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OPGW光缆的特性及其应用

发布时间:2021-10-27 09:44
发布者:小编
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光纤复合架空地线(OPGW)是一种集通信光缆和架空输电线路防雷线为一体的地线。它不仅满足光纤通信的技术要求,而且满足作为地线的必要特性,包括机械强度和电气性能。由于地线是用光纤在绞线上架设在高压架空输电线路地线顶架上,具有安全可靠、无电磁感应、免维护等优点。因此,从1970年代后期开始在国外使用。逐渐应用于架空输电线路,使用量越来越大。据不完全统计,全球已经铺设了数万公里的OPGW光缆。自1990年代以来,我国OPGW光缆的使用量也不断增加。目前运营线路10000多公里。


OPGW光缆项目涉及电路和通信两大学科。 他们在工作中有着不同的侧重点和观点。 因此,有必要在招投标和设计过程中讨论一些原则。 同时,由于各厂家生产的OPGW光缆结构差异较大,采用的标准也不一致,因此在项目招标中需要充分了解各种结构OPGW光缆的特点,才能选择合适的光缆产品。


OPGW光缆



一、OPGW光缆标准

(1) OPGW光缆主要特性参数

OPGW光缆的主要特性参数几乎与OPGW光缆的跨度、垂度特性、线塔风荷载和冰荷载、悬点和许用张力有关,总结如下:

  1. 光纤数量;

  2. 光纤类型和光学特性;

  3. OPGW光缆的总外径(mm);

  4. 计算的导体横截面积(mm2);

  5. 计算的线性质量(kg/km);

  6. 额定拉断力(RTS)(KN);

  7. 弹性模量(MPa);

  8. 线膨胀系数(1/℃ *E-6);

  9. 线性直流电阻(欧姆/公里);

  10. 最大允许运行温度范围(℃);

  11. 短路电流容量(I2t)(KA2·S);

  12. 最大允许拉力(MAT)(KN)。


性能优良的OPGW光缆应满足上述要求。 同时,为了充分了解所使用的OPGW光缆的特性,检查其是否真正符合工程要求,还需要进行各种特性实验。


OPGW光缆


(2)OPGW光缆的性能实验:


目前,OPGW光缆有两种广泛使用的国际标准。 一、IEC 1396标准光纤复合架空地线的电气、机械和物理性能要求及实验方法; 另一种是美国电气和电子工程师协会的IEEE 1138标准“电力线用光纤复合架空地线”。 这两个标准各有特点。 为便于比较,将两个标准对OPGW光缆的性能测试要求罗列如下:


从表中可以看出IEC标准非常完备。除了IEC 1396标准对OPGW光缆形成的一般要求外,其他实验还引用了大量相关标准,忠实执行IEC 793对光纤参数的规定,未提供具体数据。因此,可操作性不强,但对OPGW光缆结构要求的描述比较灵活; IEEE 1138标准对OPGW光缆的组成、光缆结构和实验等方面提出了特别详细的规定,也对OPGW光缆的张力、现场验收测试、安装包装等提出了非常详细的要求,因此具有很强的可操作性。但OPGW光缆的结构要求更倾向于光缆中心的光单元结构,实验内容也缺乏雷击实验。


因此,在OPGW光缆的招标设计中,OPGW光缆标准的实施应辅以IEEE 1138标准和IEC 1396标准。 IEEE 1138法规的执行; 光缆出厂检验内容选自例行检验内容。


二、OPGW光缆的结构特点


OPGW的结构包括光纤单元结构和地线单元。


(1)光纤单元及其结构


在正常运行和安装情况下,合理的光纤单元结构应尽量减少光纤纤芯的应力和衰减。 因此,光纤单元结构的设计需要考虑必要的机械保护结构,以防止光纤纤芯被挤压,适当的纤芯多余长度以减少纤芯上的应力,并采取措施实现 达到防潮、耐热的目的。


根据光纤单元结构中纤芯排列的松紧程度不同,可分为缓冲紧套结构和松套结构。


1. 缓冲紧套结构


基本理论依据:紧缓冲光缆的芯束只有拉伸2%才能断裂。 但在实际运行中,裸地线的最大拉伸量只有千分之几,所以光缆纤芯的允许伸长率远大于地线的实际伸长率,纤芯光衰满足 工程要求。 最典型的紧贴结构是一个铝骨架,在纵向上有多个直槽或螺旋槽,用于放置光纤单元。 典型结构如图1所示。


结构特点:OPGW直径小,减少了对线塔施加的风荷载和冰荷载; 为光纤提供保护,增加抗弯能力; 由于金属分离定位槽,具有较高的抗挤压性。 因此,该OPGW抗外载能力强,适用于恶劣条件下的工程。


2. 松套结构


基本理论依据:放置在不同材质的保护管中的光纤纤芯,通过填充物的密度进行调整,或者光纤的余长采用不同的结构形式进行处理; 同时,OPGW中纤芯的实际长度大于地线的应力,因此纤芯可以是自由的,也可以是很小的。 典型结构。


松套管结构OPGW分为中心光纤式、层绞式和松套管框架结构。


中心光纤松套管结构特点:保护光缆纤芯的方法很多,但光缆直径较大,线圈长度较短。


绞合松套管结构特点:外形接近普通地线,易于操作部门接受(目前在广东省使用)。 同时,线圈长度更长,有利于降低光纤连接器的损耗。 质量要求较高,光纤保护手段略少。


松套管骨架结构的特点:抗侧压能力与紧套结构不相上下,但由于结构限制,最多只能容纳48根光纤,不能用于光纤较多的项目中。 纤维(目前很少用于项目)。


以上综合比较了缓冲紧套结构和松套结构的各种结构形式。 应该说,这两种结构各有优缺点。 其综合性能(包括机械强度、电气性能和光学性能)均能满足标准要求,满足实验要求。 使用要求应被认为是合理的。 但是,不同的工程条件的侧重点应该是不同的。 例如工程条件差,外荷载大,道路运输条件差等。 应首先考虑安全问题,因此往往强调OPGW对外力破坏的抵抗能力; 而当工程条件较好时,如果线路长度较大,此时应采用光衰减低的结构(如绞合松套管结构)。