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OPGW光缆与ADSS光缆性能比较

电力光缆分类:

在架空输电线路上使用的光缆,按所用材料可分为金属光缆和介质光缆两大类;按敷设形式可分为电力线复用型、杆塔添加型和电力线附加型三大类;按“高压电力线路用架空光缆” (IEC60794—4— 1)又可分为光纤复合架空地线(Optical FiberComposite Ground Wire——— OPGW)、光纤复合相线(Optical FiberComposition Phase Conductor——— OPPC)、金属自承光缆(Metal Aerial Self-Supporting——— MASS)、全介质自承式光缆(All Dielectric Self-Sup-porting Cable——— ADSS)、捆绑光缆(All Dielectri cLashed Cable——— ADL)、地线缠绕光缆(Ground Wire Wrapped Optical Cable——— GWWOP)等6种。

ADSS型电力光缆

ADSS型光缆按结构分可分为中心束管型光 缆和层胶束管型光缆两种。

ADSS光缆

中心束管型的光缆(图1),光纤以一定的余 长置于填充油膏的PBT(或其它合适的材料)管 中,根据所需的抗拉强度绕包合适的芳纶纱,外 护套根据耐电场强度划分可以分为AT护套耐电 腐蚀型(具有抗电痕作用的护套,110 kV及以上的 用)和PE131护套标准型(聚乙烯护套,35 kV及以 下用)。层绞束管型的光缆(图2)的外部结构类 似中心束管型的光缆。不同的是层绞束管型光缆 内有加强芯,比中心束管式略重,分为多束的小 型束管均匀的围绕加强芯外侧。在实际的运用 中,我国电力网络除了少数运行情况很好、配套 设备优良的线路选用中心束管型光缆,一般都采 用层胶束管型光缆。

  • 1.1.1 ADSS型光缆的主要性能

1)机械性能。由于光缆使用环境在高空,必 须具有抗强风力等恶劣条件性能,才能确保安全 可靠地运行。光纤本身并不具有很好的抗拉伸强 度,ADSS型光纤电缆的设计充分的利用了光纤 的绞合余长,将光纤和芳纶绞合缠绕。在受到外 力作用的时候,利用芳纶本身良好的机械性能, 保护了留有余长的光纤,从而实现了电缆中光纤 的零张力设计可以说,ADSS型电力光缆的机 械性能不取决于光纤部分,而取决于绞合的芳纶 部分。

2)电气性能。运行中的光缆必须要能承受 空间中的强电场、电位差、击穿电流等情况,出 现事故时将产生大量的热,融化外护套,严重的 甚至会导致断缆,给电力系统的可靠运行带来严 重破坏。但不同的电压等级的电网中,运行空间 里的电场强度,电位差又有很大的区别。由于运 行环境的特殊性,在设计ADSS型光缆时必须充 分的考虑到光缆的电气性能,才能确保其安全可 靠。然而,一味选用最优质的抗电痕的保护套, 会增大建设初期的投资费用|6|o而盲目降低成 本,又不能确保运行的高效性和实用性。所以在 实际的设计施工中,施工设计人员一般会根据不 同的电压等级、运行环境等因素,选用合适型号 的外护套,确保安全而又经济的运行方案。

OPGW型电力光缆

  • OPGW型光缆的主要性能

1) 机械性能。类似于ADSS型光缆,OPGW 型电缆同样也采用了绞合技术,以提高其机械性 能。由于OPGW型电缆同时替代了地线的作用, 必须尽可能地和另外的一条地线保持一致。为 此,OPGW型电缆一般采用光纤和金属进行绞 合,既保证了其传信号的功能,也保证了其地线 的作用1151

2) 电气性能。OPGW的电气性能主要表现 在抗雷击能力和耐高温能力。雷击损伤为OPGW 型电力光缆运行中的突出问题,要提高其抗雷击 能力就需提高其导电能力,而提高导电能力又和 其张力等机械强度要求存在矛盾。而当电力网络 中发生单相接地故障时,OPGW上会通过很大的 短路电流,从而引起温度的快速上升,会影响其 正常运行,也会对保护套造成严重的损伤。在设 计初期,若对短路电流的计算值估测偏大,对热 效应估算偏大,会导致选用的光缆型号偏高。这 样会使得材料费用过高,同时增大了杆塔的承受 力度。反之,若计算估测的电流值偏低,其安全 稳定运行将得不到保证l16loOPGW型光缆的适用特点 OPGW型电力 光缆能在各电压等级的输电网络中广泛运用,和 其优质的信号传输,抗电磁干扰等特点密不可 分,其使用特点有:

①具有传输信号损耗小、通信质量高的优势

②具有抗电磁干扰的特点, 可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架 挂位置和电磁腐蚀等问题

③适用于多种电 压等级的输电线路,相对而言,运行年限更长

④与电力网络中的地线同为一体,避免 了重复建设和维护的巨大费用。⑤安全性好,不 易被盗割,也不易遭到破坏性枪击

 ADSS/OPGW型电力光缆运行中暴露 的问题及对策

由于运行环境的特殊性,ADSS电力光缆在 与高压电线及其与大地之间的电容耦合时会在电 力光缆表面产生空间电位差,特别是在雨雪、烈 日、冰霜等恶劣气象环境及尘垢影响下,会使电 力光缆表面的护套受到灼伤并形成电痕M,电痕 的形成会加速电力光缆护套的老化与损伤;并 且由于高海拔盐雾地区的空气杂质颗粒物等因 素,护套腐蚀问题突出;电力光缆实际运行中另 外一个重要问题是短路电流引起的事故将产生大 量的热,融化外护套,严重的甚至会导致断缆, 给电力系统的可靠运行带来严重破坏,此外对于 OPGW电力光缆,雷击问题已经成为影响安全性 能的重要因素l22lo因此开发高性能的护套料及不 断优化护套表面结构从而避免电力光缆损伤是极 为重要的发展方向