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OPGW光缆与ADSS光缆比较

引言

在目前国际光纤通信发展以及结合我国国情的 前提下,光纤通信技术在我国应用发展的态势强劲, 尤其是在输电线路通信方面。本文就目前主要采用 的 ADSS 与 OPGW 两种光缆在施工与运行中的优 缺点展开论述,以供业内人士参考。

1 光纤通信技术原理

光纤通信是利用了光信号在光导纤维中传播的 全反射原理。光纤有内、外两层材料,其中内层是光 密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,在两 层材料的界面将发生全反射,通过多次反射,把携带 的信息传到对端。

2 光纤通信技术在输电线路中的应用

2.1 结构方面

OPPC结构参数

ADSS光缆

ADSS 与 OPGW 光缆优劣性比较 ADSS 是 AllDielectricSelf-Supporting(全介质自 承式)的缩写。全介质即光缆所用的是全介质材料。 自承式是指光缆自身加强构件能承受自重及外界负 荷。目前通常采用强度较高的橡胶材料承受杆塔间 的水平应力,因为是自承式,所以其机械强度举足轻 重;使用全介质材料是因为光缆处于高压强电环境 中,金属金具的尖端很容易产生放电,必须能耐受强 电的影响;由于是在电力杆塔上架空使用,所以必须 有专用的预绞式金具和配套的挂件将光缆固定在杆 塔上。即 ADSS 光缆有三个关键技术:光缆机械设 计、悬挂点的确定和配套金具的选择与安装。 OPGW 光缆,Optical Fiber Composite Overhead OPGW 与 ADSS 光缆在输电线路中的应用对比 潘家乐 张敬平 范淑霞 王建杰 杨炳涛 (国网沧州供电公司,河北 沧州 061001) Ground Wire(也称光纤复合架空地线)。把光纤放置 在架空高压输电线的地线中,与输电线路架空地线 同时设计安装,一次完成架设,用以构成输电线路上 的光纤通信网,这种结构形式兼具地线与通信双重 功能,一般称作 OPGW 光缆。

2.2 施工方面

ADSS 与 OPGW 优劣性比较 由于两种光缆的材质和架设位置不同,所以施 工工艺有较大区别。ADSS 光缆具有重量轻、绝缘性 能好、施工方便的特点,但机械强度相对较低。 OPGW 光缆和钢绞线材质相近,施工工艺和钢绞线 工艺相近,但在施工中应注意对光缆的保护。 ADSS 光缆技术出现较早,在光缆建设初期被 大量应用。因其绝缘性能,又架设在导线下方,故可 以带电施工,并且技术已很成熟,目前在电力系统得 到广泛应用。ADSS 光缆在结构、性能、安装、维护等 各方面所具有的独有特点,使其成为电力用户热衷 的缆种。ADSS 光缆因为可以带电施工,还广泛应用 在旧线路改造上。由于其绝缘性能较高,跨越带电 的低压线路时可以不停电施工,避免了很多停电手 续。当跨越道路时,由于其重量较轻,可适用孤立档, 可以快速施工,避免了长时间交通阻断。在跨越特 别困难时,ADSS 光缆还可以像电缆一样入地,钻过 跨越物,但应做好相应的防护措施。在施工方面 ADSS 光缆有明显的优势。 OPGW 光缆施工较为复杂,一般应用在新建线 路上。施工工艺和钢绞线工艺相近,但在施工中应 注意对光缆的保护。OPGW 光缆多采用预绞式金具 和杆塔相连,接头一般选择在机械强度较高的耐张 杆塔上,并留有足够的长度,便于光缆接续人员在地 面连接。当有施工改造时,也可以展放余缆。如老线 路加装 OPGW 光缆需长时间停电,使系统的可靠性 降低。新架设的光缆必须对杆塔强度进行重新验算, 必要时进行补强。

2.3 电气方面

ADSS 与 OPGW 光缆优劣性比较 由于两种光缆的架设位置不同,电气方面的要 求也有所不同。由于 ADSS 光缆运行采用松弛应力 架设,当大风天气时,会接近导线,要求其本身具有 绝缘性能。OPGW 光缆架设于导线上方,应与导线 保证足够的安全距离。 ADSS 光缆长期运行时电腐蚀会破坏其绝缘外 层,并且这些作用会在污染较重地区加大,时常发生 断缆事件,这就要求安装时挂点的选择位置在满足 交叉跨越要求的同时,尽量远离带电体。一般电腐蚀 主要发生在金具末端与光缆接触的位置。此外,由于 电容的耦合,在外护套上会产生感应电流,在水珠和 尘埃的作用下易发生电弧损坏电缆。另外在双回线 路上选择安装位置时,要考虑当一回线路停电时场 强的变化带来的影响。因此,必须根据导线在杆塔上 悬挂结构的场强分布图,计算输电线路的电场强度。 结合塔形结构、耐张强度、施工合理性,光缆的弧垂 及光缆与电力线路,公路、铁路、建筑物的距离,来综 合确定光缆的悬挂点,并尽量采用 AT 外护套。 OPGW 光缆由于承担地线的作用,所以必须承 受雷击放电电流,其造成的温升对 OPGW 光缆影响 很大,应采取接地措施限制。近年来,OPGW 光缆断 股的事件时有发生,这就要求我们严把产品质量,单 丝连接的质量应加强。OPGW 光缆在档中还应保持 与导线有效的安全距离。OPGW 光缆由于光纤安装 在钢绞线内部,具有抗电磁干扰、自重轻等特点,它 可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂 位置和电磁腐蚀等问题。因而,OPGW 光缆具有较 高的可靠性、优越的机械性能、成本也较低等显著特 点。这种技术在新敷设或更换现有地线时尤其合适 和经济。

2.4 运行方面 ADSS 与 OPGW 光缆优劣性比较

两种光缆在运行方面相比,ADSS 光 缆 与 OPGW 光缆承担的通讯作用是相同的,但 OPGW 光缆同时承担着防雷作用。 ADSS 光缆在输电线路上多为后架设在杆塔 上,杆塔一般应进行补强处理,由于其受电腐蚀影响 较大,挂点位置的选择应尽量远离带电体。考虑其 机械性能、防震性能及电腐蚀的综合效应,不易在沿 海大档距输电线路中采用。沧州地区沿海线路较多, 光缆发展初期架设了很多 ADSS 光缆线路,满足了 通信的要求,但随着运行的发展产生了很多问题:

(1)后加装 ADSS 光缆的杆塔强度未补强,造成了 很多铁塔主材变形现象,由于 ADSS 光缆支架架设 在杆塔上,杆塔受力增加,所以加装前必须重新对铁 塔进行受力计算;

(2)由于沧州处于沿海,潮湿的空 气中夹杂了大量的盐分,ADSS 光缆架设高度一般 较低,致使带有盐分的水珠长期积累在 ADSS 光缆 上,产生严重的盐分高电腐蚀现象严重;

(3)沿海风 力较大,造成了多次 ADSS 光缆断线事故,在断线 的同时由于巨大的冲击力,继而形成了 ADSS 光缆 缠绕导线造成导线短路,或倒塔的严重事故。我们逐 步对铁塔采取了补强措施,避免了倒塔事故,但 ADSS 光缆断裂事故时有发生。拆除 ADSS 光缆更 换 OPGW 光缆是解决问题的最终方案;

(4)ADSS 光缆另外一个致命的缺点就是发生火灾时,容易被 烧断,不建议在火灾多发区使用。

(5)ADSS 光缆的 运行寿命低,一般运行 10 年左右的光缆的机械强度 普遍降低,发生断裂故障数量急剧增加。所以如果想 长期使用,不建议采用。多数用于临时过渡或短期应 急使用。

OPGW 光缆在运行中发生故障的概率较低,主 要有以下几个方面问题:

(1) 加装 OPGW 光缆的杆 塔强度未补强,造成了很多铁塔主材变形现象,由于 OPGW 光缆的直径一般大于普通钢绞线的直径,致 使原架空地线更换 OPGW 光缆后受力增加,所以更 换前必须重新对铁塔进行受力计算;

(2)OPGW 光 缆断股造成与导线短路,造成断股的主要原因是断 股和单丝连接时焊接质量部满足要求。OPGW 光缆 断线对系统的影响是很大的,如在 220kV 及以上线 路发生断股,停电造成的损失是巨大的。应及时申请 停电更换,同时对全线光缆进行检查,发现问题,立 即处理;

(3)近年来在运行中发现,防震锤跑位现象 较为严重,值得引起大家的关注,应改变目前的防震 措施,探寻新的防震措施,保证光缆的安全运行。目 前已经有线路采用预绞丝防震锤,防止防震锤跑位 现象的发生。但此项技术还没有经过时间的考验, 可能会带来新的运行问题,还没有大面积推广使用; (4)OPGW 光缆运行寿命较长,运行稳定。由于其固 定在坚硬的钢绞线内,受外界环境的影响较小,可长 期运行,随线路的老化退役。OPGW 光缆发生故障 概率虽相对较小,但一但发生故障就会引起线路跳 闸,甚至倒塔事故。只有在生产质量的施工质量上 严格管理,才能改变目前的现状。

3 实例分析

某企业利用已有线路架设一段通信光缆,路径 长度 2km,线路不能长时间停电,那就需要用 ADSS 光缆。应进行铁塔补强计算,并进行大档距 ADSS 光缆的摆动计算。 若是沿海企业新建一段 2km 线路,考虑到运行 的安全性和防盐分的腐蚀性,考虑用 OPGW 光缆, 并进行铁塔补强计算。 4 结束语 通过对 ADSS 和 OPGW 光缆在不同方面的比 较分析,便于我们在选材时正确选择。输电线路对电 力通信可靠性的要求越来越高,电网企业在设计、选 型时要根据光缆的不同结构、性能、视地形,具体环 境,选用不同类型的光缆,满足运行管理的要求,以 获得最佳的性价比。

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