電力通信工程中復合地線(xiàn)光纜的施工

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　　電力通信工程中復合地線(xiàn)光纜的施工【1】

　　【摘要】本文主要就復合地線(xiàn)光纜的特點(diǎn)及施工方法展開(kāi)了一定程度的論述，希望有所作用。

　　【關(guān)鍵詞】OPGW光纜;施工;性能;牽引;避雷

　　復合光纜OPGW保持避雷線(xiàn)原有特性，被廣泛用于數據信號傳輸。

　　它耐腐蝕、耐高溫，重量輕、直徑小，可實(shí)現長(cháng)距離傳送信號不衰減，完全不受雜音和電磁干擾。

　　但施工工藝復雜，難度高，且安裝在桿塔頂部，光纜不宜受折、壓、彎及拉伸，若OPGW產(chǎn)生磨損、斷絲，則將導致整盤(pán)光纜報廢。

　　因此，在施工時(shí)要嚴格按技術(shù)規定執行。

　　1 OPGW光纜的特性

　　目前，OPGW主要應用在新建的輸電線(xiàn)路、需要更換地線(xiàn)的輸電線(xiàn)路、對于壽命及光傳輸整體性能要求較高的輸電線(xiàn)路中。

　　OPGW性能優(yōu)越：

　　1.1 OPGW的環(huán)境性能

　　環(huán)境性能包括溫度衰減特性、滴流性能和滲水性能等，用于評定OPGW中光單元的適用溫度范圍及其溫度附加衰減特性，評定0PGW光單元中填充復合物和涂覆復合物的滴流性能和光單元(含有阻水材料)的阻水性能。

　　1.2 0PGW的電氣性能

　　直流電阻：指OPGW中所有導電元件在20℃時(shí)的并聯(lián)直流電阻計算值，應盡量與對側地線(xiàn)接近。

　　短路電流：當系統短路時(shí)(一般取單相對地短路)，OPGW在一定短路時(shí)間內可以承受的最大電流。

　　短路電流容量：是短路電流平方與時(shí)間的乘積。

　　1.3 OPGW的熱穩定性能

　　架空地線(xiàn)除了感應電流引起連續的溫升以外，還有因雷擊、故障短路引起的大電流導致的瞬間高溫。

　　通過(guò)大電流時(shí)，藏在架空地線(xiàn)中央的光纖單元的瞬時(shí)溫升比外部的鋁包鋼絞線(xiàn)高，可達300～310℃，而其外部元件的瞬時(shí)溫度為220～240℃，OPGW必須并且能耐受300℃以上的瞬時(shí)高溫。

　　2 施工方法

　　2.1主要施工準備工作

　　2.1_1牽引場(chǎng)地選擇

　　牽引機盡量布置在選定牽引場(chǎng)樁號位置所在檔距的1/2順線(xiàn)路的中心線(xiàn)上，過(guò)輪臨錨對地夾角≤25°，保證牽引機出口的仰角在15度以下，并滿(mǎn)足OPGW出現的彎曲半徑大于0.5m，每一盤(pán)OPGW的首端和末端實(shí)際上就是一個(gè)耐張段。

　　所以光纜的展放區段只能按設計規定的區段和供貨長(cháng)度確定。

　　當OPGW線(xiàn)中設置有不斷開(kāi)的耐張點(diǎn)時(shí)，這一盤(pán)OPGW就是幾個(gè)耐張段的長(cháng)度。

　　這樣牽引場(chǎng)一般在斷開(kāi)的耐張塔附近選擇。

　　當幾盤(pán)OPGW的長(cháng)度滿(mǎn)足，其放線(xiàn)時(shí)通過(guò)的放線(xiàn)滑車(chē)不超過(guò)205時(shí)，可以進(jìn)行連放。

　　當確實(shí)有困難時(shí)也可設置轉向滑車(chē)。

　　其轉向滑車(chē)應能滿(mǎn)足OPCW的展放要求。

　　另外，張力場(chǎng)要求能方便重型車(chē)輛的出入。

　　牽引場(chǎng)的準備工作分為：

　　機械固定——牽引機進(jìn)場(chǎng)、就位、錨固、接地;

　　穿繩工作——牽引繩繞上牽引輪并固定在繩盤(pán)上;

　　張力機——錨固、固定牽引繩盤(pán)、穿牽引繩連接;

　　其他工作——調試通訊、安裝接地等準備工作。

　　2.1_2避雷線(xiàn)中附件拆除和放線(xiàn)滑車(chē)懸掛

　　放線(xiàn)前必須將避雷線(xiàn)放進(jìn)放線(xiàn)滑車(chē)內，這樣就應將原來(lái)的附件拆除，拆除時(shí)務(wù)必將所有附件拆除干凈，以免影響放線(xiàn)OPGW用的專(zhuān)用滑車(chē)。

　　在放線(xiàn)滑車(chē)懸掛前，要對滑車(chē)逐個(gè)進(jìn)行檢查，看其是否轉動(dòng)靈活，掛膠良好。

　　不合格者禁止使用。

　　直線(xiàn)塔和直線(xiàn)小轉角塔，一般每基塔掛1只滑車(chē)，對下壓嚴重，包絡(luò )角大于600的直線(xiàn)塔應掛雙滑車(chē)：對耐張轉角塔，當轉角大于30。

　　時(shí)掛雙滑車(chē)，小于30～時(shí)掛單滑車(chē)。

　　2.1.3避雷線(xiàn)的連接

　　包括避雷線(xiàn)與OPGW的連接，與牽張機的連接。

　　避雷線(xiàn)在斷開(kāi)耐張塔處的連接等。

　　由于各方面條件的限制，牽張機不可避免的會(huì )與避雷線(xiàn)的耐張掛點(diǎn)存在一段距離，可以通過(guò)防扭鋼絲繩過(guò)度，將防扭鋼絲繩的一端與避雷線(xiàn)的耐張端相連。

　　另一端進(jìn)牽引機，當避雷線(xiàn)耐張掛點(diǎn)與張力機有一段距離時(shí)，先人力展放一段OPGW至避雷線(xiàn)耐張線(xiàn)夾處，避雷線(xiàn)的耐張末端頭用20t的2寸短鋼絲繩相連接再與3t的旋轉連接器連接，然后接一要3～5m長(cháng)的防扭鋼絲繩，再連一個(gè)3t旋轉連接器后，與OPGW相連。

　　鋼錨(或地線(xiàn)頭)鋼絲繩蛇皮套舊地線(xiàn)(或牽引繩)3t旋轉器3t旋轉器OPGW光纜對于不同的避雷線(xiàn)耐張線(xiàn)夾必須采用不同的連接方式。

　　各地線(xiàn)一般在避雷線(xiàn)斷點(diǎn)處采用扎麻花辮將一要鋼絲繩一同扎在里面，然后將避雷線(xiàn)新扎的端頭與3t旋轉器相連，旋轉連接器可以將扭力在此釋放。

　　還可以將兩地線(xiàn)用直線(xiàn)壓接管進(jìn)行連接。

　　2.1.4跨越架的架設和拆除

　　利用運行的電力線(xiàn)路架設OPGW，其因停電時(shí)間短，跨越物多，跨越架的搭設必須提前進(jìn)行。

　　不論是跨越電線(xiàn)還是其他設施都必須架設跨越架，跨越架應能滿(mǎn)足要求，其長(cháng)度必須大于跨越物與避雷線(xiàn)的交叉長(cháng)度，對于電力線(xiàn)應滿(mǎn)足水平與垂直距離的要求，要必須有足夠的強度，必要時(shí)需補強，在帶電體附近跨越架不得使用金屬材料，在帶電體附近不得有鐵綁線(xiàn)，作業(yè)人員不得在跨越架內側工作，和在封頂架上通過(guò)。

　　2.2 OPGW的展放

　　2.2.1牽引機應擺放在光纜線(xiàn)路中心軸線(xiàn)上，使光纜進(jìn)出線(xiàn)與鼓輪不帶角度，牽引機須錨固牢靠，牽引機和張力機與承塔間的距離以導向輪的仰角≤20。為宜。

　　2.2.2放線(xiàn)架必須布置在張力機后5～7米處，放線(xiàn)架必須有足夠的制動(dòng)力，以防架線(xiàn)停止時(shí)放線(xiàn)架繼續轉動(dòng)。

　　2.2.3在施工開(kāi)始時(shí)，牽引機應低于5m/min的速度牽引，牽引過(guò)程中應時(shí)刻監視旋轉連接器及牽引網(wǎng)套過(guò)滑車(chē)情況。

　　2.2.4光纜的連接：光纜——蛇皮套(在光纜上200mm處纏繞膠帶5～8層以增加光纜與蛇皮網(wǎng)套的摩擦，套上蛇皮套并在相應位置上用扎絲扎牢)——旋轉連接器——牽引繩。

　　注意連接是否牢固，嚴防在牽引中脫線(xiàn)，造成光纜損傷。

　　2.2.5在牽引過(guò)程中，牽引機應保掙恒定的速度，以防光纜在牽引過(guò)程中出槽。

　　2.2.6放線(xiàn)時(shí)，應防止碰撞、拉伴、彎曲旋轉而造成光纜永久變形。

　　附件不得損壞，保持原加工形狀。

　　2.2.7光纜余線(xiàn)長(cháng)度=掛線(xiàn)點(diǎn)至地面+10米。

　　2.2.8光纜在運輸及展放過(guò)程中，盤(pán)必須保持立放狀態(tài)，在地面移動(dòng)或轉動(dòng)線(xiàn)盤(pán)，按箭頭指示方向進(jìn)行。

　　2.3緊線(xiàn)施工

　　2.3.1光纜放通后，即可進(jìn)行緊線(xiàn)操作，必須用專(zhuān)用螺栓型卡線(xiàn)器握住OPGW光纜并連接30kN旋轉連接器通過(guò)緊線(xiàn)鋼繩進(jìn)行緊線(xiàn)。

　　2.3.2在張力場(chǎng)側接續塔OPGW上加裝預紋絲、耐張線(xiàn)夾、掛線(xiàn)，在做耐張線(xiàn)夾時(shí)，要留足鐵塔全高+20m～度余纜。

　　2.3.3在牽引場(chǎng)側，通過(guò)小牽機(或手扶拖拉機)收緊牽引繩，按設計要求調整光纜弛度，并注意與另一根避雷線(xiàn)弧垂接近(考慮另一根避雷線(xiàn)已完成初伸長(cháng))。

　　當弧垂達到設計值后，應保持1h，使OPGW內部扭轉應力消失：之后即可在牽引側鐵塔光纜掛線(xiàn)點(diǎn)處劃印，加裝光纜預絞絲、耐張線(xiàn)夾，掛線(xiàn)。

　　根據張牽場(chǎng)和接續塔的實(shí)際情況，也可以在牽引場(chǎng)側接續塔上先掛線(xiàn)，在張力場(chǎng)側利用機動(dòng)絞磨進(jìn)行緊線(xiàn)作業(yè)。

　　2.3.4由于OPGw光纜是根據設計區段定長(cháng)供應的，在每個(gè)區段展放中，光纜是嚴禁開(kāi)斷的，因此，要直接穿過(guò)區段中間的直線(xiàn)塔和耐張塔。

　　區段兩端的接續塔設有光纜接續盒，余纜沿兩端接續塔主材引人光纜接續盒進(jìn)行光纖的接續。

　　2.4附件安裝

　　2.4.1防震錘安裝。

　　一般安裝在每個(gè)耐張懸垂兩側，若防震錘安裝位置落在內絞絲上，則不必加裝護線(xiàn)條，直接安裝即可，若安裝位置落在光纜上，則需加裝護線(xiàn)條，4D型防震錘錘頭朝向并無(wú)原則上的規定，也不影響防震效果。

　　2.4.2引下線(xiàn)夾安裝。

　　作用是將從桿上引下的光纜固定在桿塔上，不讓晃動(dòng)，避免光纜磨損。

　　2.4.3專(zhuān)用接地線(xiàn)。

　　在系統接地時(shí)為短路電流提供通路，接地線(xiàn)一端與另一端通過(guò)并溝線(xiàn)夾與光纜連接，線(xiàn)路桿塔應通基接地。

　　2.4.4光纜接續。

　　一般采用光纖固定熔接法，原理是通過(guò)高壓放電產(chǎn)生電弧，使光纖端局部熔化而達到接續目的，與普通光纜熔接方法相同。

　　2.4.5直線(xiàn)塔護線(xiàn)條及懸垂線(xiàn)夾的安裝

　　安裝懸垂線(xiàn)夾前，先在需裝懸垂線(xiàn)夾中點(diǎn)位置的光纜上做出標記，用2個(gè)光纜專(zhuān)用卡線(xiàn)器及雙鉤(或手扳葫蘆)將兩側光纜對稱(chēng)收緊。

　　松開(kāi)并拆除放線(xiàn)滑車(chē)，纏繞光纜護線(xiàn)條。

　　對稱(chēng)收緊或放松兩側雙鉤，安裝懸垂線(xiàn)夾和掛點(diǎn)金具。

　　復合架空地線(xiàn)光纜的設計及施工注意事項【2】

　　摘　要：對復合架空地線(xiàn)光纜OPGW的設計進(jìn)行了探討，并結合設計對OPGW施工中需注意的事項作了一些論述。

　　關(guān)鍵詞：OPGW;設計選型;施工

　　復合架空地線(xiàn)光纜(簡(jiǎn)稱(chēng)OPGW)是電力系統獨有的，具備了電力線(xiàn)路地線(xiàn)和光纖通信雙重功能的新技術(shù)。

　　OPGW作為一種新興的信息傳輸通道，近幾年在我國得到了迅速發(fā)展，它具有通信容量大、抗干擾、安全可靠、不占用線(xiàn)路走廊的特點(diǎn);同時(shí)它將通信光纜和高壓輸電線(xiàn)路地線(xiàn)巧妙地結合成一個(gè)整體，其良好的機械性能和導電性能不僅滿(mǎn)足普通地線(xiàn)的防雷要求，還因具備良導體良好的屏蔽作用，可大大減小送電線(xiàn)路對鄰近弱電線(xiàn)路的電磁危害。

　　目前OPGW尚沒(méi)有統一的生產(chǎn)系列號，其集機電特性、熱穩定和通信光纖的各種要求于一體，各參數之間相互制約。

　　OPGW的生產(chǎn)廠(chǎng)家由于生產(chǎn)工藝和制造設備的差異，其產(chǎn)品的參數各有偏重，因而即便各個(gè)廠(chǎng)家的OPGW的參數均分別滿(mǎn)足要求，該產(chǎn)品的整體特性是否滿(mǎn)足線(xiàn)路工程的要求還必須通過(guò)設計人員進(jìn)行驗算確認。

　　1　OPGW的設計條件

　　1.1　對光纖的要求

　　OPGW基本作為通信干線(xiàn)，其對纖芯的質(zhì)量要求很高，目前一般采用單模光纖或色散位移光纖。

　　在設計招標時(shí)，應重點(diǎn)考察光纖的芯數、工作波長(cháng)、衰減、色散、帶寬、彎曲附加衰減、熱穩定性、使用壽命等，同時(shí)要求同一OPGW廠(chǎng)家給工程提供的光纖必須來(lái)自于同一制造商并屬同一技術(shù)范疇。

　　1.2　對OPGW機電特性的要求

　　OPGW作為架空地線(xiàn)，除滿(mǎn)足通信要求外還必須有足夠的抗拉強度滿(mǎn)足機械要求，同時(shí)滿(mǎn)足熱穩定性要求。

　　其設計須遵循DL/T5092—1999“110～500kV架空送電線(xiàn)路設計技術(shù)規程”的規定，還應考慮OPGW的特殊要求。

　　在設計中應具備如下條件：

　　(1)送電線(xiàn)路電氣參數：電壓、10～20年遠景規劃系統容量、單相接地短路電流、線(xiàn)路繼電保護切除時(shí)間、沿線(xiàn)的大地電導率分布、線(xiàn)路桿塔的允許荷載。

　　(2)氣象條件：如最高氣溫、最低氣溫、年平均氣溫、最大覆冰厚度、最大風(fēng)速、年雷電日、線(xiàn)路所經(jīng)地的雷擊概率等。

　　OPGW作為架空地線(xiàn)，其設計氣象條件應與線(xiàn)路氣象條件完全一樣。

　　(3)OPGW的機電要求：結構應能保證光纖防潮，防擠壓，不受損傷;在OPGW承受70%UTS時(shí)，光纖不受拉力;承力部分應由鋁合金絲或鋁包鋼絲組成，不得含鋼絲;有良好的耐振性能和耐雷擊性能，運行壽命30年以上。

　　2　OPGW設計選型

　　2.1　OPGW結構形式

　　OPGW結構形式因生產(chǎn)廠(chǎng)家的不同存在著(zhù)較大差異，各種結構又具有各自的特點(diǎn)。

　　OPGW作為信息傳輸工具，其光纖的受力對信號的衰減有很大的影響。

　　光纖的受力分為側壓力和軸向拉力，減少側壓力的方法可采用鋁骨架和不銹鋼管光單元的結構，減少軸向拉力的方法是使光纖保持適當的余長(cháng)。

　　按照光纖緩沖結構在運行中是否承受拉力來(lái)區分，可分為松套結構和緊套結構兩大類(lèi)。

　　緊套結構由于結構緊密，光纖活動(dòng)空間較小(幾乎沒(méi)有余長(cháng))，盡管各種氣象條件及大檔距下OPGW的延伸率不過(guò)千分之幾，生產(chǎn)緊套結構OPGW的廠(chǎng)家也承諾其產(chǎn)品在光纜張力不超過(guò)自身UTS的情況下，其光纖不受影響，但從光纖的安全角度考慮，采用有適當余長(cháng)的松套結構更為合理。

　　從實(shí)際應用角度來(lái)看，現在應用較為廣泛的松套結構主要有層絞式、骨架式、中心束管式結構。

　　松套結構光纖余長(cháng)在OPGW成纜時(shí)可控制到5‰～7‰(一次余長(cháng))，基本上可保證各種氣象的變化導致OPGW伸長(cháng)而光纖衰耗在允許值以?xún)取?/p>

　　層絞式松套結構光纖余長(cháng)還可因工程需要控制到9‰～10‰(二次余長(cháng))，但這種情況較少，也不主張過(guò)多實(shí)行。

　　現有OPGW各種結構中，從結構上來(lái)看以層絞鋼管式結構最為緊湊，其有效承載面與總截面的比值最大，在相同張力情況下它的總截面最小，風(fēng)荷載也較小，能有效解決光纖的余長(cháng)問(wèn)題和重冰區的抗側壓?jiǎn)?wèn)題。

　　2.2　OPGW的熱穩定

　　當輸電線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，通過(guò)OPGW的短路電流較大，時(shí)間較長(cháng)，會(huì )使OPGW的溫度急劇上升。

　　為使OPGW中的光纖不至因過(guò)熱而破壞，必須要對OPGW進(jìn)行熱穩定計算，也就是說(shuō)，要根據系統短路電流和保護動(dòng)作切除故障時(shí)間來(lái)計算出線(xiàn)路短路后的地線(xiàn)溫度，滿(mǎn)足低于OPGW的最高允許溫度的條件。

　　因此，熱穩定容量是選擇OPGW的重要參數。

　　由于送電線(xiàn)路故障持續的時(shí)間很短，熱量向外擴散得很少，因此可以不考慮散熱過(guò)程，而近似地認為地線(xiàn)上電流產(chǎn)生的熱量全部用于導體的溫升。

　　式中：IY———允許短路電流(A);

　　TY———最高允許溫度(℃);

　　T1———初始溫度(℃)，一般取20℃;

　　a1———初始溫度下的電阻溫度系數(1/℃);

　　R1———初始溫度下的綜合電阻(Ω/km);

　　C0———金屬部分綜合熱容量(J/km·℃).

　　其中　1.02為絞合常數;Sa及Ss分別為鋁(包括鋁合金)及鋼的截面(mm2);綜合熱容量為各金屬部分熱容量之和;t為故障切除時(shí)間(s)。

　　目前計算地線(xiàn)上返回電流的主要方法是利用地線(xiàn)阻抗(包括自阻抗和互阻抗)、桿塔接地電阻、兩端變電所接地電阻建立n個(gè)“Π”形等值電路組合的數學(xué)模型，利用計算機編程的方法解這個(gè)網(wǎng)孔矩陣方程，通過(guò)進(jìn)行多區段、多組合、多方案的計算來(lái)選擇OPGW和分流線(xiàn)的最佳組合方案。

　　由于越靠近進(jìn)出線(xiàn)兩端，送電線(xiàn)路單相接地短路電流越大，在實(shí)際工程設計中，通常在進(jìn)出線(xiàn)段將OPGW以外的另一根地線(xiàn)采用電阻小的良導體作為分流線(xiàn)，以減少送電線(xiàn)路短路時(shí)流過(guò)OPGW的返回電流，保護OPGW。

　　2.3　OPGW機械強度校驗

　　OPGW除了滿(mǎn)足電氣性能的要求外，還必須進(jìn)行機械強度校驗，保證其機械特性、抗拉強度和導地線(xiàn)應力滿(mǎn)足規程規定的要求。

　　OPGW的應力、弧垂、荷載按照架空送電線(xiàn)路的計算方法計算。

　　根據湖南院這幾年的設計經(jīng)驗，OPGW的機械強度通常比普通地線(xiàn)如GJ-50大，能滿(mǎn)足應力、弧垂的要求，但由于OPGW中間有光纜單元，其截面積一般比普通地線(xiàn)大，因此在選取OPGW機械參數時(shí)，要重點(diǎn)驗算各種工況下桿塔地線(xiàn)支架的荷載。

　　3　OPGW金具及防振

　　OPGW各種金具由廠(chǎng)家配套供應，其中包括懸垂金具、耐張金具、防振錘、護線(xiàn)條以及引下卡具等。

　　OPGW需要采取防振措施，不同檔距的安裝個(gè)數由廠(chǎng)家提供。

　　4　施工中應注意的事項

　　施工時(shí)應嚴格按照廠(chǎng)家提供的《OPGW施工說(shuō)明書(shū)》進(jìn)行操作，認真核對和清點(diǎn)OPGW盤(pán)號、金具型號等附件的數量。

　　OPGW必須采用張力放線(xiàn)，在放線(xiàn)過(guò)程中，OPGW應與地面和其他障礙物保持一定距離，注意限制OPGW彎曲半徑，以免損壞光纜纖芯;OPGW緊線(xiàn)采用廠(chǎng)家配套提供的緊線(xiàn)器和牽引網(wǎng)套;OPGW的鋁包鋼部分和鋁合金部分可以采用傳統的切割方式進(jìn)行切割，但放置光纖的不銹鋼管必須用廠(chǎng)家配套提供的不銹鋼切割進(jìn)行切割，必須注意不得碰傷光纖;除設計確定的接頭位置以外，OPGW在線(xiàn)路中任何地方不允許接頭。

　　因此，除進(jìn)出接線(xiàn)盒位置的OPGW按施工要求可以進(jìn)行少量切割外，其它任何地方不得切割;OPGW的生產(chǎn)廠(chǎng)家需對OPGW放線(xiàn)、接續后整條OPGW線(xiàn)路的有關(guān)參數負責，因此OPGW放線(xiàn)過(guò)程中廠(chǎng)家會(huì )派出技術(shù)人員對OPGW的放線(xiàn)及接續的全過(guò)程進(jìn)行技術(shù)指導及施工督導。

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