อมโทรมนี้

OPGW ซึ่งเป็นสายเคเบิลโลหะจะต้องเชื่อมต่อและต่อสายดินอย่างเหมาะสมที่แต่ละหอคอย ให้การป้องกันฟ้าผ่าโดยตรงโดยการสกัดกั้นการนัดหยุดงานและนำกระแสไฟฟ้าลัดที่เกิดขึ้นมายังโลกอย่างปลอดภัย โดยป้องกันตัวนำเฟสด้านล่าง ฟังก์ชั่นการต่อสายดินนี้เป็นเหตุผลที่ติดตั้ง OPGW ที่ด้านบนสุดของเสาส่งสัญญาณ โครงสร้างโลหะหมายความว่าจะต้องตัดการเชื่อมต่อพลังงานและต่อสายดินทุกครั้งก่อนที่จะเริ่มงานบำรุงรักษา ซึ่งทำให้การติดตั้งแบบถ่ายทอดสดเป็นไปไม่ได้หากไม่มีอุปกรณ์และขั้นตอนพิเศษ

วิธีการติดตั้งและเงื่อนไข

เงื่อนไขที่สามารถติดตั้งสายเคเบิลแต่ละเส้นได้ถือเป็นความแตกต่างที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งสำหรับผู้วางแผนโครงการ

สายเคเบิล ADSS ติดไว้ที่ด้านข้างของเสาส่งสัญญาณหรือเสากระจายที่มีอยู่โดยใช้ฮาร์ดแวร์เฉพาะ เช่น แคลมป์กันสะเทือนและแคลมป์ปรับความตึง เนื่องจากไม่มีพลังงานไฟฟ้า จึงสามารถติดตั้งบนเครื่องได้ สายไฟที่ไม่มีไฟฟ้าดับ —ข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับระบบสาธารณูปโภคที่ไม่สามารถหยุดการทำงานได้ ทีมงานติดตั้งจะร้อยสายไว้ระหว่างเสาเหมือนกับสายเคเบิลแบบมีพยุงตัวเอง น้ำหนักเบาช่วยลดภาระของโครงสร้างที่สร้างบนอาคาร ซึ่งเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเมื่อเพิ่มสายเคเบิลเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานที่เก่าแล้ว

การติดตั้ง OPGW นั้นซับซ้อนกว่า เนื่องจากจะแทนที่สายดินเหนือศีรษะที่มีอยู่ จึงจำเป็นต้องถอดสายกราวด์เก่าออกเมื่อดึง OPGW ใหม่เข้ามา ซึ่งเป็นการดำเนินการที่กำหนดให้สายส่งถูกตัดพลังงานและต่อสายดิน หรือดำเนินการโดยใช้เทคนิคเฉพาะของสายส่งไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้ OPGW เป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับ การก่อสร้างสายส่งใหม่ โดยไม่มีสายดินอยู่และไม่จำเป็นต้องดับ การปรับปรุงสายการผลิตที่มีพลังงานที่มีอยู่ด้วย OPGW ถือเป็นความท้าทายด้านลอจิสติกส์และมีราคาแพงกว่ามาก

การใช้งานทั่วไป

สายเคเบิลแต่ละประเภทมีความสอดคล้องกับสถานการณ์โครงการและอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน

สายเคเบิล ADSS มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายโดยผู้ให้บริการโทรคมนาคม หน่วยงานกระจายพลังงาน และผู้ให้บริการเครือข่ายส่วนตัวในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย การใช้งานทั่วไปได้แก่:

• สายจำหน่ายที่แรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 10 kV ถึง 110 kV
• การเปิดตัวเครือข่ายการเข้าถึงบรอดแบนด์และ FTTx
• การสื่อสารทางเดินรถไฟและการขนส่ง
• กระดูกสันหลังของโรงงานกลางแจ้งสำหรับองค์กรและวิทยาเขต
• โครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย CATV และกล้องวงจรปิด
• การเชื่อมต่อระยะไกลในชนบทซึ่งการก่อสร้างหอคอยใหม่ไม่สามารถทำได้

OPGW ถูกใช้โดยสาธารณูปโภคด้านพลังงานเป็นส่วนใหญ่ในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงและไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ การใช้งานประกอบด้วย:

• โครงการสายส่งไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ 110 kV, 220 kV, 500 kV และไฟฟ้าแรงสูงพิเศษใหม่
• การสื่อสารและการถ่ายทอดการป้องกันระบบ SCADA บนโครงข่ายไฟฟ้า
• แอพพลิเคชั่นตรวจสอบและควบคุมกริดอัจฉริยะ
• การเปลี่ยนสายกราวด์ที่เก่าแล้วบนสายไฟฟ้าแรงสูงที่มีอยู่ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับตามกำหนด
• เครือข่ายหลักการสื่อสารส่วนตัวแบบยูทิลิตี้ถึงยูทิลิตี้

ข้อควรพิจารณาด้านต้นทุนและการบำรุงรักษา

การเปรียบเทียบต้นทุนระหว่าง ADSS และ OPGW จะต้องคำนึงถึงทั้งการลงทุนล่วงหน้าและปัจจัยในการดำเนินงานในระยะยาว

โดยทั่วไปแล้วสาย ADSS จะมี ลดต้นทุนวัสดุเริ่มต้น กว่า OPGW โครงสร้างอิเล็กทริกทั้งหมดไม่ใช้โลหะมีค่า และการติดตั้งไม่จำเป็นต้องมีไฟฟ้าดับ ซึ่งช่วยลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับโครงการได้อย่างมาก การบำรุงรักษาค่อนข้างตรงไปตรงมา—โดยทั่วไปแล้วการตรวจสอบด้วยภาพและการตรวจสอบฮาร์ดแวร์สามารถทำได้โดยไม่ต้องตัดพลังงานสายไฟ

OPGW เกี่ยวข้องกับต้นทุนล่วงหน้าที่สูงขึ้น เนื่องจากความซับซ้อนของโครงสร้างออปติคัลเมทัลลิกไฮบริด และความจำเป็นในการถอดและเปลี่ยนสายกราวด์ที่มีอยู่ระหว่างการติดตั้ง อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการสายส่งใหม่ OPGW มอบคุณค่าที่น่าสนใจ เนื่องจากสายเคเบิลเส้นเดียวตอบสนองฟังก์ชันการต่อลงดินและฟังก์ชันการสื่อสารที่จำเป็นไปพร้อม ๆ กัน โดยแทนที่ระบบสองระบบที่แยกจากกัน ตลอดอายุของโครงการส่งไฟฟ้าแรงสูง ประสิทธิภาพแบบอเนกประสงค์นี้สามารถชดเชยการลงทุนเริ่มแรกที่สูงขึ้นได้

การบำรุงรักษา OPGW ต้องการการดูแลที่มากขึ้น งานซ่อมแซมใดๆ บนสายเคเบิลจำเป็นต้องมีโปรโตคอลการต่อสายดิน และการต่อไฟเบอร์ในสนามจะต้องคำนึงถึงส่วนประกอบที่เป็นโลหะของสายเคเบิลด้วย การปิดประกบและฮาร์ดแวร์ต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับสภาพแวดล้อมทางไฟฟ้าของหอส่งสัญญาณ

วิธีเลือกระหว่าง ADSS และ OPGW

ทางเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการเป็นหลัก ได้แก่ ระดับแรงดันไฟฟ้าของสายไฟ ไม่ว่าโครงการจะเป็นการก่อสร้างใหม่หรือการปรับปรุงเพิ่มเติม และสายเคเบิลต้องทำหน้าที่ต่อสายดินหรือไม่ ตารางด้านล่างสรุปประเด็นการตัดสินใจที่สำคัญ

ตามกฎทั่วไป: เลือก OPGW เมื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงใหม่ ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้สายกราวด์ และสายเคเบิลอเนกประสงค์จะให้มูลค่ารวมที่ดีที่สุด เลือก ADSS เมื่ออัปเกรดหรือเพิ่มความสามารถในการสื่อสารไปยังสายไฟฟ้าที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่แรงดันไฟฟ้าจำหน่าย ซึ่งไฟฟ้าดับไม่สามารถทำได้และไม่ต้องการการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหอคอย

สำหรับโครงการที่ครอบคลุมทั้งสองสถานการณ์ เช่น ยูทิลิตี้ที่ขยายโครงข่ายใยแก้วผ่านโครงสร้างพื้นฐานแบบผสมผสานใหม่และแบบเดิม การใช้ OPGW บนส่วนไฟฟ้าแรงสูงใหม่และ ADSS บนส่วนการจัดจำหน่ายที่มีอยู่ถือเป็นแนวปฏิบัติที่เป็นที่ยอมรับกันดี หากต้องการสำรวจการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์เฉพาะสำหรับสายเคเบิลประเภทใดประเภทหนึ่ง โปรดไปที่ของเรา หน้าผลิตภัณฑ์ OPGW หรือติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อขอคำแนะนำเฉพาะโครงการ