电力光缆分几种?
电力特种光缆泛指OPGW（光纤复合地线）、OPPC （光纤复合相线）、MASS （金属自承光缆）、ADSS（全介质自承光缆）、ADL（相/地捆绑光缆）和GWWOP（相/地线缠 绕光缆）等几种。光纤复合地线——OPGW（Optical Ground Wire） 又称地线复合光缆、光纤架空地线等, 是 在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。 它具有两种功能: 一种是作为输电线路的防雷线, 对 输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护;另一种是通过复 合在地线中的光纤来传输信息,OPGW是架空地线和 光缆的复合体, 但并不是它们之间的简单相加。
OPGW光缆要求
⑴对光纤的要求OPGW作为通信干线，对纤芯 的质量要求很高,目前一般采用单模光纤或色散位移光纤。在设计招标时, 应重点考察光纤的芯数、工作波 长、衰减、色散、带宽、弯曲附加衰减、热稳定性及使用 寿命等。同时应要求同一 OPGW厂家给工程提供的光 纤必须来自于同一制造商并属同一技术范畴。
（2）对CPGW［电特性的要求OPGW作为架空地 线, 除满足通信要求外还必须有足够的抗拉强度满足 机械要求及热稳定性要求。其设计须遵循 DL/T5092-1999 “110T00kV架空送电线路设计技术规程”的规 定,还应考虑OPGW的特殊要求。在设计中应具备如 下条件：
①送电线路电气参数,电压、10边0年远景规 划系统容量、单相接地短路电流、线路继电保护切除 时间、沿线的大地电导率分布、线路杆塔的允许荷载。
②气象条件,如最高气温、最低气温、年平均气温、最 大覆冰厚度、最大风速、年雷电日、线路所经地的雷击 概率等。OPGW作为架空地线,其设计气象条件应与 线路气象条件完全一样。
③OPGW的机电要求，结构 应能保证光纤防潮，防挤压,不受损伤;在OPGW承受 70%破断力时,光纤不受拉力;承力部分应由铝合金丝 或铝包钢丝组成, 不得含钢丝; 有良好的耐振性能和 耐雷击性能,运行寿命在30年以上。
OP GW 的选型
- 3.1 OPGW结构形式
OPGW结构形式因生产厂家的不同存在着较大 差异，各种结构又具有各自的特点。OPGW作为信息 传输工具, 其光纤的受力对信号的衰减有很大的影 响。光纤的受力分为侧压力和轴向拉力, 减少侧压力 的方法可采用铝骨架和不锈钢管光单元的结构, 减少 轴向拉力的方法是使光纤保持适当的余长。按照光纤 缓冲结构在运行中是否承受拉力来区分, 可分为松套 结构和紧套结构两大类。紧套结构由于结构紧密, 光 纤活动空间较小（几乎没有余长）,但从光纤的安全角 度考虑, 采用有适当余长的松套结构更为合理。目前 应用较为广泛的松套结构主要有层绞式、骨架式和中 心束管式。现有OPGW各种结构中，以层绞钢管式结 构最为紧凑, 其有效承载面与总截面的比值最大, 在 相同张力情况下它的总截面最小, 风荷载也较小,能有效解决光纤的余长问题和重冰区的抗侧压问题。
- OPGW 的热稳定
根据相关标准的规定, 电气性能（ 以短路电流容 量为主）、机械性能（ 以额定拉断力为主） 和结构尺寸 （ 以外径或横截面积为主） 是光纤复合电线的三大技 术指标。工程中OPGW光缆短路电流容量（I2t）与系统 发生单相接地故障时流过OPGW光缆的电流（I）及保 护动作时间（t）有关,t包括断路器动作时间、保护设备 动作时间、通道时延时间及失灵保护动作时间, OPGW 光缆实际短路电流的准确计算比较复杂, 它与起始温 度及允许最高温度有关。
当输电线路发生短路故障时,通过OPGW的短路 电流较大，时间较长,会使OPGW的温度急剧上升。为 使 OPGW 中 的光纤不至因过热而破坏, 必须要对 OPGW进行热稳定计算，即要根据系统短路电流和保 护动作切除故障时间来计算出线路短路后的地线温 度, 满足低于 OPGW 的最高允许温度的条件, 因此热 稳定容量是选择OPGW的重要参数。由于送电线路故 障持续的时间很短, 热量向外扩散得很少, 因此可以 不考虑散热过程, 而是近似地认为地线上电流产生的 热量全部用于导体的温升。同时由于越靠近进出线两 端, 送电线路单相接地短路电流越大, 在实际工程设 计中,通常在进出线段将OPGW以外的另一根地线采 用电阻小的良导体作为分流线, 以减少送电线路短路 时流过OPGW的返回电流，保护OPGW。另外，也可通 过短距离替换大截面OPGW来解决,同时要充分考虑 与其它电线的匹配、外径限制、电线受风、冰、雷电等 因素的影响以及抗拉强度、铁塔承载力等。由于光纤 单元自身性质的局限, 阻碍了复合电线顺利满足要 求, 实际应用中只能根据具体环境对参数进行调整。
在西安地区的 330kV 泾河变 110kV 线路送出部 分泾河变llOkV高陵变架空送电线路工程中,新建线 路导线采用 LGJ-300/40, 地线一根分段采用 LGJ-70/ 40、GJ-50,另一根采用OPGW光纤复合地线32D。因 330kV泾河变llOkV母线短路电流较大（根据一次系 统要求，近母线段短路电流热容量应大于187.5kA2S,后 段短路电流容量应大于 62.8kA2S）, 考虑地线短路容量 要求,330kV泾河出线段约2km避雷线及复合地线均 采用大截面良导体, 光缆型号为 OPGW- 2Sl/32Bl（92/ 5l- l87.8）, 盘长为 2.2km, 而后段的 OPGW 型号为 OPGW- 2S2/32Bl（49/35- 62.8）,盘厂为 l.8km, 施工中应 保证复合地线弧垂应与同侧地线驰度相同。在高电压 等级变电站的 llOkV 进线应从长远规划短路电流容 量, 慎重考虑是否采用 OPGW, 短距离线路建议全程 采用 ADSS 光缆; 中长距离线路, 则根据不同情况小部 分采用 ADSS, 大部分采用 OPGW。
- OPGW 机械强度校验
OPGW除了满足电气性能的要求外,还必须进行 机械强度校验, 保证其机械特性、抗拉强度和导地线 应力满足规程规定的要求。OPGW的应力、弧垂、荷载 按照架空送电线路的计算方法计算。OPGW的机械强 度通常比普通地线如 GJ- 5O 大, 能满足应力、弧垂的 要求，但由于OPGW中间有光缆单元,其截面积一般 比普通地线大，因此在选取OPGW机械参数时,要重 点验算各种工况下杆塔地线支架的荷载。
- OPGW 金具
OPGW各种金具由厂家配套供应,其中包括悬垂 金具、耐张金具、防振锤、接地线夹、接续盒、余缆架、 抱箍以及引下卡具等。
耐张线夹适用于光缆线路首端杆塔、末端杆塔、 耐张杆塔、转角（或仰角） 大于 25°的杆塔和光缆接续 杆塔。线夹由内预绞丝束、外预绞丝束、连接环、延长 杆、U型挂环、螺栓、垫圈、闭口销、螺母等组成。悬垂线 夹适用于光缆线路转角（仰角） 小于或等于 25°杆塔。 线夹由内预绞丝、外预绞丝、橡胶夹块、铝夹板、铝夹 套、U型挂环、螺栓、垫圈、闭口销、螺母组成。双悬垂线 夹，适用于杆塔转角（或仰角）25°60°、高落差、大跨距 条件下使用。线夹由内预绞丝、外预绞丝、橡胶夹块、 铝夹板、铝夹套、Y型挂板、双联挂板、直角挂板、螺栓、 垫圈、闭口销、螺母等组成。引下线夹由线夹体、并沟 线夹或橡胶夹块、螺栓、螺母等组成, 将首端、末端杆 塔, 接续杆塔上引下的光缆紧固在杆塔上, 避免光缆 晃动。一般可按 l.5~2m 间距设一个。防振锤用于消除 或降低光缆运行时, 因风力产生的振动。接地线夹用 于使光缆接地, 为短路电流提供通路。 接续盒与终端 盒供两头或多头光缆接头用, 应具有良好的气候适应 性, 密封性, 并使光纤有足够的弯曲半径, 保证光纤盘 绕不附加衰耗。余缆架供盘放光缆接头时的富余光缆 用。杆塔紧固夹具适用于各种型号杆塔与光缆金具的 连接。抱箍适用于在杆上固定切线悬垂线夹、引下线 夹、余缆架、接续盒等。
OPGW施工中应注意的事项
⑴光缆到货验收OPGW到货后，除检查缆盘外 表、引出缆头及各种标签是否合格外, 主要是对光纤 的测试。根据到货光纤的折射率与所需波长测试每根纤的长度和损耗, 并保存好数据。
⑵光缆施工施工时应严格按照厂家提供的 OPGW 施 工 说明 书 》 进 行 操 作 , 认 真 核 对 和 清 点 OPGW盘号、金具型号等附件的数量。架设时应注意 光缆的盘号及A、B端,敷设时必须按编号顺序布放, 且前一盘的B端与后一盘的A端相连,不得跳号和错 号。这样可以避免因光纤模场直径不一致而导致光纤 熔接损耗偏大的现象。
OPGW必须采用张力放线,在放线过程中,OPGW 应与地面和 其他障碍物保持一定距离, 注意限制 OPGW 弯曲半径, 以免损坏光缆纤芯, 紧线应采用 厂 家配套提供的紧线器和牵引网套。OPGW的铝包钢部 分和铝合金部分可以采用传统的切割方式进行切割, 但放置光纤的不锈钢管必须用厂家配套提供的专用 器具进行切割, 不得碰伤光纤。除设计确定的接头位 置以外,OPGW在线路中任何地方不允许接头,因此, 除进出接线盒位置的OPGW按施工要求可以进行少 量切割外，其它任何地方不得切割;OPGW的生产厂 家需对OPGW放线、接续后整条OPGW线路的有关 参数负责,因此OPGW放线过程中厂家应派技术人员 对放线及接续的全过程进行技术指导及施工督导。 OPGW施工架设时,要注意对最外层单丝的保护,施 工中如OPGW上的外层铝绞线断股,应采取措施进行 扎牢、修补或更换。
OPGW放线中,应严格控制连续放线。如施工时 因地形、环境、施工条件等限制而需采取连续放缆的 方法, 应在设计联络会议上先请设计部门及供货商确 认, 紧线时要注意铁塔上滑轮的位置, 最好塔上留人, 地面要严格监视OPGW在滑轮与铁塔间的距离,严防 滑轮向铁塔角钢方向倾斜，划伤OPGW的铝绞线。
⑶光缆接续及熔接损耗的测量光缆的接续主要 是光纤的接续, 该工作应由能熟练使用熔接仪并经过 培训的合格人员来完成,并做到使用仪表（OTDR）监 测光纤的熔接损耗, 边接边测。最好从接续点的两个 不同方向向该点测试,取其平均值（ 接续中, 熔接仪上 显示的接续损耗是在理想情况下采用轴心直视法的 物理值, 只能作为参考）。如接头损耗不符合要求时应 重新熔接,直至合格为止，但一般反复次数在3T次 为宜。熔接时要根据光纤类型正确设置熔接参数, 经 常注意保持熔接仪的清洁和防潮处理。一般在熔接 50 次左右就应对电极棒清洗一次。熔接机放电超过一定 次数时要及时更换电极棒。
⑷盘纤、固定及复测光缆进入接头盒出入孔必 ‘&% 光通信技术 2007 年第 1 期 须固定牢固, 以免由于光缆的松动造成光缆受损, 导 致接头损耗过大。光纤应盘在接头盒的光纤托盘内, 半径尽量大, 如果半径过小, 不仅会使接头损耗增加, 也会使该处光纤增加传导损耗。光纤在托盘内应摆放 平整、层次清楚。在盒体密封前应用 OTDR 对盘好的 纤复测一下损耗, 确认正常后再封盒; 否则应查找原 因。铁塔上的接头盒固定好后应在光缆出口处标明 大、小号方向, 以便维护。
⑸引入光缆OPGW进入变电站需要通过光缆接 续盒转换成其它光缆后, 才能敷设到通信机房或主控 室,地线进入龙门架后,在龙门架上接地,OPGW引下 龙门架先进余缆架, 然后进帽式光缆接续盒与普通光 缆熔接转换, 并用专用接地线进行 2 次接地。普通光 缆经余缆架后通过引 下镀锌铁管和直埋镀锌铁管进 电缆沟, 光缆穿强度较大 PVC 管无缝敷设至通信光 配,变电站内需预留30T0m光缆。
结束语
OPGW集机电特性、热稳定和通信光纤的各种要 求于一体，各参数之间相互制约。目前，各种OPGW的 生产厂家由于生产工艺和制造设备的差异, 其产品的 参数各有偏重。今后, 从生产运行方考虑, 应尽快实现 OPGW的标准化和系列化生产,优化产品结构，降低 生产成本, 规范使用 范围, 以提高电力通信系统的可 靠性和安全性。
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