電力通信工程中復(fù)合地線光纜的施工

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　　電力通信工程中復(fù)合地線光纜的施工【1】

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

　　【關(guān)鍵詞】OPGW光纜;施工;性能;牽引;避雷

　　復(fù)合光纜OPGW保持避雷線原有特性，被廣泛用于數(shù)據(jù)信號傳輸。

　　它耐腐蝕、耐高溫，重量輕、直徑小，可實(shí)現(xiàn)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(fù)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(dǎo)致整盤光纜報(bào)廢。

　　因此，在施工時(shí)要嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。

　　1 OPGW光纜的特性

　　目前，OPGW主要應(yīng)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(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(fù)合物和涂覆復(fù)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(dǎo)電元件在20℃時(shí)的并聯(lián)直流電阻計(jì)算值，應(yīng)盡量與對側(cè)地線接近。

　　短路電流：當(dāng)系統(tǒng)短路時(shí)(一般取單相對地短路)，OPGW在一定短路時(shí)間內(nèi)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(wěn)定性能

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

　　通過大電流時(shí)，藏在架空地線中央的光纖單元的瞬時(shí)溫升比外部的鋁包鋼絞線高，可達(dá)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(zhǔn)備工作

　　2.1_1牽引場地選擇

　　牽引機(jī)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(jī)出口的仰角在15度以下，并滿足OPGW出現(xiàn)的彎曲半徑大于0.5m，每一盤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(qū)段只能按設(shè)計(jì)規(guī)定的區(qū)段和供貨長度確定。

　　當(dāng)OPGW線中設(shè)置有不斷開的耐張點(diǎn)時(shí)，這一盤OPGW就是幾個(gè)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(dāng)幾盤OPGW的長度滿足，其放線時(shí)通過的放線滑車不超過205時(shí)，可以進(jìn)行連放。

　　當(dāng)確實(shí)有困難時(shí)也可設(shè)置轉(zhuǎn)向滑車。

　　其轉(zhuǎn)向滑車應(yīng)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(zhǔn)備工作分為：

　　機(jī)械固定——牽引機(jī)進(jìn)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(jī)——錨固、固定牽引繩盤、穿牽引繩連接;

　　其他工作——調(diào)試通訊、安裝接地等準(zhǔn)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(jìn)放線滑車內(nèi)，這樣就應(yīng)將原來的附件拆除，拆除時(shí)務(wù)必將所有附件拆除干凈，以免影響放線OPGW用的專用滑車。

　　在放線滑車懸掛前，要對滑車逐個(gè)進(jìn)行檢查，看其是否轉(zhuǎn)動靈活，掛膠良好。

　　不合格者禁止使用。

　　直線塔和直線小轉(zhuǎn)角塔，一般每基塔掛1只滑車，對下壓嚴(yán)重，包絡(luò)角大于600的直線塔應(yīng)掛雙滑車：對耐張轉(zhuǎn)角塔，當(dāng)轉(zhuǎn)角大于30。

　　時(shí)掛雙滑車，小于30～時(shí)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(jī)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(jī)不可避免的會與避雷線的耐張掛點(diǎn)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(jìn)牽引機(jī)，當(dāng)避雷線耐張掛點(diǎn)與張力機(jī)有一段距離時(shí)，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(zhuǎn)連接器連接，然后接一要3～5m長的防扭鋼絲繩，再連一個(gè)3t旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)器3t旋轉(zhuǎn)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(diǎn)處采用扎麻花辮將一要鋼絲繩一同扎在里面，然后將避雷線新扎的端頭與3t旋轉(zhuǎn)器相連，旋轉(zhuǎn)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(jìn)行連接。

　　2.1.4跨越架的架設(shè)和拆除

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

　　不論是跨越電線還是其他設(shè)施都必須架設(shè)跨越架，跨越架應(yīng)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(yīng)滿足水平與垂直距離的要求，要必須有足夠的強(qiáng)度，必要時(shí)需補(bǔ)強(qiáng)，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(yè)人員不得在跨越架內(nèi)側(cè)工作，和在封頂架上通過。

　　2.2 OPGW的展放

　　2.2.1牽引機(jī)應(yīng)擺放在光纜線路中心軸線上，使光纜進(jìn)出線與鼓輪不帶角度，牽引機(jī)須錨固牢靠，牽引機(jī)和張力機(jī)與承塔間的距離以導(dǎo)向輪的仰角≤20。為宜。

　　2.2.2放線架必須布置在張力機(jī)后5～7米處，放線架必須有足夠的制動力，以防架線停止時(shí)放線架繼續(xù)轉(zhuǎn)動。

　　2.2.3在施工開始時(shí)，牽引機(jī)應(yīng)低于5m/min的速度牽引，牽引過程中應(yīng)時(shí)刻監(jiān)視旋轉(zhuǎn)連接器及牽引網(wǎng)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(wǎng)套的摩擦，套上蛇皮套并在相應(yīng)位置上用扎絲扎牢)——旋轉(zhuǎn)連接器——牽引繩。

　　注意連接是否牢固，嚴(yán)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(jī)應(yīng)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(shí)，應(yīng)防止碰撞、拉伴、彎曲旋轉(zhuǎn)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(diǎn)至地面+10米。

　　2.2.8光纜在運(yùn)輸及展放過程中，盤必須保持立放狀態(tài)，在地面移動或轉(zhuǎn)動線盤，按箭頭指示方向進(jìn)行。

　　2.3緊線施工

　　2.3.1光纜放通后，即可進(jìn)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(zhuǎn)連接器通過緊線鋼繩進(jìn)行緊線。

　　2.3.2在張力場側(cè)接續(xù)塔OPGW上加裝預(yù)紋絲、耐張線夾、掛線，在做耐張線夾時(shí)，要留足鐵塔全高+20m～度余纜。

　　2.3.3在牽引場側(cè)，通過小牽機(jī)(或手扶拖拉機(jī))收緊牽引繩，按設(shè)計(jì)要求調(diào)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(dāng)弧垂達(dá)到設(shè)計(jì)值后，應(yīng)保持1h，使OPGW內(nèi)部扭轉(zhuǎn)應(yīng)力消失：之后即可在牽引側(cè)鐵塔光纜掛線點(diǎn)處劃印，加裝光纜預(yù)絞絲、耐張線夾，掛線。

　　根據(jù)張牽場和接續(xù)塔的實(shí)際情況，也可以在牽引場側(cè)接續(xù)塔上先掛線，在張力場側(cè)利用機(jī)動絞磨進(jìn)行緊線作業(yè)。

　　2.3.4由于OPGw光纜是根據(jù)設(shè)計(jì)區(qū)段定長供應(yīng)的，在每個(gè)區(qū)段展放中，光纜是嚴(yán)禁開斷的，因此，要直接穿過區(qū)段中間的直線塔和耐張塔。

　　區(qū)段兩端的接續(xù)塔設(shè)有光纜接續(xù)盒，余纜沿兩端接續(xù)塔主材引人光纜接續(xù)盒進(jìn)行光纖的接續(xù)。

　　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(cè)，若防震錘安裝位置落在內(nèi)絞絲上，則不必加裝護(hù)線條，直接安裝即可，若安裝位置落在光纜上，則需加裝護(hù)線條，4D型防震錘錘頭朝向并無原則上的規(guī)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(tǒng)接地時(shí)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(yīng)通基接地。

　　2.4.4光纜接續(xù)。

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

　　2.4.5直線塔護(hù)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(diǎn)位置的光纜上做出標(biāo)記，用2個(gè)光纜專用卡線器及雙鉤(或手扳葫蘆)將兩側(cè)光纜對稱收緊。

　　松開并拆除放線滑車，纏繞光纜護(hù)線條。

　　對稱收緊或放松兩側(cè)雙鉤，安裝懸垂線夾和掛點(diǎn)金具。

　　復(fù)合架空地線光纜的設(shè)計(jì)及施工注意事項(xiàng)【2】

　　摘　要：對復(fù)合架空地線光纜OPGW的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，并結(jié)合設(shè)計(jì)對OPGW施工中需注意的事項(xiàng)作了一些論述。

　　關(guān)鍵詞：OPGW;設(shè)計(jì)選型;施工

　　復(fù)合架空地線光纜(簡稱OPGW)是電力系統(tǒng)獨(dú)有的，具備了電力線路地線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、不占用線路走廊的特點(diǎn);同時(shí)它將通信光纜和高壓輸電線路地線巧妙地結(jié)合成一個(gè)整體，其良好的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能不僅滿足普通地線的防雷要求，還因具備良導(dǎo)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(tǒng)一的生產(chǎn)系列號，其集機(jī)電特性、熱穩(wěn)定和通信光纖的各種要求于一體，各參數(shù)之間相互制約。

　　OPGW的生產(chǎn)廠家由于生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備的差異，其產(chǎn)品的參數(shù)各有偏重，因而即便各個(gè)廠家的OPGW的參數(shù)均分別滿足要求，該產(chǎn)品的整體特性是否滿足線路工程的要求還必須通過設(shè)計(jì)人員進(jìn)行驗(yàn)算確認(rèn)。

　　1　OPGW的設(shè)計(jì)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(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(shè)計(jì)招標(biāo)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考察光纖的芯數(shù)、工作波長、衰減、色散、帶寬、彎曲附加衰減、熱穩(wěn)定性、使用壽命等，同時(shí)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(shù)范疇。

　　1.2　對OPGW機(jī)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(qiáng)度滿足機(jī)械要求，同時(shí)滿足熱穩(wěn)定性要求。

　　其設(shè)計(jì)須遵循DL/T5092—1999“110～500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程”的規(guī)定，還應(yīng)考慮OPGW的特殊要求。

　　在設(shè)計(jì)中應(yīng)具備如下條件：

　　(1)送電線路電氣參數(shù)：電壓、10～20年遠(yuǎn)景規(guī)劃系統(tǒng)容量、單相接地短路電流、線路繼電保護(hù)切除時(shí)間、沿線的大地電導(dǎo)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(fēng)速、年雷電日、線路所經(jīng)地的雷擊概率等。

　　OPGW作為架空地線，其設(shè)計(jì)氣象條件應(yīng)與線路氣象條件完全一樣。

　　(3)OPGW的機(jī)電要求：結(jié)構(gòu)應(yīng)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(yīng)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(yùn)行壽命30年以上。

　　2　OPGW設(shè)計(jì)選型

　　2.1　OPGW結(jié)構(gòu)形式

　　OPGW結(jié)構(gòu)形式因生產(chǎn)廠家的不同存在著較大差異，各種結(jié)構(gòu)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(cè)壓力和軸向拉力，減少側(cè)壓力的方法可采用鋁骨架和不銹鋼管光單元的結(jié)構(gòu)，減少軸向拉力的方法是使光纖保持適當(dāng)?shù)挠嚅L。

　　按照光纖緩沖結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中是否承受拉力來區(qū)分，可分為松套結(jié)構(gòu)和緊套結(jié)構(gòu)兩大類。

　　緊套結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)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(chǎn)緊套結(jié)構(gòu)OPGW的廠家也承諾其產(chǎn)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(dāng)余長的松套結(jié)構(gòu)更為合理。

　　從實(shí)際應(yīng)用角度來看，現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的松套結(jié)構(gòu)主要有層絞式、骨架式、中心束管式結(jié)構(gòu)。

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

　　層絞式松套結(jié)構(gòu)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(shí)行。

　　現(xiàn)有OPGW各種結(jié)構(gòu)中，從結(jié)構(gòu)上來看以層絞鋼管式結(jié)構(gòu)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問題和重冰區(qū)的抗側(cè)壓問題。

　　2.2　OPGW的熱穩(wěn)定

　　當(dāng)輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，通過OPGW的短路電流較大，時(shí)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(jìn)行熱穩(wěn)定計(jì)算，也就是說，要根據(jù)系統(tǒng)短路電流和保護(hù)動作切除故障時(shí)間來計(jì)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(wěn)定容量是選擇OPGW的重要參數(shù)。

　　由于送電線路故障持續(xù)的時(shí)間很短，熱量向外擴(kuò)散得很少，因此可以不考慮散熱過程，而近似地認(rèn)為地線上電流產(chǎn)生的熱量全部用于導(dǎo)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(shù)(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(shù);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(jì)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(gè)“Π”形等值電路組合的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)編程的方法解這個(gè)網(wǎng)孔矩陣方程，通過進(jìn)行多區(qū)段、多組合、多方案的計(jì)算來選擇OPGW和分流線的最佳組合方案。

　　由于越靠近進(jìn)出線兩端，送電線路單相接地短路電流越大，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，通常在進(jìn)出線段將OPGW以外的另一根地線采用電阻小的良導(dǎo)體作為分流線，以減少送電線路短路時(shí)流過OPGW的返回電流，保護(hù)OPGW。

　　2.3　OPGW機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)

　　OPGW除了滿足電氣性能的要求外，還必須進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)，保證其機(jī)械特性、抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)地線應(yīng)力滿足規(guī)程規(guī)定的要求。

　　OPGW的應(yīng)力、弧垂、荷載按照架空送電線路的計(jì)算方法計(jì)算。

　　根據(jù)湖南院這幾年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，OPGW的機(jī)械強(qiáng)度通常比普通地線如GJ-50大，能滿足應(yīng)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(jī)械參數(shù)時(shí)，要重點(diǎn)驗(yàn)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(yīng)，其中包括懸垂金具、耐張金具、防振錘、護(hù)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(gè)數(shù)由廠家提供。

　　4　施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

　　施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照廠家提供的《OPGW施工說明書》進(jìn)行操作，認(rèn)真核對和清點(diǎn)OPGW盤號、金具型號等附件的數(shù)量。

　　OPGW必須采用張力放線，在放線過程中，OPGW應(yīng)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(wǎng)套;OPGW的鋁包鋼部分和鋁合金部分可以采用傳統(tǒng)的切割方式進(jìn)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(jìn)行切割，必須注意不得碰傷光纖;除設(shè)計(jì)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(jìn)出接線盒位置的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)廠家需對OPGW放線、接續(xù)后整條OPGW線路的有關(guān)參數(shù)負(fù)責(zé)，因此OPGW放線過程中廠家會派出技術(shù)人員對OPGW的放線及接續(xù)的全過程進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)及施工督導(dǎo)。