Światłowody w energetyce
22
Działanie światłowodu polega na przesyłaniu przez rdzeń impulsów
świetlnych generowanych przez nadajnik światła, umieszczony na jed-
nym końcu włókna światłowodowego. Światłowód to struktura skła-
dająca się z przeźroczystego, centralnie położonego rdzenia, wykona-
nego ze szkła kwarcowego, otoczona płaszczem oraz specjalną powłoką
ochronną. Zastosowanie odpowiednich materiałów stanowiących
rdzeń i płaszcz światłowodu, mających różne współczynniki załama-
nia światła, powoduje, że promień świetlny przemieszcza się wyłącz-
nie w rdzeniu. Materiał rdzenia ma większy współczynnik załamania
światła i dzięki temu następuje całkowite wewnętrzne odbicie światła
od płaszcza do rdzenia. Powłoka ochronna wykonana jest z materiałów
termoplastycznych w celu zabezpieczenia płaszcza. Według jednego
z podstawowych podziałów światłowodów wyróżniamy włókna jedno-
i wielomodowe. W liniach elektroenergetycznych stosowane są wyłącz-
nie włókna jednomodowe ze względu na znacznie mniejsze tłumienie,
co ma istotne znaczenie przy długich liniach.
x x x
Zadania światłowodów
Podstawowym celem stosowania światłowodów w energetyce jest
zapewnienie łączności pomiędzy stacjami elektroenergetycznymi. Jest to
spowodowane wykorzystywaniem nowoczesnej automatyki chroniącej
linie elektroenergetyczne przed skutkami zwarć. Automatyka zabez-
pieczeniowa znajduje się na każdej stacji elektroenergetycznej, a w celu
zapewnienia jej prawidłowej pracy wymagane jest zastosowanie szyb-
kiego połączenia pomiędzy stacjami. Napowietrzne linie elektroenerge-
tyczne wysokich (110 kV) i najwyższych napięć (220 i 400 kV) osiągają
znaczne długości. W Polsce najdłuższa linia 400 kV ma ok. 260 km,
natomiast na świecie istnieją kilkukrotnie dłuższe. Zastosowanie
w liniach elektroenergetycznych większej liczby włókien światłowodo-
wych niż wynika to z wewnętrznych potrzeb energetyki daje możliwość
dzierżawienia włókien innym operatorom. Pozwala to na stworzenie
sieci światłowodowej o globalnym zasięgu, przeznaczonej do użytku
komercyjnego (internet, telekomunikacja, multimedia itp.).
x x x
Zalety światłowodów
Intensywny wzrost stosowania światłowodów na świecie trwa już
ponad 40 lat. Wynika to z wielu zalet wyróżniających światłowody.
Do ważniejszych należy zaliczyć: bardzo dużą przepustowość poje-
dynczego włókna, małą tłumienność sygnału, nawet przy bardzo
dużych odległościach, niewielkie wymiary i małą masę własną, cał-
kowitą odporność na zakłócenia radioelektryczne oraz działanie
pola elektromagnetycznego.
Ze względu na nacisk, jaki się obecnie kładzie na kwestie związane
z ochroną środowiska, istotną cechą światłowodów jest brak jakiegokol-
wiek ich wpływu na otoczenie, co ma istotne znaczenie przy projekto-
waniu linii światłowodowych. Łącza te są w dużej mierze niezawodne,
proste w obsłudze, zapewniają bezpieczeństwo pracy oraz znaczną
wydajność, dzięki czemu cieszą się coraz większą popularnością.
x x x
Typy przewodów z włóknami światłowodowymi
stosowane w liniach elektroenergetycznych
Włókna światłowodowe prowadzone są w formie wiązek zawierających
od kilkunastu do kilkuset włókien w jednej wiązce. Przewody z włók-
nami światłowodowymi mogą pełnić w liniach elektroenergetycznych
funkcję: przewodów fazowych (będących pod napięciem) lub odgro-
mowych (przewody o potencjale ziemi) oraz samonośnych kabli dielek-
trycznych (dodatkowy przewód w linii zawierający wyłącznie włókna
światłowodowe). Rozróżnia się kilka typów przewodów skojarzonych
z włóknami światłowodowymi, tzn. mających w sobie włókna
światłowodowe, tj.:
OPGW (ang.
Optical Ground Wire
)
– przewody odgromowe
powszechnie stosowane w napowietrznych liniach elektroenerge-
tycznych o napięciu od 110 kV.
Światłowody w energetyce
Rys. 3. Przewód OPGW z centralną aluminiową tubą
1.Włókna światłowo-
dowe
2. Moduł światłowodowy
3. Rurka aluminiowa
4. Druty ze stopów
aluminiowych
5. Druty stalowe
aluminiowane
1
2
3
4
5
Rys. 2. Przewód OPGW z tubami ze stali nierdzewnej
rys. K. Ściobłowski (2)
1.Włókna światłowo-
dowe
2.Tuba ze stali nierdzew-
nej wypełniona żelem
3. Druty stalowe
aluminiowane
4. Druty ze stopów
aluminiowych
1
2
3
4
mgr inż. Krzysztof Ściobłowski
ekspert
rys. K. Ściobłowski
1. Powłoka ochronna,
średnica 250 μm
2. Płaszcz, średnica
125 μm
3. Rdzeń, średnica 10 μm
Rys. 1. Budowa włókna światłowodowego
1
2
3
