電力線路架設(shè)光纜的安裝設(shè)計(jì)

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電力通信網(wǎng)是國家重要的專用通信網(wǎng)，是以“三大二高”為主要特征的現(xiàn)代化電網(wǎng)的支撐網(wǎng)絡(luò)。電力行業(yè)發(fā)展光纖通信有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，電力網(wǎng)遍布城鄉(xiāng)各地，沿電力線路桿塔、溝管、隧道架設(shè)/敷設(shè)光纜有著較高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。電力通信網(wǎng)中使用的特種光纜主要有ADSS光纜和OPGW光纜。OPGW光纜是在傳統(tǒng)的地線結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)靥砑庸饫w單元而形成的專用于電力線路的光纜，它同時(shí)具備架空地線和光纜的功能和性能。

　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電負(fù)荷的增長，供電區(qū)域的擴(kuò)大，使得電力系統(tǒng)通訊容量不斷增長，光纖通信逐漸取代微波通信、載波通信，在電力系統(tǒng)中傳輸保護(hù)信號(hào)和調(diào)度通訊方面起著越來越重要的作用。光纖通信已成為電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)改造的一個(gè)重要組成部分。

　　由于光纖通信容量大，抗干擾性能好，不但可以滿足電力系統(tǒng)中通訊及自動(dòng)化的需要，而且可以將富余的容量提供給社會(huì)（有待開發(fā)）。既可以提高電網(wǎng)的供電可靠性，又可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　OPGW光纜

　　在輸電線路上架設(shè)地線復(fù)合光纜具有兩種功能：一是作為輸電線路的屏蔽線和防雷地線，對(duì)輸電線路導(dǎo)線抗雷閃放電提供保護(hù)，在輸電線路發(fā)生短路時(shí)，起鎧裝層和屏蔽作用，使短路電流對(duì)電網(wǎng)和通信線、鐵路、輸送管道的干擾減到最小。二是通過復(fù)合在地線中的光纖，作為傳送光信號(hào)的介質(zhì)，可傳播音頻、視頻、數(shù)據(jù)和各種控制信號(hào)，進(jìn)行多路寬帶通信。

　　OPGW的主要結(jié)構(gòu)

　　為實(shí)現(xiàn)上述兩項(xiàng)功能，光纖和地線必須有機(jī)結(jié)合在一起，才能充分發(fā)揮各自的作用。OPGW光纜的主要結(jié)構(gòu)有：緊套結(jié)構(gòu)、松套中心加強(qiáng)件層絞式結(jié)構(gòu)、骨架式結(jié)構(gòu)（骨架結(jié)構(gòu)中有塑料開槽結(jié)構(gòu)、鋁質(zhì)開槽結(jié)構(gòu)）、中心束管式（有機(jī)合成材料管、鋼管或鋁管）、松套絞合管鋼絞線絞合式。

　?。?）緊套結(jié)構(gòu)：在纜芯中使用緊套光纖，緊湊性好、但光纖受力，難以保證光纖的低衰減。

　?。?）松套中心加強(qiáng)件層絞式結(jié)構(gòu)：松套光纖絞合在中心加強(qiáng)件上，用芳綸和塑料護(hù)套做成光單元，再將若干個(gè)光單元置于鋁管中，（極限拉斷力）時(shí)受微小張力，光纖衰減小，但防側(cè)壓性能不夠好。

　　（3）松套骨架式結(jié)構(gòu)：在塑料或鋁棒做成的骨架上，安裝松套光纖或裝有光纖的塑料管。光纖在70%UTS時(shí)受力微小，光纖衰減小。

　　（4）中心束管式結(jié)構(gòu)：光纖裝在大束管中，束管有有機(jī)合成材料管、鋼管和鋁管三種不同質(zhì)地材料。光纖在70%UTS時(shí)不受力，緊湊性、防水性和防側(cè)壓性能均佳。

　?。?）松套絞合管鋼絞線絞合式結(jié)構(gòu)：用鋼質(zhì)絞合管裝入光纖，再與金屬線絞合在一起。高張力時(shí)受力小，光纖衰減小，防水性好。但不宜在強(qiáng)雷電地區(qū)使用。

　　由于中心束管式結(jié)構(gòu)的OPGW光纜可裝光纖總數(shù)多，光纖具有較大的余長，整體結(jié)構(gòu)達(dá)到重量輕、纜徑小，在工程中已被廣采用。

　　光纖

　　中心束管結(jié)構(gòu)中的光纖是以波狀導(dǎo)入中心束管內(nèi)，光纖具有千分之幾的余長（一般為0.5%-0.7%），當(dāng)光纖承受機(jī)械負(fù)荷時(shí)，光纖不受力，也不會(huì)增加光纖的損耗，在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了光纜中光纖零張力設(shè)計(jì)。束管中填充油膏的作用為：一是為有余長的光纖提供活動(dòng)空間和保持一定姿態(tài)；二是為束管提供防潮性能。油膏在高溫條件下不應(yīng)滴流，在低溫條件下不固化不收縮，從而保證了對(duì)光纖的防水和防潮能力，提供光纖一定的活動(dòng)空間，發(fā)揮光纖余長的作用。

　　金屬鎧裝

　　外層主要由導(dǎo)電性能好的鋁合金線構(gòu)成，內(nèi)層由抗拉強(qiáng)度高的鋁包鋼線組成，保證光纜既承受足夠的機(jī)構(gòu)負(fù)荷，又能保護(hù)線路導(dǎo)線免遭雷擊，在輸電線路發(fā)生接地短路時(shí)，對(duì)短路電流容量及引起的溫升具有足夠的承受能力，以使纜中的光纖不因溫度過高而損壞。

　　ADSS光纜

　　ADSS光纜的類型選擇首先要考慮電氣性能要求，即ADSS所能承受的空間感應(yīng)電場(chǎng)（電位）的大小。原因是光纜外護(hù)套在電力線路導(dǎo)線的電場(chǎng)作用下，發(fā)生干帶電弧放電，引起光纜護(hù)套的電腐蝕。光纜在高壓線路導(dǎo)線附近，導(dǎo)線周圍空間存在電場(chǎng)，光纜對(duì)導(dǎo)線和地線之間的電容耦合使光纜處于一個(gè)空間電位的位置，天氣為霧、露或下小雨時(shí)，潮濕的污穢在光纜外護(hù)套表面形成一個(gè)電阻層。在空間電位的作用下，護(hù)套表面對(duì)鐵塔上的光纜接地金具之間流有電波，電流發(fā)熱造成水分蒸發(fā)，使光纜外護(hù)套表面形成小段的干燥地帶，阻斷了電流，光干燥帶的電位差達(dá)到一定高度時(shí)，便發(fā)生放電形成電弧，這就是干帶電弧。它產(chǎn)生的熱可以使交聯(lián)聚合物逐步失去結(jié)合力而形成腐蝕，護(hù)套會(huì)熔成洞，稱為護(hù)套電腐蝕或電痕，導(dǎo)致斷纜。