電力光纜介紹

  近年來，智能電網(wǎng)、FTTx和3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是支撐線纜行業(yè)蓬勃發(fā)展的主動(dòng)力。智能電網(wǎng)要求電力系統(tǒng)中輔以信息技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化和互動(dòng)化的特征；FTTx和3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求信息通信的同時(shí)解決網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的用電問題，因此應(yīng)用于電力系統(tǒng)中兼顧電力傳輸和信息通信的各類復(fù)合纜和特種光纜（本文統(tǒng)稱為電力光纜）應(yīng)運(yùn)而生。

電力光纜按敷式方式和應(yīng)用場合可分為三種，即電力線附加型、桿塔添加型和電力線復(fù)合型。電力線附加型主要有地線纏繞光纜（GWWOP）和捆綁式光纜（ADL）；桿塔添加型主要有全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）和金屬自承光纜（MASS）；電力線復(fù)合型通常是指在傳統(tǒng)的電力線中復(fù)合光纖單元，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)通電或防雷功能的同時(shí)進(jìn)行光纖通信，主要有光纖復(fù)合架空地線（OPGW）、光纖復(fù)合架空相線（OPPC）、光電混合纜（GD）、光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC）等。

1 地線纏繞式光纜GWWOP和捆綁式光纜ADL

（1）地線纏繞式光纜GWWOP（Ground Wire Wind Optical Cable）——是一種直接纏繞在架空地線上的光纜，它沿著輸電線路以地線為中心軸螺旋纏繞在地線上，形成一種依附于輸電線支承的光傳輸媒介。

（2）捆綁式光纜ADL（All Dielectric Lashed Cable）——是一種通過一條或兩條抗風(fēng)化的膠帶、被覆芳綸線或金屬線捆綁在地線或相線上。與GWWOP光纜相比，減少了光纜由于彎曲纏繞而引起衰減偏大或應(yīng)力增加。

圖1. GWWOP和ADL光纜安裝示意圖

這兩類光纜被統(tǒng)稱為附加型光纜—OPAC（Optical Attached Cable），一般用于35kV以下線路中，早在上世紀(jì)80年代初就已經(jīng)開發(fā)并被電力部門所使用，是電力系統(tǒng)中建設(shè)光纖通信網(wǎng)絡(luò)既經(jīng)濟(jì)又快捷的方式。他們不是自承式光纜，是附加在原有地線或相線上的，如圖1所示，因此該纜具有輕型柔軟、且外徑小等優(yōu)點(diǎn)，一般采用全介質(zhì)中心管式光纜結(jié)構(gòu)，如圖2所示，非金屬加強(qiáng)層通常采用芳綸纖維紗、玻璃纖維紗和玻璃纖維帶等柔性材料。

圖2. 常用GWWOP和ADL光纜結(jié)構(gòu)圖

這兩類纜安裝時(shí)需要特殊的器具，安裝完后，光纜直接與電力線接觸，所以都需要承受線路短路時(shí)相線或地線上產(chǎn)生的高溫，都有外護(hù)套材料老化問題，因此雖然研究和應(yīng)用早于ADSS光纜，但是在國內(nèi)沒有大范圍的應(yīng)用。在線路設(shè)計(jì)時(shí)，還需覆冰和風(fēng)載校驗(yàn)電力線和桿塔強(qiáng)度。

2 全介質(zhì)自承式光纜ADSS和金屬自承式光纜 MASS

（1）全介質(zhì)自承式光纜ADSS（All dielectric self-supporting optical fiber cable）——是一種利用現(xiàn)有的高壓輸電桿塔，與電力線同桿架設(shè)的特種光纜，具有工程造價(jià)低、施工方便、安全性高和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

ADSS光纜是自承式架空敷設(shè)，應(yīng)具有較大的抗拉強(qiáng)度，以保證正常運(yùn)行時(shí)能承載外界環(huán)境影響。ADSS光纜主要承載元件為芳綸紗線，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為中心管式和層絞式兩種，其中層絞式結(jié)構(gòu)分為單護(hù)層和雙護(hù)套結(jié)構(gòu)，具體如下圖3。

圖3  ADSS光纜結(jié)構(gòu)圖

ADSS光纜在力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，除具有一定的抗拉強(qiáng)度外，還需考慮一定檔距下安裝ADSS光纜對(duì)地面的安全距離和滿負(fù)載環(huán)境下對(duì)地安全距離，以防影響路面正常運(yùn)作。另一方面，由于高壓電力線周圍存在著一定的高壓電場環(huán)境，容易腐蝕損害ADSS光纜，因此ADSS光纜在敷設(shè)時(shí)不僅要選擇適宜的懸掛點(diǎn)，同時(shí)外護(hù)套也需具有一定的耐電腐蝕能力。根據(jù)DL/T 788-2001《全介質(zhì)自承式光纜》標(biāo)準(zhǔn)要求，外護(hù)套可以分為A級(jí)（電位小于12kV）和B級(jí)（電位大于12kV），其中B級(jí)護(hù)套（通常稱為耐電痕護(hù)套料）根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，一般建議懸掛點(diǎn)運(yùn)行電位不超過25kV。

（2）金屬自承式光纜 MASS（Metal Aerial Self-Supporting optical fiber cable）——不銹鋼管光纖單元結(jié)構(gòu)，考慮MASS光纜同ADSS光纜一樣與現(xiàn)有桿塔進(jìn)行同桿架設(shè)，為減少對(duì)桿塔的額外負(fù)載，要求MASS光纜結(jié)構(gòu)小、重量輕。因此MASS光纜結(jié)構(gòu)采用中心管式，即不銹鋼光纖單元外面絞合一層鍍鋅鋼絲或鋁包鋼絲，通常從成本考慮，以鍍鋅鋼絲為主，如圖3所示。

圖3. MASS結(jié)構(gòu)圖

MASS光纜在力學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)與ADSS光纜類似，同樣需要進(jìn)行檔距—拉力—弧垂驗(yàn)算。但是在安裝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)選擇合適的懸掛點(diǎn)，一方面與電力線保持一定的安全距離；另一方面，因?yàn)镸ASS光纜是金屬結(jié)構(gòu)，通過良好的接地處理和選擇弱電場安裝點(diǎn)，可以方便的解決電腐蝕問題。因?yàn)镸ASS光纜是全金屬結(jié)構(gòu)，在一些鼠害猖狂地區(qū)，它還可以作為有效的防鼠光纜架空應(yīng)用。

3 光纖復(fù)合架空地線OPGW和光纖復(fù)合架空相線OPPC

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