همانطور که میدانید از گذشته برای انتقال برق، سیگنال و اطلاعات از کابل های متنوعی استفاده می شد و یکی از پرکاربردترین این کابل ها، کابل OPGW است که در سال 1977 توسط شرکت BICC به ثبت رسید. در ادامه به معرفی این کابل و کاربرد های آن میپردازیم.

واژه OPGW مخفف عبارت (Optical Ground Wire) است. کابل OPGW نوعی کابل برق است و در انتقال نیرو و خطوط هوایی به عنوان سیم زمین مورد استفاده قرار میگیرد. کابل OPGW در بالاترین نقطه دکل های خطوط هوایی استفاده می شود. این کابل ها ساختار خاصی داشته و تعدادی رشته فیبر نوری در آن ها به کار رفته است.

از این کابل ها برای حفاظت از خطوط فاز حاوی جریان الکتریکی، انتقال اطلاعات و امن نگه داشتن تجهیزات برقی در برابر رعد و برق و سایر مشکلات استفاده می کنند. کابل OPGW میتواند همزمان نقش انتقال سیگنال های نوری و حفاظت از خطوط برق را نیز ایفا کند.

این کابل در سال 1977 اختراع شد و در سال 1980 به صورت گسترده در بیشتر مکان ها مورد استفاده قرار گرفت. به طوری که در سال 2000 بیش از 60000 کیلومتر از این کابل در سراسر جهان نصب شد. بیشتر کابل OPGW در آسیا مخصوصا چین تولید می شود. به همین دلیل چین یکی از اصلی ترین کشور ها در زمینه استفاده از این کابل بوده است.

کابل OPGW ترکیبی از فیبر نوری و سیم های فلزی است که درون پوشش محافظ کابل قرار گرفته اند. طراحی این کابل ها معمولا به گونه ای است از خطوط انتقال برق در برابر رعد و برق و شرایط جوی نامناسب محافظت کنند. از فیبر های نوری که در کابل OPGW قرار دارند، برای نظارت بر سیستم قدرت، انتقال سیگنال های مخابراتی و حتی برقرای ارتباطات داده ای در شبکه های برق استفاده می کنند. استفاده از کابل OPGW علاوه بر اینکه ایمنی خطوط انتقال برق را افزایش میدهد، به بهره برداری بهتر از زیر ساخت های مخابراتی نیز کمک می کند و دیگر نیازی به کابل جداگانه برای ارتباطات نیست.

این کابل ها به چندین روش مختلف طراحی و تولید می شوند. در یکی از این روش ها 8 الی 48 تار فیبر نوری درون یک لوله پلاستیکی که از ترکیبات مقاوم در برابر آب پر شده است، قرار می گیرد. این لوله درون یک لوله فولادی با روکش آلومینیومی یا فولاد ضد زنگ قرار داده شده و لوله داخل کابل به وسیله آلیاژ آلومینیوم یا فولاد تابیده می شود.

رشته های فولاد برای بالا بردن مقاومت کابل و همچنین از رشته های آلومینیومی برای هدایت الکتریکی استفاده می شود، زیرا که افزایش پیدا کردن فیبر های نوری در کابل می تواند لوله ها را افزایش دهد.

در ساخت کابل های OPGW از فیبر های نوری متفاوتی مانند Single mod، NZDSF یا سایر فیبر ها استفاده می شود. برای انتخاب فیبر باید به این نکته توجه کنم که استاندارد های IEC 60793-2 را داشته باشد و همچنین موارد G652، ITU-T G655 را رعایت کند.

این کابل دارای یک تیوپ مرکزی استنلس استیل بسیار مقاوم در برابر ضربه است. در این کابل از روش تولید Loose buffer استفاده شده و این تیوب ها اکثرا شامل چند فیبر نوری هستند که هر کدام از این فیبر های نوری جداگانه به وسیله رنگ ها و بر اساس استاندارد TIA/EIA-598 کد گذاری شده اند.

یک نکته بسیار مهم درباره فیبر ها این است که آن ها در حرارت و دما تغییر حالت نداده و به صورت آزادانه در درون تیوپ ها قرار میگیرند. در داخل تیوپ ها ماده ای رطوبت گیر وجود دارد که از نفوذ آب به داخل آن جلوگیری می کند.

فیبر ها به شکل مارپیچ در داخل تیوپ های مرکزی قرار گرفته اند که یکی از ویژگی های مهم تیوپ مرکزی محسوب می شود.

برای جلوگیری از پیچ خوردن فیبر ها و محافظت از آنها در خطوط انتقال تیوپ، بافرهای opgw را با استفاده از یک یا چند لایه سیم غلاف دار می پوشانند. جنس این غلاف ها از سیم هادی فولادی با پوشش آلومینیوم و سیم های آلیاژی آلومینیومی است.

کابل های OPGW در انتقال نیرو و خطوط توزیع به دو منظور استفاده می شوند:

یکی از مهمترین کاربرد های کابل OPGW حفاظت از خطوط جریان الکتریکی است و از جنس فاز هستند. این کابل ها از خطوط در برابر رعد و برق، صاعقه و جریان های اتصال کوتاه حفاظت می کنند. این کابل ها سیستم ارتینگ را یاری کرده و جریان های اضافی را به زمین منتقل می کنند. به طور خلاصه می توان گفت کابل OPGW به عنوان شیلد وایر یا سیم زمین مورد استفاده قرار میگیرد. 

یکی دیگر از کاربرد های کابل OPGW انتقال داده های تصویری و صوتی به کمک فیبر نوری است. مسیر های هوایی به دلیل اینکه بسیار طولانی هستند، گاهی دچار مشکلاتی مانند طوفان، رعد و برق، باران، برف، حشرات و پرندگان می شوند. به همین دلیل باید از کابل هایی استفاده کرد که انتقال اطلاعات، توزیع نیرو و حفاظت از خطوط را به درستی انجام دهند.

برای ساخت و تولید کابل OPGW می توان از فیبر های تک حالتی یا Single-mode و چند حالتی یا Multi-mfode استفاده کرد. کابل هایی که ساختار آنها تک حالتی است برای مسافت های طولانی و بیشتر از یک کیلومتر استفاده می شوند؛ فیبر های چند حالتی نیز در مسافت های کوتاه و کمتر از یک کیلومتر استفاده می شوند.

کابل OPGW نسبت به سایر کابل ها قیمت بالاتری دارد اما کارایی آن در یک سری از زمینه ها بیشتر است. قیمت این کابل ها به دلیل تنوع در جنس و سایز؛ باید بر اساس سایز، اندازه و جنس آنها محاسبه شود.

کابل OPGW نوعی کابل برق است که در انتقال نیرو و خطوط هوایی به عنوان سیم زمین از آن استفاده می شود. همانطور که گفتیم این کابل ها ساختار متفاوتی دارند. برای مثال در ساخت آن ها از تعدادی فیبر نوری استفاده می شود. امروزه این کابل ها کاربرد زیادی داشته و در خطوط انتقال برق و انتقال داده از آن ها استفاده می شود. کابل های OPGW در خطوط هوایی عملکرد بسیار مناسبی دارند.