Analisi dei cavi in fibra ottica OPGW vs ADSS per linee elettriche

Nel vasto panorama della trasmissione di energia, le linee aeree fungono da arterie vitali che collegano le centrali elettriche a milioni di famiglie. Tuttavia, la sola trasmissione di energia non soddisfa più le esigenze della società moderna. La costruzione di autostrade dell'informazione ha creato maggiori requisiti per l'infrastruttura di comunicazione. La soluzione? Cavi OPGW (Optical Ground Wire) e ADSS (All-Dielectric Self-Supporting): tecnologie gemelle che illuminano il percorso verso reti integrate di comunicazione e alimentazione.

Le Tecnologie Critiche: OPGW e ADSS

Le esigenze di comunicazione del settore energetico continuano ad espandersi, servendo sia le operazioni interne che creando opportunità per i fornitori di servizi di terze parti. OPGW e ADSS sono emersi come le due principali soluzioni di cavi ottici aerei che svolgono ruoli fondamentali nell'infrastruttura delle linee elettriche.

Cavo OPGW: Il Cavo di Terra Composito in Fibra Ottica

OPGW integra fibre ottiche all'interno dei cavi di terra aerei, combinando la protezione di messa a terra e la trasmissione dati in un unico cavo. Tipicamente installato nella parte superiore delle linee di trasmissione, OPGW fornisce protezione contro i fulmini mentre le sue unità in fibra interne consentono il trasferimento dati ad alta velocità.

Come definito dagli standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), OPGW rappresenta una fusione di funzioni di messa a terra e comunicazione. Quando si sostituiscono i cavi di terra esistenti, OPGW offre una soluzione completa che soddisfa entrambi i requisiti contemporaneamente.

Cavo ADSS: La Soluzione Autoportante Interamente Dielettrica

I cavi ADSS sono costituiti interamente da materiali dielettrici, che non richiedono strutture di supporto metalliche. Il loro design leggero, l'elevata resistenza alla trazione e la resistenza alla corrosione consentono l'installazione diretta sui pali elettrici esistenti senza interruzioni del servizio o importanti modifiche all'infrastruttura.

La composizione non metallica rende i cavi ADSS immuni alle interferenze elettromagnetiche, particolarmente vantaggiosi in prossimità di linee elettriche ad alta tensione. Inoltre, i sistemi ADSS offrono costi di installazione relativamente inferiori e una manutenzione semplificata.

Analisi Comparativa: OPGW vs. ADSS

Sebbene entrambi servano come cavi ottici aerei per linee elettriche, esistono differenze significative nelle loro strutture, caratteristiche e applicazioni.

Differenze Strutturali

• Cavo ADSS: Presenta fibre all'interno di tubi sciolti avvolti attorno a un elemento di resistenza centrale utilizzando l'incordatura SZ. Il nucleo riceve una protezione aggiuntiva da una guaina esterna che previene la corrosione elettrica, con filati di aramide che forniscono la resistenza alla trazione primaria.
• Cavo OPGW: Contiene unità in fibra tipicamente alloggiate in tubi di acciaio inossidabile o acciaio rivestito di alluminio. I trefoli metallici di acciaio rivestito di alluminio o lega di alluminio forniscono il rinforzo meccanico.

Caratteristiche Prestazionali

Confronto Tecnico Dettagliato

Vantaggi ADSS: Presenta un'eccezionale elasticità: le prestazioni della fibra rimangono inalterate sotto moderata trazione. L'assenza di componenti metallici garantisce una resistenza superiore alle interferenze elettromagnetiche. I design specializzati per la protezione contro i fulmini rendono ADSS ideale per le installazioni aeree. La costruzione leggera consente un'implementazione conveniente su torri esistenti, mentre la manutenzione indipendente semplifica le operazioni.

Vantaggi OPGW: La costruzione interamente metallica offre una robusta resistenza meccanica e resilienza ambientale. Condividendo proprietà meccaniche/elettriche simili ai cavi di terra convenzionali, OPGW può condurre correnti di cortocircuito e incanalare i fulmini.

Criteri di Selezione: Considerazioni Chiave

La scelta tra OPGW e ADSS richiede un'attenta valutazione di molteplici fattori:

• Tipo di Progetto: Le nuove costruzioni che necessitano di messa a terra/comunicazione simultanee favoriscono OPGW, mentre gli aggiornamenti delle linee esistenti utilizzano tipicamente ADSS.
• Livello di Tensione: OPGW domina le reti di trasmissione ≥220kV; ADSS si adatta ai sistemi di distribuzione ≤110kV.
• Condizioni Ambientali: ADSS eccelle nelle regioni soggette a fulmini, mentre le varianti resistenti alla corrosione si adattano alle aree inquinate.
• Fattori Economici: I costi iniziali più elevati di OPGW possono generare risparmi a lungo termine; ADSS offre un investimento iniziale inferiore.
• Requisiti Tecnici: Larghezza di banda, attenuazione e specifiche di dispersione guidano la selezione della fibra.

Protocolli di Installazione e Manutenzione

Implementazione OPGW

Richiede interruzioni di corrente e squadre specializzate. L'installazione richiede un'attenta manipolazione della fibra per prevenire piegature/tensioni eccessive. La manutenzione prevede ispezioni regolari dei connettori e dei sistemi di messa a terra.

Implementazione ADSS

Consente installazioni in tensione con strumenti adeguati e personale qualificato. Il controllo della tensione durante l'installazione previene l'eccessivo allungamento. La manutenzione prevede principalmente ispezioni visive e controlli dei connettori.

Vantaggi Strategici nelle Reti Elettriche

• Implementazione Rapida: Entrambe le tecnologie consentono installazioni rapide (1-5 km/giorno in condizioni favorevoli), non influenzate dagli effetti elettromagnetici.
• Maggiore Sicurezza: Dagli anni '80, questi sistemi hanno fornito canali di comunicazione affidabili per il controllo della rete, con protezione fisica dalla vicinanza delle linee elettriche.
• Viabilità Economica: Nonostante i costi iniziali più elevati rispetto ai cavi interrati, l'eliminazione dei supporti ausiliari e la costruzione più rapida della rete offrono un forte ROI.

Conclusione

OPGW e ADSS presentano ciascuno vantaggi distinti su misura per applicazioni specifiche. La selezione richiede il bilanciamento di fattori tecnici, economici e ambientali. Man mano che le smart grid si evolvono, entrambe le tecnologie svolgeranno ruoli sempre più critici nell'integrazione di alimentazione e comunicazione. I progressi futuri si concentreranno su una larghezza di banda più elevata, una minore perdita di segnale e tecniche di installazione/manutenzione più intelligenti, guidando la trasformazione digitale del settore energetico attraverso l'innovazione continua.