ADSS光缆是什么

1ADSS 光缆简介及其应用背景

ADSS 是 All Dielectric Self-Supporting（全介质自承式光缆）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。这一名称就点明了这种光缆的使用环境及 其关键技术：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，必须能耐受强电的影响；由 于是在电力杆塔上架空使用，所以必须有配套的挂件将光缆固定在 杆塔上。

目前，在架空输电线路上架设光缆主要有两种形式：光纤复合 架空地线（OPGW）和全介质自承式光缆（ADSS）。

新建的电力线路上通常选用OPGW，ADSS 常用于已建成的电力线路上。ADSS 光缆相对于已建成的 220kV 及以下的输电线路，特别是区域变电所间的通信，可以考虑选用 ADSS 光缆。工程人员首先应考虑现有电力线路上架设 ADSS 光缆的可靠性，对电力线路已运行时间、杆塔的老化程度、原设计标准等条件来进行评估，从而确定架设的可行性。 在产品方面，国内目前有 ADSS 光缆的产品和检验标准，如国家标准 GB/T18899《全介质自承式光缆》和电力行业标准 DL/T788《全介质自承式光缆》，国际上主要有 IEEE-P1222《用于架空输电线路的全介质自承式光缆 IEEE 标准（草案）》和 IEC60794-4《光缆第 4 部分：分规范-沿电力线架设的光缆》。在工程方面，国内有电力行业标 对 OPGW 投资较小，可在电力线路不停电状态下架设，设计施工、 准DL/T5344《电力光纤通信工程验收规范》和 DL/T767《全介质自承 维护等也较方便，已在建成的电力线路上得到广泛的应用。

2ADSS 光缆的适用范围

对于新建或已建成的 220kV 及以上的高压输电线路，且作为通 式光缆（ADSS）用预绞丝金具技术条件和试验方法》，但至今没有成 熟有效的针对 ADSS 光缆的线路工程设计规定/规程和规范，所以ADSS 光缆安装设计，只能参照现行的电力行业标准 DL/T5092 讯干线走廊的，为保证通讯线路与输电线路运行寿命（30 年以上） 《110－500kV 架空送电线路设计技术规程》。 的匹配性，从光纤通信的可靠性、施工和维护等方面考虑，工程人员应选择 OPGW，220kV 及以上的干线输电线路不宜选用 ADSS 光缆。

3ADSS 光缆选择

3.1ADSS 光缆结构。

ADSS 光缆的结构分为中心束管和层绞束管两大类，除了一些各方面条件较好的电力线路，一般情况下宜选 用层绞束管结构的 ADSS 光缆。 ADSS 光缆中的光纤是以波状导入束管内，然后束管进行绞合，产生绞合余长，光纤具有适当的余长，保证了光缆承受正常工作的 机械负荷时光纤不受力（即光纤零张力设计），也不会增加光纤的损 耗。

3.2ADSS 电气性能。

ADSS 光缆的类型选择首先要考虑电气性能要求，即 ADSS 所能承受的空间感应电场（电位）的大小，原因是ADSS 光缆工作在高压线路导线附近，导线周围空间存在电磁场，光缆对导线和地之间的电容耦合使光缆处于一个空间电位的位置，因 ·243· 一规格的缆当初始安装弧垂为 1%时在两个气象条件下的计算实例。

可有如下结果。

①单从年平均均应力受限（即 EDS 控制）来考虑，该缆的最大跨距小于 500m，因它在 500m 时的应力为 540.2kN/mm2，超过了光缆本身的指标 512.5kN/mm2。

②同理，单从 MAT 控制来考虑：气象条件 A（覆冰 15mm）时最 雾、露或下小雨时，潮湿的污秽在光缆外护套表面形成一个电阻层。 大使用跨距小于 450m；气象条件 B（覆冰 10mm）时最大使用跨距可 在空间电位的作用下，护套表面对铁塔上的光缆接地金具之间流有 电流，电流发热造成水分蒸发，使光缆外护套表面形成小段的干燥 地带，阻断了电流，当干燥带的电位差达到一定高度时，便发生放电 形成电弧，这就是干带电弧。它产生的热可以使交联聚合物逐步失 去结合力而形成腐蚀，护套会熔成洞。这种现象或故障称为护套电 腐蚀或电痕，严重时会导致断缆。 ADSS 采用何种类型的外护套取决于光缆安装位置的空间电位的大小，与电力线路的电压等级、杆塔结构、导线布置及相位排列等 多因素相关。

3.3ADSS 机械性能。

3.3.1力学特性。ADSS 光缆的机械强度方面，纺纶承载、缆内纺纶的数量决定了光缆的额定抗拉强度（RTS），单位为 kN。 ADSS 光缆最大允许张（应）力（MAT）对应于在最恶劣的设计气象条件下光缆所受到的最大张（应）力，单位为 kN 或 N/mm2。ADSS 光缆的年（日）平均张（应）力（EDS）对应于在无风、无冰及年平均气 温下的张（应）力，单位为 kN 或 N/mm2。ADSS 光缆的极限运行张 （应）力（UOS）可视作缆的过载能力，对应于在短时超过设计气象荷 载时缆所承受的张（应）力，单位为 kN 或N/mm2。 这四个力值之间存在一定的关系且与光缆结构有关，相关标准 做出了规定。 它们之间的关系又被称为“光纤应变窗”或缆的“应力应变”性 能。

3.3.2张力-弧垂特性。与该特性有关的光缆的机械性能主要包括缆径、缆重、弹性模量和热膨胀系数等。 ADSS 光缆具有可变跨距特性，对于同一条光缆，如果气象条件和弧垂不同，它的允许使用档距是不同的。 根据要架设光缆的电力线路设计气象条件、档距、跨越情况，杆 塔的设计运行状况，线路转角、高差等情况，工程人员来确定 ADSS 光缆的机械性能。通常以电力线路的设计气象条件计算的 ADSS 光 达 550m。 ③若同时以最大允许弧垂分别为 12m 或 16m 控制，则在气象条件A 下分别小于 350m 或小于 450m；在气象条件 B 下分别小于450m 或 600m。这样，就引出了一个 ADSS 光缆的”实际使用档距”的概念。 用相同的计算方法，改变初始安装弧垂可以得出实际使用档距 表。 ADSS 光缆的安装设计要考虑多个因素。ADSS 的弧垂及张力取决于线路的重要交叉跨越和杆塔结构的强度，两者互相制约。当跨 越或杆塔结构要求 ADSS 挂点时，电场强度的分布就可能对 ADSS 光缆不利，根据电场分布确定的挂点位置，可能又不利于杆塔的强 度和跨越及线间距离要求的确定。

4.4 ADSS 最大使用张力。

ADSS 的最大使用张力要根据原电力线路杆塔的设计荷载来确定，在杆塔负荷允许的条件下，提高张力 有利于交叉跨越的实现，但可能使缆的有效使用跨距减小（控制条 件转变为缆的EDS 受限）。 工程人员应依据不同耐张段内各档距的跨越情况，确定各耐张 段内的最大使用张力。当 ADSS 根据杆塔结构或跨越等因素要求必须挂在某个位置时，如 110kV 线路选在空间感应电场为 20kV 的地方时，ADSS 光缆就不能按惯例选择PE 护套。这种情况要根据线路中各耐张段内跨越，杆塔情况确定。 必要时，工程人员通过经济比较，在一条线路上以耐张段为单 位，选用不同张力和护套类型的 ADSS 光缆。 总之，在实际工程设计中，工程人员要结合已建电力线路的实 际情况，当上述条件同时出现时，就要正确选定控制条件，使 ADSS 光缆的安装设计经济、安全、合理。 5ADSS 的防振和金具 ADSS 光缆的强度设计安全系数，应在与所架设的电力线路设计气象条件相一致的条件下确定，根据我国送电线路成熟的运行经 缆张力弧垂表为依据。校核杆塔的强度，增加的负荷主要有风荷载、 验，ADSS 光缆的设计安全系数不应小于 2.5。ADSS 光缆与金属绞线 复冰荷载及不平衡张力；还应校核交叉跨越，根据校核情况，最终确 定ADSS 光缆本身的机械性能。

4控制条件的确定

控制条件（ADSS 光缆的电气性能或机械性能）确定是 ADSS 安装设计中的一个重要环节，关系到线路的安全运行和光缆的使用寿 命。它不但与电力线路的运行状况、气象条件有关，还与 ADSS 本身的机械性能有关，影响到 ADSS 类型、ADSS 的悬挂位置确定（电气性能）、交叉跨越和杆塔负荷所要求的 ADSS 的张力和弧垂的选取 （机械性能）。

4.1杆塔条件和空间电位分布。

杆塔条件主要包括：杆塔型号 和尺寸、系统电压、导线型号或外径、导线回路、导线分裂数及分裂 间距、地线型号或外径、相位排列（双回或同塔多回很重要）。

4.2光缆最大允许弧垂的确定。除了机械强度，ADSS 光缆的最大允许弧垂取决于光缆弧垂最低点与地面（或交越物）的最小间距 与悬挂点位置（或高度），悬挂点位置设计与该点的空间电位直接相 关。 根据相关规程或工程对光缆弧垂最低点与地面的最小间距的 要求，可以求得光缆的最大允许弧垂。工程人员应该明确：这是工程 重要的控制条件之一。

4.3光缆的张力—弧垂—跨距特性。

计算张力-弧垂-跨距特性需要有设计气象组合条件和光缆的初始安装弧垂两个前提。根据某 一样，受风等环境影响，会发生振动，长期的振动会导致光缆本身和金具的疲劳损坏。因此，ADSS 光缆的年平均运行张力应按不大于 ADSS 光缆极限拉断力的 20%选取，并采取相应的防振措施。

5.1防振措施。

目前，防振措施有两种：加装防振锤和螺旋式防 振鞭（SVD）。如采用加装防振锤措施，应在安装处缠绕一定长度的 预绞丝护线条分散应力。SVD 施工方便，因此得到广泛使用，现场和实验室试验表明防振鞭对降低振动水平非常有效。 SVD 应根据设计要求安装，2 根及以上的 SVD 并联或串联均可，通常用并联，一般最大时可并联 4 根。 业界通常认为，SVD 的安装位置对防振效果不敏感，为了避免防振鞭与金具预绞丝末端过近产生电弧，振鞭距金具预绞丝末端的 距离越大越安全。

5.2ADSS 光缆金具。

ADSS 光缆金具主要有耐张金具、悬垂金具和接头盒，通常由 ADSS 光缆厂家配套供货。近年来，国产配套金具已得到了广泛使用，运行情况良好。

6总结

由于电力线路的设计技术规程多年来已进行过修改、调整和补 充，所以对已运行多年的电力线路杆塔强度的校核难度大，成为架 设 ADSS 光缆的关键问题。总的原则是在不影响电力线路安全运行、不降低可靠性的前提下，方可架设 ADSS 光缆。因此，架设 ADSS 光缆，应尽量选择线路杆塔条件较好的电力线路。