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【OPGW光缆】OPGW光缆的施工技术(一)

发布时间:2021-07-26 10:32
发布者:JuKer
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OPGW光缆是将光纤单元与传输线的地线相结合,利用光纤单元与地线和光缆共同开通通信通道的一种通信方式。它是一种传输容量大、可靠性高、不受强电干扰的通信方式,与高压输电线路一起架设,不需要占用新的敷设走廊。


1、OPGW的设计条件


(1)对光纤的要求

OPGW基本用作通信干线,对光纤芯质量要求较高。目前普遍采用单模光纤或色散位移光纤。在设计招标过程中,主要考察光纤的芯数、工作波长、衰减、色散、带宽、弯曲附加衰减、热稳定性、使用寿命等。同时,同一OPGW厂家为本项目提供的光纤必须来自同一厂家,属于同一技术类别。


 


(2)对OPGV电气特性的要求

OPGW作为架空地线,不仅要满足通信要求,还要有足够的抗拉强度,以满足机械要求和热稳定性要求。本设计执行DL/T5092-1999《110~500kV架空输电线路设计技术规程》,并考虑了OPGV的特殊要求。设计应满足下列条件:

1)输电线路电气参数:电压、10-20年长期规划系统容量、单相接地短路电流、线路继电保护截止时间、接地电导率沿线路分布、输电铁塔允许负荷;

2)气象条件:如最高温度,最低温度,年平均温度,最大冰厚,最大风速,年度雷击日和该线作为架空地面线穿过的地面的雷击概率,气象 OPGW设计的条件应与生产线的气象条件完全一致。

3) OPGW的机电要求:结构应保证光纤防潮、抗挤压、不损坏;当OPGW承载70%的UTS时,光纤无张力。承重部分采用铝合金线或铝包钢线制成,无钢丝;具有良好的防震、防雷性能,使用寿命可达30年以上。

 

2、OPGW设计选型


(1)OPGW结构型式


OPGW结构的类型因厂商而异,每一种结构都有自己的特点。OPGW光纤是一种信息传输工具,其应力对信号衰减有很大影响。光纤的受力分为侧向压力和轴向拉力。减少侧压力的方法可以采用铝框和不锈钢管光学单元的结构。减少轴向张力的方法是保持适当的光纤剩余长度。根据光纤缓冲结构在工作过程中是否承受张力,可分为松套结构和紧套结构。由于结构紧凑,光活度空间很小(几乎不再)。虽然OPGW在各种天气条件下的扩展跨度很大,但只有千分之几,紧凑型OPGW结构的制造商也致力于他们的产品。在光缆张力不超过公司张力的情况下,不会影响光纤,但从光纤的安全角度考虑,采用松管结构,留有适当长度比较合理。从实际应用来看,目前广泛应用的松管结构主要有层束结构、骨架结构和中心梁管结构。OPGW电缆竣工后,光纤松管结构的剩余长度可控制在5% ~ 7%(一次性剩余长度)以内,基本保证了各种天气变化和光纤衰减引起的OPGW伸长在允许范围内。由于工程需要,绞合松管结构的剩余长度可控制在9% ~ 10%。(二级剩余长度),但这是罕见的,并不建议太多的研究。从现有OPGV结构来看,层状扭钢管结构最为紧凑,其有效支撑面占总截面的比例最大。在相同的受拉条件下,其总截面最小,风荷载也较小,可以有效解决重冰地区光纤剩余长度和抗侧压力的问题。





 

(2)OPGW的热稳定


当输电线路发生短路故障时,通过OPGW的短路电流大且持续时间长,会导致OPGW温度急剧升高。为了防止OPGW中的光纤因过热而损坏,必须对OPGW进行热稳定性计算。也就是说,短路后的地线温度应根据系统短路电流和保护动作的故障切除时间进行计算,以满足OPGW最高允许温度较低的条件。因此,热稳定容量是OPGW选型的重要参数。由于输电线路的故障持续时间很短,热量向外扩散很小,因此在不考虑冷却过程的情况下,地线上电流产生的热量可以近似地认为全部用于导线的温升。目前计算地线回流的主要方法是利用地线阻抗(包括自阻抗和互阻抗)、杆塔接地电阻、变电所两端接地电阻建立N〃的数学模型Ⅱ" 成形等效电路组合,采用计算机编程方法求解网格矩阵方程。通过多截面、多组合、多方案的计算,选择OPGW与分裂线路的最佳组合方案。进、出线两端距离越近,输电线路单相接地短路电流越大。在实际工程设计中,常采用OPGW以外的另一根地线作为进出线的分路线,以减少线路短路时流过OPGW的回流,保护OPGW。

 

(3)OPGW机械强度校验


除了满足电气性能要求外,OPGW还必须进行机械强度检查,以确保其机械性能、抗拉强度和接地导体应力满足本规定的要求。根据架空输电线路的计算方法,计算了架空输电线路的应力、垂度和负荷。根据电力研究所多年的设计经验,OPGW的机械强度通常大于GJ-50等普通地面,能够满足应力和隔离的要求。但由于两者之间有OPGW电缆单元,其截面积一般比普通地要大。因此,OPGW力学参数的选取重点是计算各塔在地面支撑条件下的荷载。

 

3、施工中应注意的事项

在施工过程中,OPGW应严格按照厂家提供的OPGW施工说明书进行施工,仔细检查和清点OPGW板、金属模型等配件的数量。OPGW必须使用张力补偿。在放线过程中,OPGW应与地面等障碍物保持一定距离,并注意限制OPGW的弯曲半径。OPGW铝复合钢件和铝合金件可以用传统的切割方法进行切割,但是放置在光纤上的不锈钢管必须用厂家提供的不锈钢切割机进行切割。注意不要损坏光纤;OPGW不允许在线路的任何地方连接,除非连接是设计好的。因此,接线盒内外的OPGW可根据施工要求进行少量切割。OPGW接入后,OPGW厂家负责整个OPGW线的相关参数。因此,制造商将派技术人员对OPGW布线连接的整个过程进行技术指导和施工监督。



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