電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的建設(shè)近幾年來主要以ADSS光纜為主。ADSS光纜全稱為全介質(zhì)自承式光纜(AllDielectricSelf-Supportingaetialopticalcable),它采用特殊的絕緣材料,具有良好的絕緣和耐高溫性能,抗拉強度高,可架設(shè)在電力線路的原有桿塔上,已成為電力系統(tǒng)組網(wǎng)的首選特種光纜。
1.ADSS光纜的結(jié)構(gòu)特點
已生產(chǎn)的ADSS光纜從結(jié)構(gòu)上可分為層絞式和中心束管式兩類,其中層絞式光纜內(nèi)有FRP的加強芯,重量比束管式略重。同時又由于其運行在高壓環(huán)境下,根據(jù)電場強度又可分為AT護(hù)套耐電蝕型和PE護(hù)套標(biāo)準(zhǔn)型。ADSS光纜的特點如下:
(1)專為電力系統(tǒng)設(shè)計,是一種全絕緣介質(zhì)的自承式架空光纜,它的結(jié)構(gòu)中不含任何金屬材料;
(2)全絕緣結(jié)構(gòu)和較高的耐壓指標(biāo),有利于在帶電運行的架空電力線路上架設(shè)施工,不影響線路運行;
(3)采用抗拉強度高的防綸材料即能承受較強張力,滿足架空電力線路的大跨距要求,又可防止鳥啄和人為的槍擊;
(4)ADSS光纜的熱膨脹系數(shù)較小,在溫度變化很大時,光纜線路的弧度變化很小,且其重量輕,它的履冰和風(fēng)荷也較小。
2.ADSS光纜的使用壽命
ADSS光纜架設(shè)在高壓輸電線路上,其一般壽命在25年以上,而影響其壽命的因素很多,
主要的因素有:
(1)桿塔附近的高壓感應(yīng)電場梯度變化較大、高壓感應(yīng)電場對光纜有強烈的電腐蝕。一般KV及以下架空電力線路用PE型,110KV及以上線路用AT型;
(2)對雙回路的桿塔,由于線路的一回路停電或線路改造,在選擇掛點時要加以考慮;
(3)線路經(jīng)過有鹽霧酸氣的工作地帶時,化學(xué)物質(zhì)會腐蝕光纜外皮,其耐電保護(hù)套受損,易受到電弧的傷害;
(4)施工不當(dāng)造成外皮傷害或磨損等,在長期的高壓電場中運行,其表面易腐蝕,而外護(hù)套平整光滑的光纜能有效地減少電腐蝕而延長壽命。
3.光纜掛點的選擇原則
(1)光纜應(yīng)懸掛在電場強度較小的位置,即AT型護(hù)套≤20KV?m?PE型護(hù)套≤20KV?m;
(2)光纜在水平和垂直方向上的投影不應(yīng)與導(dǎo)線和地線出現(xiàn)交叉,以免在風(fēng)偏和擺動時產(chǎn)生鞭擊;
(3)光纜不應(yīng)與桿塔產(chǎn)生摩擦和碰撞;
(4)光纜必須保持與居民區(qū)、鐵路、公路、通信線路和其他電力線路的安全距離;
(5)懸掛光纜的金具必須裝在桿塔可承受側(cè)向拉力的塔材上,使桿塔受力最小。
其中,高壓感應(yīng)電場的大小一般有ADSS光纜生產(chǎn)廠家根據(jù)電力設(shè)計院的初步設(shè)計進(jìn)行核算,給出不同桿塔型號的電場強度大小及分布圖,再結(jié)合施工具體難易程度,最終確定光纜的掛點位置。在專門的應(yīng)用軟件中,只要按既定的坐標(biāo)系提供桿塔的相線坐標(biāo)、相線線徑、地線類型、線路的電壓等級等,就可得到一幅感應(yīng)電場分布圖,因此,在初步設(shè)計的準(zhǔn)備階段,線路資料的詳盡可靠是整個工程質(zhì)量的保障。
4.光纜典型掛點的選擇
根據(jù)對各種桿塔電場強度的計算結(jié)果,滿足電場強度要求的掛點可分為高、中、低掛點3種方式。高掛點一般施工難度大,運行管理不方便;而低掛點在對地安全距離方面存在一些問題,且易發(fā)生盜竊事件。一般在信息網(wǎng)工程中采用中掛點方式。
110KV線路耐張桿、門型桿、雙回路鐵塔、鋼管單桿、水泥單桿等,光纜可掛在第一層橫擔(dān)下300~500mm間的位置。
5.ADSS光纜的配盤
光纜的配盤是光纜定貨施工中的重要問題。當(dāng)采用的線路及狀況明確后,就要考慮光纜的配盤,影響配盤的因素有:
(1)由于ADSS光纜不象普通光纜可任意接續(xù)(因為光纖的纖芯不能受力),必須在線路的耐張桿塔上進(jìn)行,又由于野外接續(xù)點條件較差,因此每盤光纜的盤長盡量控制在3~5Km。盤長太長施工不便;太短則接續(xù)的次數(shù)較多,通路的衰耗大,影響光纜的傳輸質(zhì)量。
(2)除輸電線路的長度是光纜盤長的主要依據(jù)外,還應(yīng)考慮桿塔之間的自然條件,如牽引機行進(jìn)是否方便,張力機是否可以擺放等。
(3)由于線路設(shè)計的誤差,光纜的配盤可使用如下的經(jīng)驗公式:
光纜盤長=輸電線路長×系數(shù)+施工考慮長度+熔接用的長度+線路誤差;
通常"系數(shù)"包括線路弧垂、桿塔上過引長度等,施工考慮的長度為施工中的牽引所用長度。
(4)ADSS光纜掛點距地最低一般不小于7m,在確定配盤時,要簡化檔距差,以便減少光纜的種類,即可減少備品備件的數(shù)量(如配置的各種懸掛金具等),又方便施工。
6.ADSS光纜施工的基本要求
(1)ADSS光纜的施工通常是在帶電的線路桿塔上進(jìn)行,施工中必須使用絕緣無極繩索、
絕緣安全帶、絕緣工具,風(fēng)力應(yīng)不大于5級,必須保持與不同電壓等級線路的安全距離,即35KV大于1.0m,110KV大于1.5m,220KV大于3.0m的安全距離。
(2)由于光纖纖芯極易脆斷,施工中張力和側(cè)壓力不能過大。
(3)施工中光纜不能與地面、房屋、桿塔、纜盤邊沿等其他物體發(fā)生摩擦和碰撞。
(4)光纜的彎曲是有限的,一般運行的彎曲半徑≥D,D為光纜的直徑,施工時彎曲半徑≥30D。
(5)光纜受到扭曲將損壞,嚴(yán)禁縱向扭曲。
(6)光纜纖芯受潮和進(jìn)水易斷裂,施工時光纜端部必須用防水膠帶密封。
(7)光纜的外徑是與代表檔距相配套的,施工中不得隨意調(diào)盤,同時金具又與光纜外徑相對應(yīng),也嚴(yán)禁亂用。
(8)每盤光纜施工完成后,通常預(yù)留有足夠長余纜,以便在桿塔處懸掛和熔接,在變電站安裝光纖配線架。
7. 弧垂張力表
弧垂張力表是反映ADSS光纜空氣動力性能的重要數(shù)據(jù)資料,完整地了解并正確地運用這些資料是提高工程質(zhì)量的必要條件。通常廠家可提供3種恒定條件下的弧垂張力表,即安裝弧垂恒定(安裝弧垂為檔距的固定百分比);安裝張力恒定及負(fù)荷張力恒定。此3類張力表從不同的側(cè)面對ADSS光纜的弧垂張力性能作了具體的描述。
它只是用來說明ADSS光纜產(chǎn)品在給定的使用條件下的弧垂張力特性,與實際的工程應(yīng)用不同,必須予以重視。需注意弧垂張力表中的檔距是實際檔距,準(zhǔn)確地說是孤立檔的實際檔距,即耐張段只有一段時的檔距。在實際工程中,應(yīng)先求出該耐張段的代表檔距,再從弧垂張力表中查出與該代表檔距數(shù)值相同或相近的那一檔所對應(yīng)的弧垂和張力數(shù)據(jù)。切記此時的弧垂一般為復(fù)合弧垂,通過風(fēng)偏角,求出水平弧垂和垂直弧垂,在此代表弧垂,代表張力,代表檔距的理論值基礎(chǔ)上,計算出實際的數(shù)據(jù)。在控制條件中,風(fēng)荷控制與ADSS光纜的機械性能有關(guān),通常出現(xiàn)在600m以上的大檔距,30ms以上大風(fēng)的情況下,ADSS光纜的重量輕于導(dǎo)線,它的風(fēng)偏角大于導(dǎo)線的風(fēng)偏角,較易伸長。這就有可能造成在大風(fēng)中ADSS光纜與導(dǎo)線相碰。
盡管設(shè)計計算較為復(fù)雜,但在小檔距的情況下,如代表檔距小于100m時,通常取架線弧垂為0.5m,代表檔距在100m與120m之間時,架線弧垂為0.7m,ADSS光纜的弧垂最低點不應(yīng)低于導(dǎo)線弧垂最低點。實際施工中,常在耐張桿的連續(xù)檔中,選擇中間檔或接近中間檔的較大檔距,懸點高差較小者作為觀測檔。如檔數(shù)在7~15檔時,則應(yīng)在兩端分別選2個觀測檔,常見的觀察方法有等長法和異長法觀測弧垂,也可用張力測量法觀測弧垂。
ADSS光纜工程設(shè)計施工是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及到機械,電氣,氣象條件,施工人員的素質(zhì)等許多方面,既要有科學(xué)的態(tài)度,又要有行之有效的工作方法。隨著電力信息網(wǎng)工程的不斷進(jìn)展,必將積累起越來越多的施工和日常維護(hù)經(jīng)驗,使ADSS光纜的應(yīng)用得到更大的發(fā)展。
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