電力通信工程中復合地線光纜的施工

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　　電力通信工程中復合地線光纜的施工【1】

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

　　【關鍵詞】OPGW光纜;施工;性能;牽引;避雷

　　復合光纜OPGW保持避雷線原有特性，被廣泛用于數據信號傳輸。

　　它耐腐蝕、耐高溫，重量輕、直徑小，可實現長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產生磨損、斷絲，則將導致整盤光纜報廢。

　　因此，在施工時要嚴格按技術規定執行。

　　1 OPGW光纜的特性

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

　　OPGW性能優越：

　　1.1 OPGW的環境性能

　　環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℃時的并聯直流電阻計算值，應盡量與對側地線接近。

　　短路電流：當系統短路時(一般取單相對地短路)，OPGW在一定短路時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間的乘積。

　　1.3 OPGW的熱穩定性能

　　架空地線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。

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

　　2 施工方法

　　2.1主要施工準備工作

　　2.1_1牽引場地選擇

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

　　所以光纜的展放區段只能按設計規定的區段和供貨長度確定。

　　當OPGW線中設置有不斷開的耐張點時，這一盤OPGW就是幾個耐張段的長度。

　　這樣牽引場一般在斷開的耐張塔附近選擇。

　　當幾盤OPGW的長度滿足，其放線時通過的放線滑車不超過205時，可以進行連放。

　　當確實有困難時也可設置轉向滑車。

　　其轉向滑車應能滿足OPCW的展放要求。

　　另外，張力場要求能方便重型車輛的出入。

　　牽引場的準備工作分為：

　　機械固定——牽引機進場、就位、錨固、接地;

　　穿繩工作——牽引繩繞上牽引輪并固定在繩盤上;

　　張力機——錨固、固定牽引繩盤、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避雷線中附件拆除和放線滑車懸掛

　　放線前必須將避雷線放進放線滑車內，這樣就應將原來的附件拆除，拆除時務必將所有附件拆除干凈，以免影響放線OPGW用的專用滑車。

　　在放線滑車懸掛前，要對滑車逐個進行檢查，看其是否轉動靈活，掛膠良好。

　　不合格者禁止使用。

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

　　時掛雙滑車，小于30～時掛單滑車。

　　2.1.3避雷線的連接

　　包括避雷線與OPGW的連接，與牽張機的連接。

　　避雷線在斷開耐張塔處的連接等。

　　由于各方面條件的限制，牽張機不可避免的會與避雷線的耐張掛點存在一段距離，可以通過防扭鋼絲繩過度，將防扭鋼絲繩的一端與避雷線的耐張端相連。

　　另一端進牽引機，當避雷線耐張掛點與張力機有一段距離時，先人力展放一段OPGW至避雷線耐張線夾處，避雷線的耐張末端頭用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長的防扭鋼絲繩，再連一個3t旋轉連接器后，與OPGW相連。

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

　　各地線一般在避雷線斷點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。

　　還可以將兩地線用直線壓接管進行連接。

　　2.1.4跨越架的架設和拆除

　　利用運行的電力線路架設OPGW，其因停電時間短，跨越物多，跨越架的搭設必須提前進行。

　　不論是跨越電線還是其他設施都必須架設跨越架，跨越架應能滿足要求，其長度必須大于跨越物與避雷線的交叉長度，對于電力線應滿足水平與垂直距離的要求，要必須有足夠的強度，必要時需補強，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，作業人員不得在跨越架內側工作，和在封頂架上通過。

　　2.2 OPGW的展放

　　2.2.1牽引機應擺放在光纜線路中心軸線上，使光纜進出線與鼓輪不帶角度，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放線架必須布置在張力機后5～7米處，放線架必須有足夠的制動力，以防架線停止時放線架繼續轉動。

　　2.2.3在施工開始時，牽引機應低于5m/min的速度牽引，牽引過程中應時刻監視旋轉連接器及牽引網套過滑車情況。

　　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，造成光纜損傷。

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

　　2.2.6放線時，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光纜余線長度=掛線點至地面+10米。

　　2.2.8光纜在運輸及展放過程中，盤必須保持立放狀態，在地面移動或轉動線盤，按箭頭指示方向進行。

　　2.3緊線施工

　　2.3.1光纜放通后，即可進行緊線操作，必須用專用螺栓型卡線器握住OPGW光纜并連接30kN旋轉連接器通過緊線鋼繩進行緊線。

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

　　2.3.3在牽引場側，通過小牽機(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弧垂接近(考慮另一根避雷線已完成初伸長)。

　　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點處劃印，加裝光纜預絞絲、耐張線夾，掛線。

　　根據張牽場和接續塔的實際情況，也可以在牽引場側接續塔上先掛線，在張力場側利用機動絞磨進行緊線作業。

　　2.3.4由于OPGw光纜是根據設計區段定長供應的，在每個區段展放中，光纜是嚴禁開斷的，因此，要直接穿過區段中間的直線塔和耐張塔。

　　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，則不必加裝護線條，直接安裝即可，若安裝位置落在光纜上，則需加裝護線條，4D型防震錘錘頭朝向并無原則上的規定，也不影響防震效果。

　　2.4.2引下線夾安裝。

　　作用是將從桿上引下的光纜固定在桿塔上，不讓晃動，避免光纜磨損。

　　2.4.3專用接地線。

　　在系統接地時為短路電流提供通路，接地線一端與另一端通過并溝線夾與光纜連接，線路桿塔應通基接地。

　　2.4.4光纜接續。

　　一般采用光纖固定熔接法，原理是通過高壓放電產生電弧，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直線塔護線條及懸垂線夾的安裝

　　安裝懸垂線夾前，先在需裝懸垂線夾中點位置的光纜上做出標記，用2個光纜專用卡線器及雙鉤(或手扳葫蘆)將兩側光纜對稱收緊。

　　松開并拆除放線滑車，纏繞光纜護線條。

　　對稱收緊或放松兩側雙鉤，安裝懸垂線夾和掛點金具。

　　復合架空地線光纜的設計及施工注意事項【2】

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

　　關鍵詞：OPGW;設計選型;施工

　　復合架空地線光纜(簡稱OPGW)是電力系統獨有的，具備了電力線路地線和光纖通信雙重功能的新技術。

　　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展，它具有通信容量大、抗干擾、安全可靠、不占用線路走廊的特點;同時它將通信光纜和高壓輸電線路地線巧妙地結合成一個整體，其良好的機械性能和導電性能不僅滿足普通地線的防雷要求，還因具備良導體良好的屏蔽作用，可大大減小送電線路對鄰近弱電線路的電磁危害。

　　目前OPGW尚沒有統一的生產系列號，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的生產廠家由于生產工藝和制造設備的差異，其產品的參數各有偏重，因而即便各個廠家的OPGW的參數均分別滿足要求，該產品的整體特性是否滿足線路工程的要求還必須通過設計人員進行驗算確認。

　　1　OPGW的設計條件

　　1.1　對光纖的要求

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

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

　　1.2　對OPGW機電特性的要求

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

　　其設計須遵循DL/T5092—1999“110～500kV架空送電線路設計技術規程”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、線路繼電保護切除時間、沿線的大地電導率分布、線路桿塔的允許荷載。

　　(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、最大風速、年雷電日、線路所經地的雷擊概率等。

　　OPGW作為架空地線，其設計氣象條件應與線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，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結構形式因生產廠家的不同存在著較大差異，各種結構又具有各自的特點。

　　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。

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

　　緊套結構由于結構緊密，光纖活動空間較小(幾乎沒有余長)，盡管各種氣象條件及大檔距下OPGW的延伸率不過千分之幾，生產緊套結構OPGW的廠家也承諾其產品在光纜張力不超過自身UTS的情況下，其光纖不受影響，但從光纖的安全角度考慮，采用有適當余長的松套結構更為合理。

　　從實際應用角度來看，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。

　　松套結構光纖余長在OPGW成纜時可控制到5‰～7‰(一次余長)，基本上可保證各種氣象的變化導致OPGW伸長而光纖衰耗在允許值以內。

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

　　現有OPGW各種結構中，從結構上來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，風荷載也較小，能有效解決光纖的余長問題和重冰區的抗側壓問題。

　　2.2　OPGW的熱穩定

　　當輸電線路發生短路故障時，通過OPGW的短路電流較大，時間較長，會使OPGW的溫度急劇上升。

　　為使OPGW中的光纖不至因過熱而破壞，必須要對OPGW進行熱穩定計算，也就是說，要根據系統短路電流和保護動作切除故障時間來計算出線路短路后的地線溫度，滿足低于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。

　　由于送電線路故障持續的時間很短，熱量向外擴散得很少，因此可以不考慮散熱過程，而近似地認為地線上電流產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為故障切除時間(s)。

　　目前計算地線上返回電流的主要方法是利用地線阻抗(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“Π”形等值電路組合的數學模型，利用計算機編程的方法解這個網孔矩陣方程，通過進行多區段、多組合、多方案的計算來選擇OPGW和分流線的最佳組合方案。

　　由于越靠近進出線兩端，送電線路單相接地短路電流越大，在實際工程設計中，通常在進出線段將OPGW以外的另一根地線采用電阻小的良導體作為分流線，以減少送電線路短路時流過OPGW的返回電流，保護OPGW。

　　2.3　OPGW機械強度校驗

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

　　OPGW的應力、弧垂、荷載按照架空送電線路的計算方法計算。

　　根據湖南院這幾年的設計經驗，OPGW的機械強度通常比普通地線如GJ-50大，能滿足應力、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大，因此在選取OPGW機械參數時，要重點驗算各種工況下桿塔地線支架的荷載。

　　3　OPGW金具及防振

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

　　OPGW需要采取防振措施，不同檔距的安裝個數由廠家提供。

　　4　施工中應注意的事項

　　施工時應嚴格按照廠家提供的《OPGW施工說明書》進行操作，認真核對和清點OPGW盤號、金具型號等附件的數量。

　　OPGW必須采用張力放線，在放線過程中，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緊線采用廠家配套提供的緊線器和牽引網套;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行切割，但放置光纖的不銹鋼管必須用廠家配套提供的不銹鋼切割進行切割，必須注意不得碰傷光纖;除設計確定的接頭位置以外，OPGW在線路中任何地方不允許接頭。

　　因此，除進出接線盒位置的OPGW按施工要求可以進行少量切割外，其它任何地方不得切割;OPGW的生產廠家需對OPGW放線、接續后整條OPGW線路的有關參數負責，因此OPGW放線過程中廠家會派出技術人員對OPGW的放線及接續的全過程進行技術指導及施工督導。