截至 2009 年底,国家电网公司系统省级以上骨干光缆线 路已达 37.4 万 km,其中 OPGW 光缆 21km,占光缆总长度的 56%;ADSS 光缆 9.7 万 km,占光缆总长度的 31%;其它类型 光 缆 6.7 万 km,占光缆总长度的 18%。 电力系统何以在众多品 种中择型 OPGW 光缆和 ADSS 光缆, 个中性能较比及选择原 则是什么? 本文就此予以简要探讨,仅供参考。
1 光 纤复合地线 OPGW
光纤复合地线 OPGW, 因其将光纤媒体复合在输电线路 的架空地线里, 故而它同时兼具普通架空地线和光纤通信的 双重功能。 退而言之,尽管它是一条架空(避雷)地线,但仍同 时具备传统地线的所有功能与性能。 而作为一条光缆,虽说其 功能与性能绝非是二者的简单相加, 但地线和光缆的 “复合 体”特性,却注定了 OPGW 已然完全满足光缆的一切特性和 功能。 因此,在电力通信系统素称其为“地线复合光缆”。
1.1 OPGW 光 缆结构 按照光单元结构分类说, 常用的分别是光单元为中心不 锈钢管结构、层绞不锈钢管结构和“中心塑管+铝管”结构。 毫 无疑问,设计科学、技术成熟的 OPGW 结构,完全能够对脆弱 的光纤予以有效保护,同时保持与传统地线的最大近似(含直 径、重量、机械性能、电气性能等相关参数)。
1.2 OPGW 光 缆的主要构件与参数 光单元 (OPtical Unit), 是由光纤及其保护材料构成的 OPGW 部 件 ,其 保 护 材料 较 宽 泛 ,既 可 以是 金 属 ,也 可 以是 非 金属,意在构成 OPGW 的承力部分和传输电流部分;额定拉 断力(Rated Tensile Strength,RTS),在预期最恶劣运行条件下 的最大张力或其他规定值, 一般为 RTS 的 40%;OPGW 在无 风无冰年平均气温的气象条件下, 所承受的应力一般为 RTS 的 15~25%;应变限量,在光纤无纵向应变时,OPGW 能承受的 最大应变量,一般为拉力不小于 RTS 的 60%。
1.3 OPGW 光 缆的关键技术指标
1.3.1 光纤余长 OPGW 光 缆 的技术 先 进性 与 博 弈 在于 ———光 缆 在动 态 安 装和运行中,无论是基于金属材料的初伸长、蠕变,还是最大 弧垂的变化,即便出现缆体长度变大,但里边的光纤仍不会受 外力影响而动。 因此,OPGW 光缆必须留有适度的余长,之所 以余长要适度,是因为余长既不易过大,也不可过小,而应视 工程情况具体而定。
1.3.2 温 升 OPGW 光 缆 的 温 升 , 特 指 短 路电 流 引起 的 温 升 和 OPGW 的最高使用温度。试验表明,大于或等于 300℃的瞬时高温,对 兼存缓冲与保护的光纤并无严重威胁;结构中的铝材,是导致 OPGW 光缆温升的不二要因— ——温度大于 200℃后 ,铝 材 的 不 可逆塑性形变,不但会使 OPGW 结构遭到破坏,而且增大的 弧垂不仅不能确保与导线的安全间距,甚至还会与导线相碰; 而结构不含铝材的全钢结构 OPGW,即便遇到短时的 300℃高 温,仍能承受。
1.3.3 OPGW 光缆主要特点
作为一种成功将光缆技术与输电线技术相融合的多功能 架空地线,OPGW 光缆已然同时兼具避雷线、屏蔽线及架空光 缆等多重特性, 故而其主要特点在于:
①因光纤居于 OPGW 中,外层有铝包钢线或铝合金线包裹,故而可靠性较高;
②较 之架于传统通信线杆上的电缆, 架 设于输电线路铁塔上的 OPGW 光缆,无疑更 安 全 ,不 易 被 盗 ;
③野 外 架 设 光 缆 ,其难 点 与高成本主要是跨越江河、高山、密林、铁路等障碍区,即便是 广袤的田野, 如季节撞车也需付出昂贵的青苗补偿费, 但因 OPGW 光缆重量轻 ,野 外 架 设 十 分 便 捷 ,如遇上 述 障 碍 区 完 全 可以施行空中架设———仅用充电飞机即可空中飞越架设,既 快捷方便,又减少了施工费用。 2 全 介质自承式光缆(A DSS)
2.1 ADSS 光 缆结构 ADSS 光缆缆 芯 ,其结构 主 要有两种———层 绞 式和中 心 管 式,被覆内垫层的缆芯外或中心管外均匀缠绕芳纶纱,再被覆 黑色聚烯烃护套。
2.2 ADSS 光 缆的主要构件与参数 ADSS 光 缆 的 结构 ,主 要 依 据 跨 距 、弧垂 、气 象 条 件 、空 间 电位及其它要求而设计,其额定拉断力、最大允许张力、年平 均运行应力、应变限量的定义与 OPGW 光缆一致。
2.3 ADSS光缆的主要优缺点
(1)主要优点。
①基于芳纶纱弹性模量高、重量轻,具有负 膨胀系数和防弹能力, 故而 ADSS 光缆采用芳纶纱作为抗张 元件;
②几何尺寸小,缆重仅为普通光缆的三分之一,可直接 加挂在电力杆塔的适当位置上,对杆塔的额外负荷极小;
③因 外护套经过中性离子化浸渍处理, 故而具有极强的抗电腐蚀 能力;
④因采用无金属材料,故而绝缘性能好,可避免雷击,即 便电力线出现故障,也不影响光缆的正常运行;
⑤可不停电施 工,与电力线同杆架设,无需单独拉线,工程造价底。
(2)主 要 缺 点 。 尽 管 ADSS 光 缆 有 一定 的 抗 电 腐蚀 能 力 , 但由于光缆与高压输电线路是平行架设,长期受电磁腐蚀,易 造成光缆外护套损坏,甚至引发断缆事故。 因此光缆受到的电 腐蚀强度必须进行严格控制, 否则直接影响 ADSS 光缆的使 用寿命。
(3)防腐蚀对策。 同任何先进的技术手段皆有其无可回避 的短板一样,ADSS 光缆的优越性与易腐蚀性, 可谓同时并存 的 “双刃剑”, 野外架设前就必须充分考虑到可能导致 ADSS 光缆腐蚀的各个环节与细节。 诚然,ADSS 光缆的腐蚀性有其 内、外在成因,只要切准这些内因、外因所在,并预先防患未 然,其腐蚀也便大大降低。
具体对策:
①尽量减少放电电压的 数值和均衡塔端的感应场强;
②光缆外护套,最好采用抗电应 力损伤的新材料;
③降低光缆表面电场强度和电位差;④在靠 近杆塔的 ADSS 光缆表面,沿光缆方向安装半导体棒;
⑤优化 ADSS 光缆的悬挂点;
⑥施工时将 光 缆 控 制 在 安 全 区 域内 ,严 防光缆的意外受损与破坏。
3 电力通信光缆的架设选型
电力通信光缆架设前的型号选定, 虽有其地域性的普遍 认同与界定,但仍要考虑到拟架设输电线路的具体情况。 以东 北电力通信系统为例,各城市之间、城区之间及与野外架设, 普遍采用 OPGW 光缆和 ADSS 光缆,并以这两种光缆为主,其 它辅之。
之所以这样选型, 主要基于二者的优势与特点:
① OPGW 光 缆适 用于 新 建 的 输 电 线 路 ,施 工 时 间 短 、费 用 低 ;
② ADSS 光 缆适 用于 已 运 行的 220k V 及 以 下 电 压 等 级的 输 电 线 路,安全性稍低于 OPGW 光缆,但施工周期和工程成本,均低 于 OPGW 光缆。 务须说明的是,尽管电力通信所用光缆的具 体型材、型号,远非具体施工架设人员所能决定的,但作为一 线施工技术人员,必须熟谙个中技术要因,不能只知其然,不 知其所以然。
4 结 语
客观而言,电力系统的通信专业,属于一项附带性的弱电 技术。 单一通信行业(专业)的岗位优势,对于电力系统的通信 技术人员来说, 是无法企及与比拟的———技术人员普遍感到 自身“地位附属”。 也正因为如此,长年从事电力通信光缆架设 的一线技术员工, 更有必要全面了解与把握本专业的技术内 涵,尤其是可能导致通信光缆架设后故障与隐患的关键技术, 如光纤质地脆弱、机械强度低,切断和接续技术要求高,分路 与耦合比较麻烦等,惟其超前掌握、了然于胸,方能在环境低 劣、情况复杂的野外通信光缆架与续接施工中,科学把握好工 作流程、操作环节、关键技术,进而规范作业、做实细节、杜绝 隐患。
远大光缆,欢迎转载。
http://www.adssguanglan.com/news/hy/144.html
网友评论