電力系統(tǒng)特種光纜ADSS、OPGW
時間:2016-07-12 14:40:54 來源：
目前，應用較多的電力特種光纜主要有ADSS、OPGW。
1、無金屬自承式光纜(ADSS光纜)
ADSS(All Dielectric Self-Support)是順應電力系統(tǒng)要求而發(fā)展起來的一種非金屬型特種光纜。我國電力系統(tǒng)在20世紀90年代中期開始應用，其后發(fā)展甚為迅速，是目前我國電力系統(tǒng)應用最為廣泛的特種光纜。ADSS光纜
1.1 ADSS光纜的特點
ADSS是在"8"字型自承式光纜基礎上發(fā)展起來的。它既是全非金屬的，又具有自承能力。制造中采用了具有高彈性模量的高強度芳綸紗作為抗張元件。芳綸紗彈性模量高、重量輕、具有負膨脹系數(shù)、有防彈能力，光纜伸縮率小。同時光纜幾何尺寸小，纜重僅為普通光纜的三分之一，可直接架掛在電力桿塔的適當位置上，對桿塔增加的額外負荷很小，最大檔距可達1500m。它的外護套經(jīng)過中性離子化浸漬處理，使光纜具有極強的抗電腐蝕能力，能保證光纜在強電場中的壽命;光纜采用非金屬材料，絕緣性能好，能避免雷擊，電力線出故障時，不會影響光纜的正常運行;利用現(xiàn)有電力桿塔，可以不停電施工，與電力線同桿架設，可降低工程造價;運行溫度范圍寬達-40～+70℃。
1.2 使用ADSS光纜需注意的特殊問題
在電力系統(tǒng)中采用ADSS光纜具有很多優(yōu)越性，但是根據(jù)ADSS光纜多年運行經(jīng)驗和研究發(fā)現(xiàn)，在光纜設計時，除考慮光纜掛點的電場強度，桿塔受力等問題外，還應考慮采取措施減少下述2個因素對ADSS光纜造成的損害。ADSS光纜
(1)"干帶電荷"放電現(xiàn)象：光纜在空氣污染和雨水作用下表面會形成污層，在不均勻電場中會產(chǎn)生泄漏電流并加熱污層。由于污層沿表面分布不均勻，污層被泄漏電流加熱也不平衡。在電流密度最大且污層最薄的地方，水分迅速蒸發(fā)、變干，電阻增大，沿表面電壓分布會隨之改變，大部分電壓降落在該部分，結果這部分將出現(xiàn)火花放電通道，形成放電電弧。如泄漏電流進一步增大，電弧將逐步拉長而發(fā)展成沿光纜表面的閃絡，使光纜外護套燒傷、炭化，進而損壞光纜。在光纜靠近桿塔的連接處，電場電壓分布變化最大，由于重力和弧垂的作用與使該處污層分布最不均勻，因此是放電最容易發(fā)生的部位。ADSS光纜廠家
(2)導線"鞭擊"現(xiàn)象：在風力的作用下導線會產(chǎn)生擺動而碰擊光纜，由于光纜表面有污層、潮濕等，在導線接觸光纜表面污層介質時，會產(chǎn)生放電而灼傷光纜表面，嚴重時可導致光纜燒損。
1.3 ADSS光纜工程設計需考慮的問題
(1)選擇電場強度較小處(≤25kV)作為光纜掛點。工程設計時應將線路資料(線路電壓等級、線路回數(shù)、導線布列、桿塔結構、路由參數(shù)、導線參數(shù)等)，線路環(huán)境資料(大氣溫度范圍、最大風速、復冰厚度、污染程度等)及光纖芯數(shù)等告知光纜生產(chǎn)廠家，以便光纜生產(chǎn)廠家根據(jù)桿塔結構做出空間電勢分布圖，提出光纜在桿塔上的最佳掛點。
(2)根據(jù)光纜所處電場強度選擇光纜外護套材料。當空間電勢≤12kV時，光纜外護套采用黑色高密度聚乙烯外護套(HDPE)，此情況一般出現(xiàn)在110kV及以下線路。當空間電勢在12～25kV時，光纜外護套采用黑色高密度抗電痕外護套(AT)，此情況一般出現(xiàn)在110kV以上線路。OPGW光纜
(3)在污染較重的地區(qū)，需對光纜進行特殊處理，減少表面污層形成。路由選擇時應盡量避開鹽霧污染區(qū)。
(4)根據(jù)導線和光纜的溫度特性及運行條件，合理確定光纜掛點及弧垂，盡量避免發(fā)生導線"鞭擊"光纜現(xiàn)象。同時還要考慮ADSS光纜與其他建筑物、樹木和電力線路的最小垂直距離及交叉跨越距離，各種情況的安全距離要求如下：
對居民區(qū) >6m
對非居民區(qū) >5.5m
跨越房屋屋頂時 >1m
跨越樹木的樹頂時 >1.5m
對通信線交叉跨越距離 >1m
對公路交叉跨越距離 >6m
最大風偏時對建筑物的距離 >1m
對10kV電力線交叉跨越距離 >2m
對35kV電力線交叉跨越距離 >3m
對低壓線交叉跨越距離 >1m
對鐵路交叉跨越距離 >7.5m
對航船桅桿頂距離 >1m
(5)為了安裝及維護方便，通過配盤一定要使ADSS光纜的接頭位置落在耐張塔上。
2 架空地線復合光纜(OPGW)
地線復合光纜OPGW(Optical Power Grounded Waveguide),又稱光纖架空地線，是在電力傳輸線路的地線中含有供通信用的光纖單元。它具有2種功能，其一是作為輸電線路的防雷線，對輸電導線抗雷擊放電提供屏蔽保護;其二是通過復合在地線中的光纖，作為傳送光信號的介質，可以傳送音頻、視頻、數(shù)據(jù)和各種控制信號，組建多路寬帶通信網(wǎng)。OPGW光纜一般有骨架式、中心管式和層絞式等幾種。
2.1 OPGW光纜的特點
光纜鎧裝層有很好的機械強度特性，因此，光纖能得到最好的保護(不受磨損、不受拉伸的應力、不受側向壓力)，在根本上保證了光纖不受外力損害。光纜鎧裝層有很好的抗雷擊放電性能和短路電流過載能力，因此，在雷電和短路電流過載的情況下，光纖仍可正常運行。OPGW光纜，可直接作為架空地線安裝在任意跨距的電力桿塔的地線掛點上。
特殊設計的OPGW光纜可直接替換原有高壓線路的架空地線，不用更換原有塔頭;與高壓線路同步建設光纜通信系統(tǒng)，可節(jié)省光纜施工費用，降低通信工程造價;纜徑小，重量輕，不會給鐵塔帶來大的額外荷載;運行溫度-40～+70℃。
2.2 選擇使用OPGW光纜應注意的問題
(1)合理選擇光纖外護套。光纖外護套有3種管材：塑料管(有機合成材料)、鋁管、鋼管。塑料管造價低。為滿足塑料管護套對紫外線的防護要求，最少要使用兩層鎧裝。塑料管OPGW承受短路電流引起的短時溫升能力<180℃;鋁管造價較低。由于鋁材阻抗小，因此能加大OPGW鎧裝層承受短路電流的能力。鋁管OPGW承受短路電流引起短時溫升能力<300℃;不銹鋼管造價高。但是由于鋼管的管壁薄，在相同截面條件下裝入不銹鋼管的光纖芯數(shù)比塑料管和鋁管都要多，因此在多芯條件下單位光芯造價并不高。鋼管OPGW承受短時溫升的能力可達450℃。用戶可根據(jù)工程具體情況，合理選擇光纖外護套。
(2)當用OPGW光纜更換老線路地線時，必須選擇與原有架空地線的機械特性和電氣特性相當?shù)腛PGW。即OPGW的外徑、單位長度重量、極限拉力、彈性模量、線膨脹系數(shù)、短路電流等參數(shù)與現(xiàn)有地線參數(shù)相接近，這樣既可以不改變現(xiàn)有的塔頭，減少改造工程量，又可以保證OPGW與現(xiàn)有相導線的安全距離，確保電力系統(tǒng)安全運行。
(3)安裝施工OPGW光纜與安裝ADSS光纜差不多，使用的金具也幾乎一樣，只是掛點不一樣，OPGW光纜要安裝在架空地線的位置上。光纜線路的中間接頭位置必須通過配盤落在耐張鐵塔上。
在以上幾種光纜的選擇應用中，還需要共同注意的一點是：選擇松套結構光纜，不要選用緊套結構光纜。因為光纖在松套管內(nèi)可以留有一定的余長，控制范圍在0.0%～1.0%之間(典型數(shù)值為0.5%～0.7%)。當光纜在施工時，或在重力和風力的作用下而發(fā)生拉伸時，只要光纜的拉伸長度在余長范圍內(nèi)，光纖則具有應變能力而不承受張力，從而保證光纖的傳輸質量不受外力影響。
