Comment résoudre le problème de l’électricité et de la communication avec un seul câble ?
—— Sélection des câbles à fibres optiques de l’OPPC
- Énergie + communication en un seul câble !
Protection contre le vol à haute tension - Support clé pour les réseaux intelligents
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Description du produit
Le câble OPPC (Conducteur de Phase Aérien Composite à Fibres Optiques) est un câble optique innovant qui intègre la transmission d’énergie électrique et la communication par fibre optique. En incorporant des unités de fibre optique à l’intérieur du conducteur de phase, il assure à la fois la transmission d’énergie et la communication haut débit. Il est principalement utilisé dans les réseaux de distribution moyenne et haute tension de 10 kV à 110 kV (tels que les réseaux urbains et ruraux) et est particulièrement adapté aux lignes sans câble de garde. Le câble OPPC peut remplacer l’un des trois conducteurs de phase traditionnels, évitant ainsi l’installation supplémentaire d’infrastructures de communication. Ses principaux avantages résident dans son efficacité énergétique (optimisation de la conception des lignes), sa protection contre le vol (opération sous tension), sa résistance aux impacts de la foudre et du givre (pas de risque de foudre sur un câble de garde) et sa haute fiabilité (performances mécaniques et électriques adaptées aux conducteurs de phase).
Construction
| Conducteur | Torons en aluminium, en alliage d’aluminium ou en aluminium-acier, assurant à la fois la conduction électrique et le support mécanique. |
| Unité de fibre optique | Tube en acier inoxydable ou en aluminium contenant des fibres optiques monomodes/multimodes (nombre typique de fibres : 24-48). |
| Isolation | Polyéthylène réticulé (XLPE) ou polyéthylène résistant aux intempéries, avec une tension nominale de 10 à 220 kV. |
| Gaine extérieure | Polyéthylène (PE) anti-UV ou polyoléfine ignifuge, adaptée aux environnements extérieurs difficiles. |
Standard
Conformément à l’IEEE 1138 et à l’IEC 60794-4
Propriétés
| Paramètre | Valeur typique / Plage |
| Section transversale | 50 – 420 mm² |
| Diamètre extérieur | 12 – 35 mm |
| Résistance électrique en courant continu | 0,25 – 0,06 Ω/km (à 20°C) |
| Tension nominale | 10 – 220 kV |
| Courant de court-circuit | 10 – 40 kA (1 seconde) |
| Plage de température de fonctionnement | -40°C à 90°C |
| Affaiblissement optique | ≤0,22 dB/km (1310/1550 nm) |
| Résistance à la traction | 70 – 150 kN |
| Rayon de courbure minimum | 20 × diamètre du câble |
Données techniques
Paramètres de structure
| Modèle | Paramètres de structure | ||||||||
| Centre | Première couche | Unité optique en tube en acier inoxydable | |||||||
| Nombre de conducteurs | Diamètre nominal mm | Matériau | Nombre de conducteurs | Diamètre nominal mm | Matériau | Nombre de conducteurs | Diamètre nominal mm | Nombre maximal de fibres optiques | |
| OPPC-16B1-85/25 | 1 | 2.3 | 20AS | 5 | 2.3 | 20AS | 1 | 2.3 | 16B1 |
| OPPC-16B1-90/25 | 1 | 2.4 | 20AS | 5 | 2.4 | 20AS | 1 | 2.4 | 20B1 |
| OPPC-16B1-95/25 | 1 | 3.25 | 14AS | 5 | 3.25 | 20AS | 1 | 3.25 | 48B1 |
| OPPC-16B1-110/25 | 1 | 2.35 | 20AS | 5 | 2.35 | 20AS | 1 | 2.35 | 16B1 |
| OPPC-16B1-120/25 | 1 | 2.4 | 20AS | 5 | 2.4 | 20AS | 1 | 2.4 | 20B1 |
| OPPC-16B1-150/25 | 1 | 2.35 | 20AS | 5 | 2.35 | 20AS | 1 | 2.35 | 16B1 |
| OPPC-16B1-150/30 | 1 | 2.55 | 14AS | 5 | 2.55 | 14AS | 1 | 2.55 | 24B1 |
| OPPC-16B1-185/25 | 1 | 2.35 | 20AS | 5 | 2.35 | 20AS | 1 | 2.35 | 16B1 |
| OPPC-16B1-185/40 | 1 | 2.85 | 14AS | 5 | 2.85 | 14AS | 1 | 2.85 | 30B1 |
| OPPC-16B1-210/25 | 1 | 2.3 | 20AS | 5 | 2.3 | 20AS | 1 | 2.3 | 16B1 |
| OPPC-16B1-210/30 | 1 | 2.55 | 14AS | 5 | 2.55 | 14AS | 1 | 2.55 | 24B1 |
| OPPC-16B1-240/30 | 1 | 2.45 | 20AS | 5 | 2.45 | 20AS | 1 | 2.45 | 20B1 |
| OPPC-16B1-240/50 | 1 | 3.25 | 14AS | 5 | 3.25 | 14AS | 1 | 3.25 | 48B1 |
| OPPC-20B1+4A1a-400/35 | 1 | 2.5 | 14AS | 15 | 2.5 | SUSLG14 | 1 | 2.5 | 20B1+A1a |
| Modèle | Paramètres de structure | Diamètre nominal mm | |||||
| Deuxième couche | Troisième couche | ||||||
| Nombre de conducteurs | Diamètre nominal mm | Matériau | Nombre de conducteurs | Diamètre nominal mm | Matériau | ||
| OPPC-16B1-85/25 | 9 | 2.45 | AL | / | / | / | 13.8 |
| OPPC-16B1-90/25 | 9 | 3.6 | AL | / | / | / | 14.4 |
| OPPC-16B1-95/25 | 12 | 3.2 | AL | / | / | / | 16.5 |
| OPPC-16B1-110/25 | 8 | 4.2 | AL | / | / | / | 15.45 |
| OPPC-16B1-120/25 | 8 | 4.35 | AL | / | / | / | 15.9 |
| OPPC-16B1-150/25 | 11 | 2.6 | AL | 17 | 2.6 | AL | 17.45 |
| OPPC-16B1-150/30 | 12 | 2.55 | AL | 18 | 2.55 | AL | 17.85 |
| OPPC-16B1-185/25 | 10 | 3 | AL | 16 | 3 | AL | 19.05 |
| OPPC-16B1-185/40 | 12 | 2.8 | AL | 18 | 2.8 | AL | 19.75 |
| OPPC-16B1-210/25 | 9 | 3.35 | AL | 15 | 3.35 | AL | 20.3 |
| OPPC-16B1-210/30 | 10 | 3.22 | AL | 16 | 3.22 | AL | 20.53 |
| OPPC-16B1-240/30 | 9 | 3.6 | AL | 15 | 3.6 | AL | 21.75 |
| OPPC-16B1-240/50 | 12 | 3.2 | AL | 18 | 3.2 | AL | 22.56 |
| OPPC-20B1+4A1a-400/35 | 10 | 3.22 | HAL | 22 | 3.22 | HAL | 26.82 |
Autres paramètres
| Modèle | Section transversale | Masse par unité de longueur kg/km | Charge de rupture nominale kN | Résistance en courant continu à 20 ℃ Ω/km | Capacité de transport de courant de référence | Conducteur | ||||
| Fil en acier plaqué aluminium mm² | Fil en alliage d’aluminium mm² | Total mm² | ||||||||
| 40-70 ℃ | 40-80 ℃ | 40-90 ℃ | ||||||||
| OPPC-16B1-85/25 | 84.13 | 24.93 | 109.1 | 410 | 42.2 | 0.3106 | 251 | 307 | 352 | LGJ-95/15 |
| OPPC-16B1-90/25 | 91.61 | 27.14 | 118.8 | 446 | 45.9 | 0.2852 | 265 | 233 | 371 | LGJ-95/20 |
| OPPC-16B1-95/25 | 96.51 | 49.77 | 146.3 | 645 | 83.3 | 0.2665 | 281 | 345 | 397 | LGJ-95/55 |
| OPPC-16B1-110/25 | 110.84 | 26.02 | 136.9 | 491 | 47.3 | 0.2101 | 293 | 359 | 415 | LGJ-120/20 |
| OPPC-16B1-120/25 | 118.89 | 27.14 | 146 | 521 | 49.9 | 0.2242 | 305 | 374 | 430 | LGJ-120/25 |
| OPPC-16B1-150/25 | 148.66 | 26.02 | 174.7 | 597 | 54.1 | 0.1831 | 344 | 423 | 487 | LGJ-150/25 |
| OPPC-16B1-150/30 | 153.21 | 30.64 | 183.9 | 659 | 67.3 | 0.1799 | 349 | 430 | 195 | LGJ-150/35 |
| OPPC-16B1-185/25 | 183.78 | 26.02 | 209.8 | 693 | 58.7 | 0.1496 | 387 | 478 | 552 | LGJ-185/45 |
| OPPC-16B1-185/40 | 184.73 | 38.28 | 223 | 803 | 82.2 | 0.1489 | 391 | 484 | 560 | LGJ-210/25 |
| OPPC-16B1-210/25 | 211.54 | 24.93 | 236.5 | 762 | 63.9 | 0.1309 | 415 | 515 | 595 | LGJ-210/25 |
| OPPC-16B1-210/30 | 211.73 | 30.64 | 242.4 | 819 | 74.3 | 0.1317 | 419 | 519 | 601 | LGJ-210/35 |
| OPPC-16B1-240/30 | 244.29 | 28.29 | 272.6 | 875 | 73.1 | 0.1135 | 456 | 567 | 657 | LGJ-240/30 |
| OPPC-16B1-240/50 | 241.27 | 49.77 | 291 | 1045 | 104.2 | 0.1141 | 459 | 571 | 663 | LGJ-240/55 |
| OPPC-20B1+4A1a-400/35 | 29.45 | 390.88 | 420.3 | 1321 | 103.9 | 0.0725 | 620 | 760 | 869 | LGJ-400/35 |
OPPC vs ADSS vs OPGW
| Caractéristiques | OPPC | ADSS | OPGW |
| Position d’installation | Remplace un conducteur de phase traditionnel, fonctionne sous tension | Suspendu indépendamment dans la zone non conductrice du pylône | Remplace le câble de garde, positionné au sommet pour la protection contre la foudre |
| Conductivité | Élevée (transporte le courant de travail) | Aucune (structure entièrement diélectrique) | Élevée (chemin de courant de court-circuit) |
| Résistance mécanique | Très élevée (doit supporter la tension du conducteur de phase) | Moyenne (renforcée par des fibres d’aramide) | Très élevée (doit supporter la tension du câble de garde) |
| Interférences électromagnétiques | Sensible aux effets de couronne et aux champs magnétiques | Forte résistance aux interférences | Exposition aux impacts de la foudre et aux inductions électromagnétiques |
| Приложения | Nouvelles lignes de transmission ou remplacement de conducteurs de phase | Ajout de communication sur des lignes existantes | Remplacement du câble de garde sur des lignes haute/ultra haute tension |
| Coût typique | Élevé (similaire à l’OPGW) | Bas | Élevé |
Applications des câbles OPPC de ZMS
Théoriquement, le câble OPPC peut être utilisé sur des lignes de différentes tensions. Dans certaines régions, l’OPGW est déjà largement adopté comme câble de garde pour la communication sur les réseaux électriques de 110 kV à 1000 kV. Toutefois, l’OPPC est privilégié sur les lignes où l’installation d’OPGW ou d’ADSS est difficile :
- Les lignes de 10 kV, 35 kV et certaines lignes de 66 kV ne disposent pas de câble de garde ou seulement partiellement, rendant l’installation d’OPGW impossible.
- Certaines anciennes lignes de 110 kV posent des défis en matière de collecte de données et de calcul de charge des pylônes, rendant la modification des têtes de pylônes complexe ou coûteuse.
- Les contraintes telles que l’insuffisance de la garde au sol, les difficultés à gérer les croisements, la faible résistance des pylônes et les changements fréquents de tracé limitent l’utilisation du câble ADSS.
- L’utilisation d’un câble optique standard expose à des risques de vol et des coûts de maintenance élevés, tandis que les communications avec les opérateurs sont sensibles aux conditions météorologiques et au relief.
Principes de conception des lignes
- Le câble OPPC transporte un courant continu permanent dans un réseau triphasé, ce qui impose de prendre en compte l’impact des températures élevées sur la transmission des fibres optiques et leur durée de vie, ainsi que la stabilité thermique du système.
- L’OPPC doit avoir des caractéristiques mécaniques et électriques similaires à celles des deux autres conducteurs de phase : diamètre, poids, section, résistance et impédance.
- La résistance ohmique et l’impédance du câble OPPC doivent être proches de celles des autres conducteurs de phase afin de maintenir l’équilibre triphasé et d’éviter toute fluctuation de tension en bout de ligne.
- Étant donné que le câble OPPC est sous tension, des accessoires d’isolation spécifiques ainsi que des boîtiers de raccordement dédiés sont nécessaires pour les connexions intermédiaires et les entrées en poste électrique.
- Pour garantir la sécurité de l’installation, la qualité du projet et faciliter les interventions de maintenance, il est recommandé de limiter la longueur d’un touret de câble OPPC à 3 km maximum.
Avantages des câbles OPPC de ZMS
Économie
- Lors de l’utilisation du câble OPPC sur de nouvelles lignes : La construction et la conception de la ligne sont réalisées en une seule étape, ce qui améliore l’efficacité et réduit les coûts du projet. Les exigences en matière de hauteur et de résistance des pylônes peuvent être réduites de manière appropriée.
- Lors du renouvellement de lignes existantes avec le câble OPPC : Il n’est pas nécessaire de modifier les conditions de ligne existantes. Une seule phase doit être remplacée, et les performances de l’OPPC restent cohérentes avec celles de la ligne de phase existante. Si les pylônes sont sûrs et fiables, un recalcul approfondi ou une inspection importante ne sont pas requis lors du remplacement d’un OPGW par un OPPC.
Risque moindre de rupture due à la foudre
- Contrairement au câble aérien OPGW, l’OPPC fonctionne comme une ligne de phase normale, sans augmenter le risque de rupture lié à la foudre.
- L’OPGW assure la mise à la terre et la communication sur les lignes haute tension, mais la foudre peut sérieusement perturber ces fonctions, menaçant ainsi la stabilité du réseau électrique.
Meilleure résistance au givrage
- Actuellement, il n’existe aucune solution efficace pour dégivrer les câbles à fibre optique OPGW sur les lignes électriques.
En revanche, le câble OPPC, grâce à sa température de fonctionnement plus élevée, améliore considérablement la résistance au givrage de la ligne.
Sécurité contre le vol
- Les boîtes de jonction des câbles OPPC sont alimentées par le réseau électrique et installées sur des isolateurs haute tension. Leur position, bien plus élevée que celle des câbles OPGW et ADSS, réduit considérablement le risque de vol.