ADSS vs. OPGW: Vergleich zweier wichtiger Glasfaserlösungen für Overhead-Netzwerke

Glasfaser-Freileitungsnetze sind auf Kabel angewiesen, die extremen Wetterbedingungen, hohen mechanischen Belastungen und den elektromagnetischen Herausforderungen von Stromleitungsumgebungen stundhalten. Als vorherrschende Lösungen haben sich zwei Kabeltypen herauskristallisiert: ADSS-Kabel (All-Dielectric Self-Supporting). and OPGW (Optisches Erdungskabel) . Obwohl beide Hochgeschwindigkeits-Glasfaserkommunikation entlang von Freileitungskorridoren ermöglichen, sind sie für grundsätzlich unterschiedliche Bedingungen und Projekttypen konzipiert. Bevor Sie sich für eine der beiden Lösungen entscheiden, ist es wichtig, ihre Unterschiede zu verstehen.

Was sind ADSS- und OPGW-Kabel?

All Dielectric Self Supporting (ADSS)-Kabel ist ein vollständig metallfreies Glasfaserkabel, das ohne zusätzliche Tragseile oder Stützkonstruktionen zwischen Strommasten oder Sendemasten verlegt werden kann. Durch den Verzicht auf Metall in seiner Konstruktion ist es immun gegen elektrische Störungen, weshalb es sicher in der Nähe von unter Spannung stehenden Stromleitern installiert werden kann.

Optisches Erdungskabel (OPGW) ist ein Hybridkabel, das zwei Funktionen gleichzeitig erfüllt: Es fungiert als Erdungs-/Abschirmungsdraht einer Hochspannungsübertragungsleitung und beherbergt gleichzeitig optische Fasern für die Datenkommunikation. Es ersetzt physisch das herkömmliche statische Kabel an der Spitze von Sendemasten und integriert Erdungsfähigkeit und Glasfaserübertragung in einem einzigen Kabel.

Beide Kabeltypen nutzen die vorhandene Stromleitungsinfrastruktur, wodurch der Bau spezieller Kommunikationstürme überflüssig wird und die Baukosten im Vergleich zu herkömmlichen Glasfaserkabeln aus der Luft erheblich gesenkt werden. Trotz dieses gemeinsamen Vorteils unterscheiden sich ihre internen Strukturen, Installationsanforderungen und optimalen Anwendungsfälle erheblich.

Strukturelle Unterschiede: Wie sie aufgebaut sind

Die interne Architektur von ADSS und OPGW spiegelt ihre sehr unterschiedlichen Designphilosophien wider.

ADSS-Kabel sind um ein zentrales Festigkeitselement – ​​typischerweise einen Glasfaserstab – herum aufgebaut, der von verseilten losen Pufferschläuchen umgeben ist, die jeweils mehrere in Gel eingebettete optische Fasern enthalten. Aramidgarn (z. B. Kevlar) umhüllt den Kern als primäres tragendes Element und sorgt für die für lange Luftspannen erforderliche Zugfestigkeit. Eine äußere HDPE- oder AT-Ummantelung (Anti-Tracking) vervollständigt die Struktur. Das Kabel enthält nirgends Metall. ADSS-Designs gibt es in zwei Hauptkonfigurationen: Zentralrohr (geeignet für kürzere Spannweiten bis ca. 500 m) und schichtverseilt (bevorzugt für längere Spannweiten bis 1.500 m oder mehr).

Im Gegensatz dazu integrieren OPGW-Kabel Metall und Fasern in einer konzentrischen Anordnung. Die optischen Fasern sind in einem oder mehreren Edelstahl- oder Aluminiumrohren untergebracht, die in oder nahe der Kabelmitte positioniert sind. Die umgebenden Schichten bestehen aus mit Aluminium beschichteten Stahldrähten (ACS) oder Drähten aus Aluminiumlegierungen, die sowohl die mechanische Festigkeit für lange Übertragungsleitungen als auch die erforderliche elektrische Leitfähigkeit bieten, um Fehlerströme sicher zur Erde zu leiten. Ein präzise konstruierter Querschnitt gleicht die elektrische Leistung, die mechanischen Eigenschaften und die thermische Stabilität des Kabels unter Fehlerbedingungen aus.

Elektrische Leistung und Sicherheit

Das elektrische Verhalten ist eines der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale zwischen den beiden Kabeltypen.

Da ADSS keine leitenden Komponenten enthält, führt es kein elektrisches Potenzial und stellt für das Wartungspersonal keine Stromschlaggefahr dar. Es ist völlig unbeeinflusst von elektromagnetischen Feldern, die von in der Nähe befindlichen Stromleitern erzeugt werden. In Umgebungen mit sehr hoher Spannung (typischerweise über 110 kV) können induzierte elektrische Felder jedoch im Laufe der Zeit zu Oberflächenkriechungen am Außenmantel führen. Kabel, die in solchen Umgebungen installiert werden, erfordern eine speziell formulierte Lösung AT-Scheide (Anti-Tracking). um dieser Erniedrigung zu widerstehen.

Da es sich bei OPGW um ein Metallkabel handelt, muss es an jedem Mast ordnungsgemäß angeschlossen und geerdet werden. Es bietet direkten Blitzschutz, indem es Einschläge abfängt und den entstehenden Fehlerstrom sicher zur Erde leitet und so die darunter liegenden Phasenleiter abschirmt. Diese Erdungsfunktion ist der Grund, warum OPGW ganz oben auf Sendemasten installiert wird. Aufgrund seiner metallischen Struktur muss es immer stromlos und geerdet sein, bevor mit Wartungsarbeiten begonnen werden kann, sodass eine Installation unter Spannung ohne spezielle Ausrüstung und Verfahren nicht möglich ist.

Installationsmethoden und -bedingungen

Die Bedingungen, unter denen jedes Kabel installiert werden kann, stellen für Projektplaner einen der praktisch bedeutsamsten Unterschiede dar.

Das ADSS-Kabel wird mit spezieller Hardware wie Aufhängeklemmen und Spannklemmen an der Seite vorhandener Übertragungsmasten oder Verteilermasten befestigt. Da es keine elektrische Energie transportiert, kann es auf einem installiert werden stromführende Leitung ohne Stromausfall – ein großer Vorteil für Versorgungsunternehmen, die sich Ausfallzeiten nicht leisten können. Installationsteams spannen es zwischen Masten, ähnlich wie jedes selbsttragende Tragseil. Sein geringes Gewicht reduziert die strukturelle Belastung der Masten, was ein wichtiger Gesichtspunkt beim Hinzufügen von Kabeln zu einer veralteten Infrastruktur ist.

Die OPGW-Installation ist komplexer. Da es das vorhandene Oberleitungserdungskabel ersetzt, muss das alte Erdungskabel entfernt werden, wenn das neue OPGW eingezogen wird – ein Vorgang, der erfordert, dass die Übertragungsleitung stromlos gemacht und geerdet wird oder dass spezielle stromführende Leitungstechniken verwendet werden. Dies macht OPGW zur natürlichen Wahl für Neubau einer Übertragungsleitung , wenn kein Erdungskabel vorhanden ist und kein Ausfall erforderlich ist. Die Nachrüstung einer bestehenden Stromleitung mit OPGW ist logistisch anspruchsvoll und erheblich teurer.

Typische Anwendungen

Jeder Kabeltyp ist auf bestimmte Projektszenarien und Branchen abgestimmt.

ADSS-Kabel werden häufig von Telekommunikationsbetreibern, Energieversorgungsunternehmen und privaten Netzwerkbetreibern in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt. Zu den gängigen Anwendungen gehören:

• Verteilungsleitungen mit Spannungen von 10 kV bis 110 kV
• Einführung von Breitband- und FTTx-Zugangsnetzwerken
• Kommunikation über Eisenbahn- und Verkehrskorridore
• Rückgrate für Unternehmens- und Campus-Außenanlagen
• CATV- und CCTV-Netzwerkinfrastruktur
• Fernverbindungen im ländlichen Raum, bei denen der Bau neuer Masten unpraktisch ist

OPGW wird überwiegend von Energieversorgern in Hochspannungs- und Höchstspannungsübertragungsnetzen eingesetzt. Zu seinen Anwendungen gehören:

• Neue 110-kV-, 220-kV-, 500-kV- und Ultrahochspannungs-Übertragungsleitungsprojekte
• SCADA-Systemkommunikation und Schutzweiterleitung in Stromnetzen
• Smart-Grid-Überwachungs- und Steuerungsanwendungen
• Austausch alter Erdungskabel an bestehenden Hochspannungsleitungen bei geplanten Ausfällen
• Private Kommunikations-Backbone-Netzwerke zwischen Versorgungsunternehmen

Kosten- und Wartungsaspekte

Kostenvergleiche zwischen ADSS und OPGW müssen sowohl Vorabinvestitionen als auch langfristige Betriebsfaktoren berücksichtigen.

ADSS-Kabel verfügen im Allgemeinen über eine geringere anfängliche Materialkosten als OPGW. Seine vollständig dielektrische Konstruktion verwendet keine Edelmetalle und die Installation erfordert keine Stromausfälle, was die projektbezogenen Kosten erheblich senkt. Die Wartung ist relativ unkompliziert – Sichtprüfungen und Hardwareprüfungen können in der Regel durchgeführt werden, ohne die Leitung stromlos zu machen.

OPGW ist aufgrund der Komplexität seiner metallisch-optischen Hybridstruktur und der Neintwendigkeit, vorhandene Erdungskabel während der Installation zu entfernen und zu ersetzen, mit höheren Vorabkosten verbunden. Für neue Übertragungsleitungsprojekte bietet OPGW jedoch einen überzeugenden Mehrwert, da ein einziges Kabel gleichzeitig die obligatorische Erdungsfunktion und die Kommunikationsfunktion erfüllt und zwei separate Systeme ersetzt. Über die Laufzeit eines Hochspannungsübertragungsprojekts kann diese doppelte Effizienz die höheren Anfangsinvestitionen ausgleichen.

Die Wartung von OPGW erfordert größere Sorgfalt. Für alle Reparaturarbeiten am Kabel sind Erdungsprotokolle erforderlich, und beim Faserspleißen vor Ort müssen die metallischen Komponenten des Kabels berücksichtigt werden. Spleißverschlüsse und Hardware müssen für die elektrische Umgebung des Sendemasts ausgelegt sein.

So wählen Sie zwischen ADSS und OPGW

Die richtige Wahl hängt vor allem von drei Faktoren ab: dem Spannungsniveau der Leitung, ob es sich bei dem Projekt um einen Neubau oder eine Sanierung handelt und ob das Kabel eine Erdungsfunktion erfüllen muss. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Entscheidungspunkte zusammen.

Als allgemeine Regel gilt: Wählen Sie OPGW beim Bau einer neuen Hochspannungsübertragungsinfrastruktur wo ohnehin ein Erdungskabel erforderlich ist und das Mehrzweckkabel den besten Gesamtnutzen bietet. Wählen Sie ADSS, wenn Sie eine vorhandene Stromleitung aufrüsten oder Kommunikationskapazität hinzufügen , insbesondere bei Verteilungsspannungen, wo ein Stromausfall unpraktisch ist und keine baulichen Veränderungen an den Türmen erwünscht sind.

Bei Projekten, die beide Szenarien abdecken – beispielsweise ein Energieversorger, der sein Glasfaser-Backbone über eine gemischte neue und bestehende Infrastruktur erweitert – ist ein kombinierter Ansatz mit OPGW in neuen Hochspannungssegmenten und ADSS in bestehenden Verteilungsabschnitten eine bewährte Praxis. Um spezifische Produktkonfigurationen für beide Kabeltypen zu erkunden, besuchen Sie unsere OPGW-Produktseite oder kontaktieren Sie unser Engineering-Team für eine projektspezifische Empfehlung.