駱軍 羅中平 李龍勤
摘 要：本文描述了松套層絞式ADSS光纜的特點(diǎn)和大跨距ADSS光纜的試驗(yàn)及應(yīng)用。
主題詞：ADSS光纜 試驗(yàn) 應(yīng)用
一、引言
近年來,隨著我國電力部門通信系統(tǒng)的發(fā)展,ADSS光纜開始得到廣泛應(yīng)用。ADSS光纜即全介質(zhì)自承式架空光纜,由于該光纜不含金屬元件,具有很好的抗雷擊、抗電磁干擾性能,特別適合于電力系統(tǒng)進(jìn)行專用網(wǎng)通信。此外,ADSS光纜以其強(qiáng)度高、重量輕、截面小、便于架設(shè)施工等特點(diǎn),也常常被應(yīng)用于需要跨越江河、峽谷等復(fù)雜地形區(qū)域的線路架設(shè)。
二、ADSS光纜的特點(diǎn)
由于ADSS光纜是自承式光纜,因而它在架設(shè)后長期處于受力狀態(tài)。在氣候變化時(shí),還常常會(huì)受到較高的負(fù)載,這就要求ADSS光纜具有極好的抗拉性能。同時(shí),ADSS光纜又是全介質(zhì)光纜,其中沒有金屬構(gòu)件,其主要加強(qiáng)構(gòu)件是價(jià)格昂貴的芳綸絲。為了達(dá)到足夠的拉力并盡量減輕光纜重量,就必須使光纜的拉伸窗口(光纖不受力時(shí)光纜的最大伸長率)足夠大。長飛公司ADSS光纜采用松套層絞式結(jié)構(gòu),該種結(jié)構(gòu)易于做出ADSS光纜所需要的大的光纜拉伸窗口。試驗(yàn)表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之間。
ADSS光纜中的主要加強(qiáng)構(gòu)件是芳綸絲,芳綸絲數(shù)量的多少?zèng)Q定了光纜的抗拉性能,而ADSS光纜所承受的最大允許工作張力取決于光纜的使用跨距及氣候條件(風(fēng)荷、冰荷等)。芳綸絲放線張力的一致性非常重要,若放線張力不一致,會(huì)造成芳綸絲長度不一樣,不能一起受力。這就會(huì)降低光纜的抗拉性能,影響光纜的使用壽命,而解決此問題的關(guān)鍵在于盡可能以相同的張力施放所有芳綸絲。長飛公司ADSS光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,精心選用合適的芳綸絲,運(yùn)用先進(jìn)的進(jìn)口軟件精確計(jì)算在不同使用跨距、弧垂及氣候條件下ADSS光纜中所需芳綸絲的用量,并指導(dǎo)生產(chǎn)。同時(shí),專門從美國引進(jìn)了一條目前國內(nèi)最大的120頭芳綸絲鎧裝生產(chǎn)線,其芳綸絲的放線張力控制單元可以方便地調(diào)節(jié),以保持芳綸絲在運(yùn)行過程中張力的一致性,在光纜中均處于同一初始狀態(tài),有效地保證了光纜的承力特性,最大使用跨距可達(dá)到1300米。
ADSS光纜多架設(shè)于電力線路上。在高壓電場環(huán)境中,處于高壓導(dǎo)線周圍的ADSS光纜與相線、大地間的電容耦合所產(chǎn)生的電勢在光纜表面可能產(chǎn)生電流。當(dāng)光纜表面潮濕時(shí),可能在干燥點(diǎn)和潮濕點(diǎn)之間發(fā)生電弧,引發(fā)的熱量會(huì)侵蝕外護(hù)套導(dǎo)致光纜受損。研究表明,當(dāng)ADSS光纜表面感應(yīng)電勢小于12KV時(shí),可采用普通PE護(hù)套料；若光纜表面感應(yīng)電勢大于12KV時(shí),則必須采用耐電痕護(hù)套料。長飛公司選用的耐電痕護(hù)套料通過在基料中加入特殊添加劑等途徑而具有優(yōu)越的耐電痕性能,同時(shí)在護(hù)層工序中嚴(yán)格控制工藝參數(shù),以保證光纜外護(hù)套的質(zhì)量。試驗(yàn)表明,長飛公司耐電痕ADSS光纜最大工作場強(qiáng)可達(dá)25KV,完全滿足各種電壓等級(jí)的電力線路應(yīng)用要求。同時(shí),長飛公司可根據(jù)不同狀況的電力線路,通過專用軟件計(jì)算出桿塔空間電場分布圖,以便用戶選擇合適的光纜掛點(diǎn)。
三、大跨距ADSS光纜試驗(yàn)結(jié)果
隨著ADSS光纜應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,跨越江河、峽谷等復(fù)雜地形區(qū)域的線路架設(shè)需求增加。鑒于此,長飛公司研制開發(fā)出大跨距ADSS光纜,該光纜采用耐電痕護(hù)套料。有關(guān)參數(shù)如下：
光纜芯數(shù) 12
光纜直徑 17.2mm
光纜重量 253Kg/Km
最大允許工作張力 45KN
斷裂強(qiáng)度 108KN
彈性模量 25.1KN/mm2
線膨脹系數(shù) -0.5×10-6/K
在NESC中載條件下,最大使用跨距可達(dá)到1000米,該光纜在上海電纜研究所進(jìn)行了全面性能試驗(yàn)。結(jié)果表明,完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
四、大跨距ADSS光纜的應(yīng)用
2000年2月,按商務(wù)部合同要求,為浙江省寧波市寧海電信局隔洋塘飛線跨海工程提供ADSS光纜,全長共計(jì)1344米,主跨距為852米。由于線路位于入�？谔�,要求設(shè)計(jì)最大風(fēng)載為12級(jí)；同時(shí)須考慮刮大風(fēng)時(shí),船只能進(jìn)港避風(fēng),因而對(duì)光纜負(fù)載后弧垂有嚴(yán)格要求。
按照工程要求,在滿足使用跨距、弧垂、負(fù)載等條件下,對(duì)該段ADSS光纜結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),以滿足光纜的運(yùn)行使用要求,其主要性能指標(biāo)如下：
光纜芯數(shù) 12
光纜直徑 17.9mm
光纜重量 278Kg/Km
最大允許工作張力 55KN
斷裂強(qiáng)度 140KN
彈性模量 29.6KN/mm2
線膨脹系數(shù) -1.0×10-6/K
在生產(chǎn)過程中,加強(qiáng)對(duì)芳綸絲鎧裝及護(hù)層工序控制,保證芳綸絲絞合均勻,光纜受力一致。最終光纜合格出廠,并架設(shè)成功。2000年8月10日,臺(tái)風(fēng)“杰拉華”在寧波市象山登陸,中心風(fēng)力達(dá)12級(jí),該光纜經(jīng)受了考驗(yàn),光纖無明顯附加衰減。 跨海長距離ADSS光纜施工,國內(nèi)無成熟經(jīng)驗(yàn)借鑒。在施工過程中,須精心組織準(zhǔn)備并應(yīng)注意以下問題：
(1)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T聯(lián)系,掌握施工當(dāng)天氣候條件,避開惡劣氣候。
(2)選用合適牽引繩,避免存在損傷。
(3) 架設(shè)過程中,保持牽引張力恒定,為避免光纜落入海中被海水吸附,其間安排數(shù)艘船只為平臺(tái)以托附光纜。
五、結(jié)論
ADSS光纜的拉伸窗口設(shè)計(jì)非常重要,正確的芳綸絲鎧裝工藝才能保證光纜的拉伸性能。此次跨海ADSS光纜架設(shè)成功,從光纜設(shè)計(jì)、弧垂選定及施工等方面進(jìn)行了有益的嘗試并積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),充分體現(xiàn)了長飛公司ADSS光纜的生產(chǎn)能力。金屬構(gòu)件,其主要加強(qiáng)構(gòu)件是價(jià)格昂貴的芳綸絲。為了達(dá)到足夠的拉力并盡量減輕光纜重量,就必須使光纜的拉伸窗口(光纖不受力時(shí)光纜的最大伸長率)足夠大。長飛公司ADSS光纜采用松套層絞式結(jié)構(gòu),該種結(jié)構(gòu)易于做出ADSS光纜所需要的大的光纜拉伸窗口。試驗(yàn)表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之間。
