110kV線路桿塔加掛ADSS光纜設(shè)計
時間:2016-04-19 16:58:35 來源：
摘要：通過對已有110 kV線路桿塔加掛ADSS光纜的設(shè)計實踐，提出施工和運行中應(yīng)注意的問題。
關(guān)鍵詞：110 kV線路；桿塔；ADSS光纜
隨著電力建設(shè)及電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，電力通信主干光纜通信網(wǎng)開始形成，它將承擔(dān)電力系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理、調(diào)度自動化、電量計費、計算機數(shù)據(jù)、線路保護(hù)、會議電視及圖文傳輸?shù)刃畔?、信號的輸送。主干光纜通道建設(shè)，主要通過在新建110 kV及以上線路上使用光纜復(fù)合架空地線(OPGW)，以及利用已有220 kV及以下線路加掛全介質(zhì)自承式光纜(ADSS)，形成電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)。一方面使電力通信大容量、遠(yuǎn)傳輸、高可靠、抗干擾以及在強電場環(huán)境下正常工作變?yōu)楝F(xiàn)實，另一方面也給電力系統(tǒng)中豐富的桿塔資源再利用創(chuàng)造了條件，起到了事半功倍的效果，這對節(jié)省土地，降低工程投資，提高輸電線路走廊的利用率將有著很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。ADSS光纜
1 ADSS光纜綜述
ADSS光纜是繼OPGW和GWWOF后又一適合電力系統(tǒng)、郵電系統(tǒng)和其它通信傳輸中特殊施工環(huán)境(如跨越江河或與電力線路同塔架設(shè)等)使用的新型特種通信光纜。材料全部采用非金屬，具有重量輕、抗拉強度大、絕緣性能好、耐高壓、耐電磁輻射、抗槍擊等特點;沒有金屬鎧裝纜存在的電力線路短路導(dǎo)致溫升和瞬時火花產(chǎn)生的熱應(yīng)力等問題，施工、安裝、維護(hù)方便; 同時具有良好的性能價格比，它可在大、中、小跨度輸電線路間直接架設(shè)，節(jié)省投資，資源共享?？赏耆珴M足電力通信對光纜技術(shù)的特殊要求，它將廣泛應(yīng)用于我國電力、郵電系統(tǒng)和其它需要大跨度遠(yuǎn)距離通信傳輸?shù)念I(lǐng)域。ADSS光纜
2 ADSS光纜與桿塔的關(guān)系
在已運行的110 kV線路上加掛ADSS光纜，主要問題是在原有的桿塔設(shè)計時，根本沒有考慮允許設(shè)計外的任何物體的附加，更不會給ADSS光纜留下足夠的空間，所謂空間不僅包括光纜的安裝掛點，還包括桿塔的機械強度和其它相關(guān)的因素。換言之，ADSS光纜只能盡量去適應(yīng)原有的桿塔。ADSS光纜
2.1 承力桿塔
這類桿塔承受線路的正?？v向張力和事故時的斷線張力，根據(jù)用途還可分為耐張、轉(zhuǎn)角、終端、分支等桿塔。
通常，ADSS光纜線路在這些桿塔上配置耐張(也有稱“靜端”)金具。承力桿塔是光纜配盤和接頭位置的重要依據(jù)。附加光纜的承力桿塔須經(jīng)強度校核，確認(rèn)在極端氣象條件下光纜的附加張力對桿塔仍是安全的。
2.2 直線桿塔
這是輸電線路中數(shù)量最多的桿塔，用于線路的直線段上，支撐線路的垂直(如重力)和水平荷載(如風(fēng)荷)。根據(jù)用途，還可分為轉(zhuǎn)角、換位、跨越等桿塔。
ADSS光纜線路通常不在直線桿塔上作光纜接頭，原則上采用直線(或稱“懸垂”)金具。在特殊情況下，如必須在直線桿塔上接頭，須采用經(jīng)特殊設(shè)計的金具。
2.3 桿塔型式
桿塔型式與輸電線路的電壓等級、線路回數(shù)和導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、氣象條件、地形地質(zhì)條件等因素相關(guān)。我國的桿塔型式很多，很復(fù)雜。光纜與塔型直接相關(guān)的是掛點選擇并直接影響到使用壽命。ADSS光纜離開導(dǎo)線一定的距離即可安裝的觀點是錯誤的，至少是不嚴(yán)格的。
塔身將決定光纜的架設(shè)高度，必須滿足在極端氣候條件下光纜弧垂最低點與地面或構(gòu)筑物的安全距離。塔頭將決定光纜的掛點位置，在該點上電場強度應(yīng)最小或相對較小，并符合光纜外護(hù)套抗電痕等級的要求。
2.4 ADSS光纜空氣的動力性能
ADSS光纜的空氣動力性能主要與ADSS光纜的機械性能、桿塔情況及氣象條件有關(guān)。ADSS光纜的機械性能包括纜徑、纜重、抗拉強度、彈性模量等;桿塔情況主要指檔距、安裝弧垂等;氣象條件是指風(fēng)速和覆冰厚度，它可以等效成光纜所承受的風(fēng)力負(fù)荷和覆冰負(fù)荷。
ADSS光纜架設(shè)在高壓線的強電場環(huán)境中，ADSS光纜與高壓相線間及ADSS光纜與大地間的耦合電容所產(chǎn)生的電位在潮濕的光纜表面產(chǎn)生電流，當(dāng)光纜表面有半干半濕的情況時，會在干燥區(qū)發(fā)生電弧，電弧引起的熱量會侵蝕ADSS光纜的外護(hù)套。為防止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，ADSS光纜國際標(biāo)準(zhǔn)要求光纜能在12 kV/m場強中正常工作。若電場強度大于12 kV/m，則需選用防止腐蝕護(hù)套的ADSS光纜。
3 光纜掛點的確定
3.1 電氣部分
ADSS光纜掛點的選取，首先必須滿足電力線的有關(guān)規(guī)程，有關(guān)ADSS光纜的規(guī)程要求及掛點處場強度小于12kV/m的要求，否則難以安全運行。其次是滿足電力線的基礎(chǔ)資料要求，如氣象條件、《平斷面圖》、交叉跨越、弧垂等。要求ADSS光纜能與電力線有良好的互融性，相吻性。充分考慮ADSS光纜安全系數(shù)、應(yīng)力和弧垂。ADSS光纜抗拉強度大，自重輕，較易按設(shè)計意圖選用參數(shù)，給設(shè)計完成上述要求提供了一個較為廣泛的空間，為進(jìn)一步合理選擇掛點提供了保證。
3.2 結(jié)構(gòu)部分
為了減少光纜對桿塔的強度影響，其掛點盡量選擇在較低位置，并應(yīng)考慮到受力影響選擇主、斜對交點處，這樣有利于減少主材受力影響。光纜靜端掛點，應(yīng)選擇鐵塔橫隔面處為宜 ，如果沒有橫隔，應(yīng)增加橫隔面，以有利于分散受力，并給予桿塔補強。一般線路增掛一條光纜，其桿塔強度均能滿足，對于個別大跨距處，應(yīng)根據(jù)所增光纜荷重來驗算桿塔強度及基礎(chǔ)受力情況，提出補強措施。
3.3 桿塔的強度校驗
近一年多以來，先后完成了廣東梅縣長沙、丙村，蕉嶺等ADSS光纜通信工程的設(shè)計、施工。但各種桿塔掛點位置從初設(shè)到施工圖幾經(jīng)變化，歸納起來掛點的確定主要應(yīng)考慮以下因素：
掛點場強應(yīng)不大于20 kV/cm，以減少電腐蝕，保持光纜的應(yīng)有壽命；
盡可能采用低掛，以減少桿塔附加彎矩，降低桿塔加固補強的工程量，節(jié)省工程投資；
盡量避免光纜與導(dǎo)線的交叉，防止鞭擊現(xiàn)象發(fā)生。而設(shè)計應(yīng)避免ADSS與導(dǎo)線在側(cè)視圖中和俯視圖中交叉，實在無法避免的交叉，也要將交叉點盡量設(shè)置在兩側(cè)桿塔附近。同時要驗算導(dǎo)線與光纜在有風(fēng)時不同步擺動和無風(fēng)時弛度變化；
光纜弧垂最低點不得超過導(dǎo)線弧垂的最低點，以保證交叉跨越距離，免受外力破壞。
4 ADSS光纜配盤問題
ADSS光纜配盤是光纜訂貨施工中的重要問題，當(dāng)工程已確定采用的線路，并明確路徑狀況后，接下來就要考慮光纜的配盤及影響配盤的因素。
4.1 接續(xù)問題
由于ADSS光纜的特殊性，決定它不能象普通光纜那樣任意接續(xù)，其接續(xù)必須選擇在輸電線路的耐張塔上進(jìn)行，決不能在線路中間空中接續(xù)。由于它的施工條件較艱苦，野外接續(xù)地點條件較差，因此應(yīng)盡量減少光纜的接續(xù)次數(shù)，故每盤ADSS光纜的盤長應(yīng)盡量控制在3～5 km范圍。
4.2 ADSS光纜長度與線路之間的關(guān)系
ADSS光纜是懸掛在高壓輸電線上，高壓輸電線路的長度是決定ADSS光纜長度的主要依據(jù)之一，除此之外，ADSS光纜盤長中還應(yīng)考慮輸電線路中桿塔之間的自然條件。
另外需要考慮桿塔上的過引、弧垂、光纜接續(xù)時所需長度、施工中的牽引所用長度等。再一個考慮輸電線路允許的設(shè)計誤差;由于設(shè)計輸電線路時允許有±1%的誤差存在，ADSS光纜選擇時就應(yīng)考慮±1%的誤差。
ADSS光纜的垂度應(yīng)與輸電線路的導(dǎo)線垂度相近，生產(chǎn)廠商應(yīng)提供所有技術(shù)參數(shù)，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)廠商提供的參數(shù)來計算導(dǎo)線最大垂度和光纜最大垂度時的距離，防止相碰，造成光纜損壞影響線路正常運行。
設(shè)計部門應(yīng)根據(jù)所掌握的線路情況提出初略的光纜配盤表，提供招投標(biāo)選擇時參考。待選定廠商后設(shè)計單位與廠商共同確定最后的光纜配盤，配盤表應(yīng)盡量詳細(xì)。ADSS光纜配盤訂貨時，各種檔距的光纜要互相兼顧，應(yīng)盡量簡化檔距差，減少光纜種類，這樣既減少備品、備件數(shù)量又降低施工中的復(fù)雜程度。
5 應(yīng)用、設(shè)計及施工中需說明的問題
ADSS光纜的特點是施工簡單、可帶電作業(yè)、工程造價低、抗電腐蝕、壽命長、大跨距。上述特點是針對一定的應(yīng)用范圍而言，其它的特種光纜也各有其不同的優(yōu)勢。就光纜的選擇，目前電力系統(tǒng)還沒有一個通用標(biāo)準(zhǔn)，只能根據(jù)一些基本原則和項目具體情況進(jìn)行方案分析。
施工單位要嚴(yán)格按光纜供貨廠商對安裝方面的要求作業(yè)，制定安全措施、組織措施、技術(shù)措施，并在施工督導(dǎo)的監(jiān)督下進(jìn)行作業(yè)。
ADSS光纜是全介質(zhì)結(jié)構(gòu)，但由于光纜表面及周圍空氣中不可避免地存在灰塵、水分，使其表面帶有一定電荷。因此在高壓環(huán)境中作業(yè)，光纜及其金具均應(yīng)在直接觸摸前接地。光纜焊接作業(yè)時，位于工作區(qū)域內(nèi)和靜端連接金具之間的光纜應(yīng)可靠接地。設(shè)計ADSS光纜時采用直接接地，以便靜電及時泄放。
由于光纜金具預(yù)絞絲較長，安裝中稍有不慎，有電擊的危險。為解決這個問題，提出采用“隔一掛一”辦法，在保證光纜不落地的前提下，可依次、逐基將光纜放低3～5 m，進(jìn)行預(yù)絞絲和懸垂線夾的安裝，為了提高施工進(jìn)度，在電網(wǎng)允許時也可以停電施工。
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