光学ワイヤ（OPGW）とは何ですか？ - 完全なガイド

光線ワイヤ （OPGW）は、接地と通信の機能を組み合わせた最新の送電システムの重要なコンポーネントです。この包括的なガイドでは、OPGWテクノロジー、そのアプリケーション、および電力ユーティリティと通信ネットワークの利点について知っておくべきすべてのことを説明しています。

光学ワイヤの理解

OPGWは、電力送信線の接地ワイヤと埋め込み光繊維を介した通信媒体の両方として機能する二重目的のケーブルです。光ファイバー通信機能を追加しながら、オーバーヘッド伝送ラインの従来の静的/シールドワイヤを置き換えます。

典型的なOPGWケーブルは次のとおりです。

• 電気伝導率のための外側のアルミニウムまたはアルミニウム合金層
• 光ファイバーを含むステンレス鋼またはアルミニウムチューブ
• 機械的サポート用の高強度スチールワイヤ
• データ送信用の複数の光ファイバー（通常12-144）

OPGWが電力システムでどのように機能するか

OPGWは、電力トランスミッションネットワークで2つの主要な機能を実行します。

1. 稲妻保護： トランスミッションタワーの上部に設置されたOPGWは、雷ストライクに対するシールドを提供し、直接ヒットから位相導体を保護します。
2. 障害電流運搬： システム障害中、OPGWは断層電流を地上に安全に導入します。
3. データ通信： 埋め込まれた光ファイバーは、SCADAシステム、保護中継、および通信サービスの高速データ送信を可能にします。

OPGW構造の種類

利用可能ないくつかのOPGW設計構成があります：

OPGWの重要な利点

OPGWは、電力ユーティリティと通信プロバイダーに多くの利点を提供します。

システム保護の強化

OPGWの堅牢な構造は、従来の地上線と比較して優れた稲妻保護を提供します。メタリックコンポーネントは、直接的なストライクから位相導体を保護しながら、信頼できる断層電流伝導を保証します。

信頼できる通信インフラストラクチャ

OPGWは、電磁干渉（EMI）に免疫がない安全な通信チャネルを作成します。これは以下に重要です。

• 保護リレーシグナル伝達
• SCADAシステム通信
• 変電所自動化
• テレプロテクションスキーム

費用対効果の高いソリューション

1つのケーブルで接地と通信機能を組み合わせることにより、OPGWは個別の通信インフラストラクチャの必要性を排除します。これにより、コスト削減が大幅に削減されます。

• 設置費用
• 公道用の買収
• メンテナンス操作

OPGW技術仕様

プロジェクトのOPGWを選択するとき、エンジニアはいくつかの技術的パラメーターを考慮する必要があります。

電気的特性

• DC抵抗： 通常、アルミニウムの含有量に応じて0.05-0.5オーム/km
• 短絡容量： 障害電流の大きさと持続時間に基づいて計算されます
• 帰納的結合： 並列回路の通信パフォーマンスに影響します

機械的特性

• 負荷を破る： デザインに基づいて30 kNから200 kNの範囲
• 重さ： 通常、サイズと材料に応じて200〜1000 kg/km
• 直径： 通常8-20 mm
• 最大緊張： タワーの荷重要件に一致するように設計されています

光ファイバーパラメーター

• ファイバーカウント： 一般的に12-144繊維
• ファイバータイプ： 通常、g.652.dシングルモード繊維
• 減衰： 1310 nmで0.22 dB/km、1550 nmで≤0.36dB/km
• 温度範囲： -40°Cから80°Cの動作

OPGWインストールの考慮事項

OPGWのパフォーマンスと長寿にとって、適切な設置が重要です。重要な要素は次のとおりです。

ストリングプロセス

OPGWのインストールは、従来の地上線と同様の手順に従いますが、追加の注意事項があります。

• 適切な張力機器を使用して、最大引張負荷を超えないように
• 最小曲げ半径（通常は30×ケーブル径）を維持します
• 非金属シーブを備えた適切な弦ブロックを使用します
• OTDRテストを使用した設置中の繊維の完全性を監視します

SAGおよび張力計算

正確なたるみの計算は、次のために不可欠です。

• 位相導体への適切なクリアランスを確保します
• 過度のタワーの荷重を防ぎます
• 温度の変動に対するファイバー性能の維持

接続と終了

OPGW接続に特別な注意を払う必要があります。

• OPGW設計に一致する適切な行き止まりの継手を使用します
• エールの振動を起こしやすい地域に振動ダンパーを取り付けます
• 各タワーでOPGWを適切に接地します
• 湿気の浸透を防ぐために、繊維スプライスの閉鎖を封印します

OPGWメンテナンスとテスト

定期的なメンテナンスにより、長期のOPGWパフォーマンスが保証されます。

目視検査

定期的な視覚チェックは、次のことを調べる必要があります。

• ハードウェアの状態（クランプ、ダンパー、スペーサー）
• 金属成分の腐食サイン
• 外部要因（鳥、落下物）による損傷
• 緊張の問題を示す可能性のあるSAGの変動

光ファイバーテスト

定期的なファイバーテストには以下が含まれます。

• OTDRテスト： 繊維減衰を測定し、障害を見つけます
• 挿入損失テスト： エンドツーエンドのリンク損失を検証します
• 色分散： 高速システムにとって重要です

電気テスト

• 電気パスの連続性テスト
• 地上抵抗測定
• 腐食潜在的評価

OPGWと代替ソリューション

OPGWが他のコミュニケーションソリューションとどのように比較されるかを理解することは、情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。

OPGW対ADSS（オールダイレクトの自己サポート）

• ADSSは接地関数を提供しません
• ADSSには、タワーに個別のアタッチメントポイントが必要です
• OPGWは、より良い稲妻保護を提供します
• 低電圧分布システムでは、ADSSが望ましい場合があります

OPGW対地下繊維

• OPGWは、既存の送信インフラストラクチャを利用しています
• 地下繊維の設置コストが高くなっています
• OPGWは気象現象に対してより脆弱です
• アンダーグラウンドは、より多くのルーティングの柔軟性を提供します

OPGW対ワイヤレス通信

• OPGWは、より高い帯域幅容量を提供します
• 干渉の影響を受けやすいワイヤレス
• OPGWの遅延は低いです
• ワイヤレスは遠隔地で展開しやすい

OPGWテクノロジーの将来の傾向

OPGW市場は、いくつかの新たな傾向で進化し続けています。

より高いファイバーカウントデザイン

帯域幅に対する需要の増加により、OPGWの開発が促進されます。

• 288ファイバーおよび高設定
• 空間効率の良いファイバーパッケージ
• マルチコアファイバーテクノロジー

改善された材料

• 高強度の軽量アルミニウム合金
• 耐食性コーティング
• 重量を減らすための複合材料

スマートグリッド統合

OPGWは、次のことを可能にすることにより、スマートグリッド実装で重要な役割を果たしています。

• Phasor測定ユニット（PMU）通信
• 分散自動化
• 高度な計量インフラストラクチャバックホール

結論

光グランドワイヤ（OPGW）は、信頼できるオーバーヘッドライン保護と堅牢な通信機能を組み合わせようとするユーティリティに最適なソリューションを表しています。その二重機能は、電源ネットワークでの高速データ送信の需要の高まりを満たしながら、コスト削減を提供します。トランスミッションシステムがよりスマートなグリッドとより高い信頼性要件に向けて進化するにつれて、OPGWは世界中のパワーインフラストラクチャで重要な役割を果たし続けます。

OPGWの展開を計画する場合、技術仕様、インストール慣行、メンテナンス要件を慎重に検討することで、ケーブルのサービス寿命全体で最適なパフォーマンスが保証されます。適切な設計と実装により、OPGWシステムは、電力保護と通信の両方のニーズの両方に数十年の信頼できるサービスを提供できます。