في أبراج النقل وخطوط الكهرباء ذات الجهد العالي جدًا-، غالبًا ما نرى كابلات معدنية معلقة فوق الكابلات؛ هذه هي الكابلات الضوئية OPGW-الأسلاك الأرضية العلوية المركبة من الألياف الضوئية. إنها بمثابة "درع الحماية من الصواعق" لنظام الطاقة و"قناة{3}}عالية السرعة" لاتصالات الشبكة، مما يجعلها مكونًا أساسيًا لا غنى عنه في شبكات الطاقة-الحديثة ذات الجهد العالي والفائق.
الكابل الضوئي OPGW هو كابل خاص يجمع بين وحدات الألياف الضوئية وسلك أرضي علوي. وهو لا يشغل موارد خط إضافية، ويحل محل أسلاك الحماية من الصواعق التقليدية مباشرةً، ويحقق في نفس الوقت وظائف التأريض للحماية من الصواعق ووظائف الاتصال عالية السرعة-. يتم استخدامه على نطاق واسع في خطوط 110kV إلى 1000kV UHV.
من الناحية الهيكلية، تتبنى OPGW تصميمًا متعدد الطبقات، مما يجعلها قوية وموثوقة ومحمية بإحكام. النواة هي وحدة الألياف الضوئية، المغلفة عادة في أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ أو إطار من الألومنيوم، تحتوي على ألياف الاتصالات الضوئية. الأنبوب مملوء بشحم الألياف، مما يوفر مقاومة للماء والصدمات ومقاومة الضغط الجانبي، مما يضمن عدم توهين الألياف الضوئية أو كسرها في الظروف القاسية.
الطبقة الوسطى عبارة عن طبقة تقوية، تستخدم -سلكًا من الفولاذ المغطى بالألومنيوم عالي الشد- أو سلكًا من سبائك الألومنيوم لتعزيز القوة الميكانيكية الإجمالية للكابل. يمكنه تحمل قوى الشد الناتجة عن الرياح القوية والجليد واختلافات درجات الحرارة، مما يضمن التشغيل المستقر للخط على المدى الطويل-.
الطبقة الخارجية عبارة عن طبقة سلكية مجدولة موصلة، مصنوعة من مواد موصلة مثل الألومنيوم-الفولاذ المغطى وسبائك الألومنيوم. إنها تمتلك موصلية ممتازة وقدرات تبديد الحرارة، وتحول بسرعة تيارات البرق والخطأ وتحمي خطوط النقل.
يسمح هذا الهيكل لـ OPGW بتحقيق "استخدام متعدد الأغراض": توفر الطبقة الخارجية حماية من الصواعق وتحويل التيار، بينما تنقل الطبقة الداخلية الإشارات. إنه يلغي الحاجة إلى كابلات بصرية منفصلة للاتصالات، مما يوفر موارد البرج ويقلل تكاليف البناء، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص للمناطق الجبلية، والمشروعات -عبر الأنهار، وخطوط الجهد العالي-المسافات الطويلة-الفائقة-.
على عكس الكابلات الضوئية العادية، يجب أن يكون OPGW مقاومًا لدرجات الحرارة المرتفعة والدوائر القصيرة والتآكل والتداخل الكهرومغناطيسي القوي. عند حدوث ماس كهربائي في نظام الطاقة، ترتفع درجة حرارة الكابل على الفور. يحمي التصميم الهيكلي لـ OPGW الألياف الضوئية من التلف، مما يضمن الاتصال دون انقطاع.
في الوقت الحالي، أصبحت OPGW بنية أساسية رئيسية للشبكات الذكية، ومشاريع -الجهد العالي-الفائقة، وتكامل شبكات الطاقة الجديدة. فهو يحمل إشارات حيوية من حماية التتابع، وإرسال البيانات، والمراقبة بالفيديو، واستشعار الخط، ويعمل بمثابة "الشبكة العصبية" لأتمتة ورقمنة شبكة الطاقة.
من التصميم الهيكلي إلى تطبيق المواد، تعمل الكابلات الضوئية OPGW على دمج تقنيات الطاقة والاتصالات بشكل كامل، مما يدعم التشغيل الآمن لشبكة الطاقة الوطنية بخصائصها المدمجة والموثوقة والفعالة. إن فهم هيكلها ووظيفتها يوفر صورة أوضح لكيفية تحقيق شبكة الطاقة الحديثة للسلامة والذكاء داخل كابل واحد.