ADSS光缆以及附件的安装使用

    ADSS光缆，All-dielectric Self-supporting Optical Cable（也称全介质自承式光缆）。用一种全介质（无金属）光缆独立地沿输电线路架挂在电力导线内侧（悬挂的位置主要根据悬挂处电场强度、地面距离、施工及维护便利条件等因素决定，目前较多的是架挂在电力导线的下方），用以构成输电线路上的光纤通信网，这种光缆称作ADSS。

　　当输电线路已经架设有地线，且剩余寿命还相当长，需要尽快以低安装费用建设光缆系统，同时避免停电作业等前提下，采用ADSS光缆是有很大优势的。

    ADSS光缆的特性：

　　ADSS光缆具有与架空导线不同的结构，其拉伸强度由芳纶绳来承受，芳纶绳的弹性模量比钢小一半多，热膨胀系数是钢的几分之一，这决定了ADSS光缆弧垂对外界负载变化比较敏感。在覆冰状态下ADSS光缆伸长量可达到0.6[%]，而导线仅为0.1[%]；弧垂对温度变化比较迟钝，在温度变化时弧垂基本保持不变；在大风条件下其风偏角很大，在风速为30m/s时，风偏角可达80°，而导线的风偏角仅为光缆的一半左右。

　　耐受极端恶劣气候（大风、覆冰等）的能力较强。

    ADSS光缆外护层为AT或PE材料，运行于强电场中，存在电蚀问题。

    ADSS光缆会发生风振动.平滑稳定的横向风吹向光缆,会发生风振动,会在挂点处发生疲劳损坏。

    ADSS光缆具有一定的抗压力，能承受耐张线夹较大的握力。

    ADSS光缆的代表结构：

　　一﹑代表结构

　　目前，国内外主要流行两种ADSS光缆。

　　1.  中心管式结构：

　　光纤以一定的余长置于填充阻水油膏的PBT（或其他合适材料）管中，根据所需要的抗拉强度绕包合适的纺纶纱，再挤制PE（≤12KV电场强度）或AT（≤20KV电场强度）护套。

　　中心管结构易于获得小直径，冰风负载较小；重量也相对较轻，但光纤余长有限制。

　　2.  层绞式结构：

　　光纤松套管以一定的节距绕制在中心加强件（一般为FRP）上后挤制内护套（在小张力和小跨距时可省略），然后根据所需要的抗拉强度绕包合适的纺纶纱，再挤制PE或AT护套。缆芯可填充油膏，但当ADSS工作在较大跨距并带有较大弧垂的状况下，由于油膏的阻力较小，缆芯易“滑动”，松套管节距易发生变化。用合适的方法把松套管固定在中心加强件上和干式缆芯可以克服，但有一定的工艺难度。

层绞结构易获得安全的光纤余长，虽然直径和重量相对稍大，在中大跨距应用时较有优势。

    ADSS光缆主要技术参数：

　　ADSS光缆工作在大跨距两点支撑的（通常为数百米，甚至超过1公里）架空状态，与传统概念的“架空”完全不同（邮电标准的架空吊线挂钩程式，平均0.4米对光缆有1个支点）。所以，ADSS光缆的主要参数与电力架空线的规程接轨。

　　1.最大允许使用张力（MAT/MOTS）

　　指在设计气象条件下理论计算总负载时，光缆所受到的张力。在此张力下，光纤应变应≤0.05[%]（层绞）和≤0.1[%]（中心管）且无附加衰减。通俗而言，即光纤余长在这一控制值上刚好被“吃”完。根据该参数和气象条件以及控制的弧垂，可计算在此条件下光缆的允许使用档距。因此，MAT是弧垂-张力-跨距计算的重要依据，也是表征ADSS光缆应力应变特性的重要证据。

　　2. 额定抗拉强度（UTS/RTS）

　　又称为极限抗拉强度或破断力，指承载截面（主要计纺纶）强度之和的计算值。实际破断力应≥95[%]计算值（光缆中任意元件的断裂均判为缆破断）。该参数并不是可有可无的，很多控制值与之相关（例如杆塔强度、耐张金具、防震措施等）。对光缆专业而言，如果RTS/MAT（相当于架空线的安全系数K）的比值不恰当，即使用了很多纺纶，而可用的光纤应变域很窄，则经济/技术性能比很差。因此，笔者建议业内人士关注这一参数。通常，MAT约相当于40[%]RTS。

　　3.年平均应力（EDS）

　　有时称为日平均应力，是指在无风无冰及年平均气温下，理论计算负载时光缆所受到的张力，可认为是ADSS在长期运行时的平均张（应）力。EDS一般为(16~25)[%]RTS。在此张力下，光纤应无应变、无附加衰减，即非常稳定。EDS同时是光缆的疲劳老化参数，据此参数决定光缆的防振设计。

　　4.极限运行张力（UES）

　　又称为特殊使用张力，是指在光缆有效寿命期内，有可能发生超出设计负载时光缆所受的最大张力。意味着光缆允许短时过载，光纤可以在有限允许范围内承受应变，通常UES应＞60[%]RTS。在此张力下，光纤应变＜0.5[%]（中心管）及＜0.35[%]（层绞），光纤会出现附加衰减，但在此张力解除后，光纤应恢复正常。该参数保证了ADSS光缆在寿命期间内的可*运行。

　　三﹑金具与光缆的配合

　　所谓金具是指安装光缆使用的硬件。

　　1.耐张线夹

　　虽称为“线夹”，其实以螺旋预绞丝为佳（小张力和小跨距除外）。也有人称之为“终端”或“静端”金具。配置的依据是光缆的外径和RTS，一般要求其握着力≥95[%]RTS。必要时应与光缆作配合试验。

　　2.悬垂线夹

　　也以螺旋预绞丝型为好（小张力和小跨距除外）。有时被称为“中程”或“悬端”金具。一般要求其握着力≥（10-20）[%]RTS。

　　3.防振器

ADSS光缆多采用螺旋阻尼器（SVD），如果EDS≤16[%]RTS，可不考虑防振，当EDS为（16-25）[%]RTS时，需采取防振措施。如光缆安装在振动多发地区，必要时应通过试验确定防振方法。

    ADSS光缆在电力通信网中的应用:

　　摘要：ADSS光缆的设计施工是一项综合性的系统工程,本文针对ADSS光缆的结构特点?使用寿命?挂点的选择原则?配盘?解读弧垂张力表等方面进行论述,对ADSS光缆在特定环境中的运用给出一个较深入的认识?

　　引言

　　电力系统通信网的建设近几年来主要以ADSS光缆为主?ADSS光缆全称为全介质自承式光缆(All Dielectric Self-Supporting aetial optical cable),它采用特殊的绝缘材料,具有良好的绝缘和耐高温性能,抗拉强度高,可架设在电力线路的原有杆塔上,已成为电力系统组网的首选特种光缆?

　　1.ADSS光缆的结构特点

　　目前已生产的ADSS光缆从结构上可分为层绞式和中心束管式两类,其中层绞式光缆内有FRP的加强芯,重量比束管式略重?同时又由于其运行在高压环境下,根据电场强度又可分为AT护套耐电蚀型和PE护套标准型?ADSS光缆的特点如下：

　　(1)专为电力系统设计,是一种全绝缘介质的自承式架空光缆,它的结构中不含任何金属材料；

　　(2)全绝缘结构和较高的耐压指标,有利于在带电运行的架空电力线路上架设施工,不影响线路运行；来源：

　　(3)采用抗拉强度高的防纶材料即能承受较强张力,满足架空电力线路的大跨距要求,又可防止鸟啄和人为的枪击；

　　(4)ADSS光缆的热膨胀系数较小,在温度变化很大时,光缆线路的弧度变化很小,且其重量轻,它的履冰和风荷也较小?

　　2.ADSS光缆的使用寿命

　　ADSS光缆架设在高压输电线路上,其一般寿命在25年以上,而影响其寿命的因素很多,主要的因素有：

　　(1)杆塔附近的高压感应电场梯度变化较大?高压感应电场对光缆有强烈的电腐蚀?一般35KV及以下架空电力线路用PE型,110KV及以上线路用AT型；

　　(2)对双回路的杆塔,由于线路的一回路停电或线路改造,在选择挂点时要加以考虑；

　　(3)线路经过有盐雾酸气的工作地带时,化学物质会腐蚀光缆外皮,其耐电保护套受损,易受到电弧的伤害；

　　(4)施工不当造成外皮伤害或磨损等,在长期的高压电场中运行,其表面易腐蚀,而外护套平整光滑的光缆能有效地减少电腐蚀而延长寿命?

　　3.光缆挂点的选择原则

　　(1)光缆应悬挂在电场强度较小的位置,即AT型护套≤20KVmPE型护套≤20KVm；

　　(2)光缆在水平和垂直方向上的投影不应与导线和地线出现交叉,以免在风偏和摆动时产生鞭击；

　　(3)光缆不应与杆塔产生摩擦和碰撞；

　　(4)光缆必须保持与居民区?铁路?公路?通信线路和其他电力线路的安全距离；

　　(5)悬挂光缆的金具必须装在杆塔可承受侧向拉力的塔材上,使杆塔受力最小；

　　其中,高压感应电场的大小一般有ADSS光缆生产厂家根据电力设计院的初步设计进行核算,给出不同杆塔型号的电场强度大小及分布图,再结合施工具体难易程度,最终确定光缆的挂点位置。

　　在专门的应用软件中,只要按既定的坐标系提供杆塔的相线坐标?相线线径?地线类型?线路的电压等级等,就可得到一幅感应电场分布图,因此,在初步设计的准备阶段,线路资料的详尽可靠是整个工程质量的保障。

　　4.光缆典型挂点的选择

　　根据对各种杆塔电场强度的计算结果,满足电场强度要求的挂点可分为高?中?低挂点3种方式?高挂点一般施工难度大,运行管理不方便；而低挂点在对地安全距离方面存在一些问题,且易发生盗窃事件，一般在信息网工程中采用中挂点方式。

　　110KV线路耐张杆,门型杆,双回路铁塔,钢管单杆,水泥单杆等,光缆可挂在第一层横担下3 00～500mm间的位置。

　　5.ADSS光缆的配盘 光缆的配盘是光缆定货施工中的重要问题.当采用的线路及状况明确后,就要考虑光缆的配盘,影响 配盘的因素有: (1)由于ADSS光缆不象普通光缆可任意接续(因为光纤的纤芯不能受力),必须在线路的耐张 杆塔上进行,又由于野外接续点条件较差,因此每盘光缆的盘长尽量控制在3～5Km.盘长太长施工不 便;太短则接续的次数较多,通路的衰耗大,影响光缆的传输质量。

　　(2)除输电线路的长度是光缆盘长的主要依据外,还应考虑杆塔之间的自然条件,如牵引机行进是 否方便,张力机是否可以摆放等。

　　(3)由于线路设计的误差,光缆的配盘可使用如下的经验公式: 光缆盘长=输电线路长×系数+施工考虑长度+熔接用的长度+线路误差； 通常"系数"包括线路弧垂,杆塔上过引长度等,施工考虑的长度为施工中的牵引所用长度。

　　(4)ADSS光缆挂点距地最低一般不小于7m,在确定配盘时,要简化档距差,以便减少光缆的 种类,即可减少备品备件的数量(如配置的各种悬挂金具等),又方便施工。

　　6.ADSS光缆施工的基本要求

　　(1)ADSS光缆的施工通常是在带电的线路杆塔上进行,施工中必须使用绝缘无极绳索,绝缘安 全带,绝缘工具,风力应不大于5级,必须保持与不同电压等级线路的安全距离,即35KV大于1.0 m,110KV大于1.5m,220KV大于3.0m的安全距离；

　　(2)由于光纤纤芯极易脆断,施工中张力和侧压力不能过大；(3)施工中光缆不能与地面,房屋,杆塔,缆盘边沿等其他物体发生摩擦和碰撞；

　　(4)光缆的弯曲是有限的,一般运行的弯曲半径≥D,D为光缆的直径,施工时弯曲半径≥ 30 D；

　　(5)光缆受到扭曲将损坏,严禁纵向扭曲；

　　(6)光缆纤芯受潮和进水易断裂,施工时光缆端部必须用防水胶带密封；

　　(7)光缆的外径是与代表档距相配套的,施工中不得随意调盘,同时金具又与光缆外径相对应,也 严禁乱用; (8)每盘光缆施工完成后,通常预留有足够长余缆,以便在杆塔处悬挂和熔接,在变电站安装光纤 配线架。

　　7.关于弧垂张力表 弧垂张力表是反映ADSS光缆空气动力性能的重要数据资料, 完整地了解并正确地运用这些资料是 提高工程质量的必要条件.通常厂家可提供3种恒定条件下的弧垂张力表,即安装弧垂恒定(安装弧垂为 档距的固定百分比);安装张力恒定及负荷张力恒定.此3类张力表从不同的侧面对ADSS光缆的弧垂 张力性能作了具体的描述。

　　它只是用来说明ADSS光缆产品在给定的使用条件下的弧垂张力特性,与实 际的工程应用不同,必须予以重视。 需注意弧垂张力表中的档距是实际档距, 准确地说是孤立档的实际档距, 即耐张段只有一段时的档距。在实际工程中,应先求出该耐张段的代表档距,再从弧垂张力表中查出与该代表档距数值相同或相近的那 一档所对应的弧垂和张力数据.切记此时的弧垂一般为复合弧垂,通过风偏角,求出水平弧垂和垂直弧垂, 在此代表弧垂,代表张力,代表档距的理论值基础上,计算出实际的数据. 在控制条件中,风荷控制与ADSS光缆的机械性能有关,通常出现在600m以上的大档距,30 ms以上大风的情况下,ADSS光缆的重量轻于导线,它的风偏角大于导线的风偏角,较易伸长.这 就有可能造成在大风中ADSS光缆与导线相碰。

　　尽管设计计算较为复杂, 但在小档距的情况下, 如代表档距小于100m时, 通常取架线弧垂为0. 5 m,代表档距在100m与120m之间时,架线弧垂为0.7m,ADSS光缆的弧垂最低点不应低于 导线弧垂最低点. 实际施工中,常在耐张杆的连续档中,选择中间档或接近中间档的较大档距,悬点高差较小者作为观 测档.如档数在7～15档时,则应在两端分别选2个观测档,常见的观察方法有等长法和异长法观测弧 垂,也可用张力测量法观测弧垂. 结束语 ADSS光缆工程设计施工是一项复杂的系统工程,涉及到机械,电气,气象条件,施工人员的素质 等许多方面,既要有科学的态度,又要有行之有效的工作方法.随着电力信息网工程的不断进展,必将积 累起越来越多的施工和日常维护经验,使ADSS光缆的应用得到更大的发展。

更多ADSS光缆技术欢迎咨询：

　　业务电话：15111450662

　　公司网址：www.csglkj.com