中油遼河工程有限公司 穆乃剛
遼河油田電力通信網(wǎng)現(xiàn)有的通信方式主要為電力載波，隨著設(shè)備的老化，通信可靠性逐步降低，因此建立安全、穩(wěn)定、可靠的通信已被提上議事日程。光纖通信技術(shù)具有傳輸質(zhì)量高、信道帶寬大、防電磁干擾、保密性強等優(yōu)點，能夠滿足電力通信網(wǎng)各種業(yè)務(wù)的需求，因此遼河油田供電公司決定將原來的載波通信方式改建為光纖通信方式，在對油田歡工區(qū)電力通信網(wǎng)的改造中采用了與原66kV電力線路同塔架設(shè)全介質(zhì)自承式ADSS（AllDielectricSelf Supporting）光纜的方案，本文將對ADSS光纜應(yīng)用過程中的幾個關(guān)鍵問題進行介紹。
一、纜芯結(jié)構(gòu)的選型
ADSS光纜從纜芯結(jié)構(gòu)上主要分為中心管式結(jié)構(gòu)和層絞式結(jié)構(gòu)，中心管式結(jié)構(gòu)的光纖以一定的余長置于松套管內(nèi)，松套管一般采用PBT或其它高聚物，然后根據(jù)所需要的抗拉強度繞包合適的芳綸紗束，再擠制PE或AT材料作為外護套；層絞式結(jié)構(gòu)的光纖同樣以一定的余長置于松套管內(nèi)，光纖松套管以一定的節(jié)距繞制在非金屬加強件（一般為FRP）上，再擠制內(nèi)墊層，然后根據(jù)所需要的抗拉強度繞包合適的芳綸紗束，再擠制PE或AT材料作為外護套。
中心管式光纜具有外徑小、重量輕的優(yōu)點，但光纖余長較小，同時光纜的彎曲性能稍差，而層絞式光纜除了在光纖套塑時可輸入余長外，由于松套管層絞著中心加強件，因此在光纜伸長時還可產(chǎn)生二次余長，因此盡管層絞式光纜稍貴于中心管式光纜，我們?nèi)圆捎昧藢咏g式光纜。
二、光纜掛點的確定及外護套的選用
由于帶電導線和大地之間的電容耦合使光纜處于一個不均勻電場中，光纜表面的污層在不均勻電場中會產(chǎn)生泄漏電流，在電流密度最大且污層最薄的地方，水分迅速蒸發(fā)、變干，電阻增大，大部分電壓降落在該部分，結(jié)果這部分將出現(xiàn)放電電弧，使光纜外護套燒傷、炭化，進而損壞光纖。
在光纜靠近電力塔的連接處，電場強度分布變化最大，又由于重力和弧垂的作用，使該處污層分布最不均勻，因此是最容易發(fā)生電腐蝕的部位，實驗證明若光纜所處空間電位不大于12kV，可選用黑色聚乙烯（PE）護套，若空間電位大于12kV，則須用耐電痕（AT）黑色聚烯烴護套，因此合理的光纜掛點可以避免光纜受更強的電腐蝕，光纜掛點的確定應(yīng)遵循以下三個原則。
（1）最小的近地距離應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求，如表一所示。（2）光纜與相線間的距離必須保證相線與光纜在任何惡劣條件下不產(chǎn)生放電現(xiàn)象。（3）掛點所處的空間電位較小。
我們通過輸電線路電場計算軟件對電力塔處空間各點的電場強度進行計算可知，66kV電力線路鐵塔處的空間電位，在每根相線處電場強度較強，在相線的對稱中心處電場強度較低，一般離開相線1.5m，電場強度即有較大的衰減。由于歡工區(qū)66kV電力線路跨越6kV電力線路區(qū)域較多，掛在電力塔下線擔以下很難滿足交越距離要求，再加上每個66kV變電所均為雙電源供電，可以停電施工，因此確定的光纜掛點如圖1所示。
圖1光纜掛點示意圖
對照場強分布圖可知，光纜所處的空間電位不大于12kV，所以選用黑色聚乙烯（PE）作護套料
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三、光纜主要機械參數(shù)及架線弧垂表的計算
由于ADSS光纜架設(shè)方式為自承式，其承力元件為光纜中的芳綸紗束，在本次項目中架設(shè)的檔距一般為200m，不同于以往普通光纜的吊線掛鉤架線方式，必須對光纜的機械參數(shù)做準確的計算，以保證其安全、可靠的運行，ADSS光纜的機械參數(shù)主要為光纜年平均運行張力（EDS）、最大允許使用張力（MAT）、額定拉斷力（RTS）和極限運行張力（UOS），其定義和計算分別如下所述。
（1）年平均運行張力（EDS）是在無風、無冰和年平均氣溫的氣象條件下，耐張段內(nèi)光纜所受的張力。在給定的EDS下，按規(guī)范進行振動試驗，光纜外護套應(yīng)無損傷，光纖衰耗的變化應(yīng)在控制指標內(nèi)。
（2）最大允許使用張力（MAT）是在滿足光纜中光纖應(yīng)變和附加衰減的條件下，光纜所能承受的最大張力。當光纜在被拉伸到MAT值時，纜內(nèi)的光纖開始伸長（光纖不受力纜型）或光纖開始達到預(yù)定受力限度值（光纖受力纜型）。
（3）額定拉斷力（RTS）是ADSS光纜的保證抗拉指標，即拉伸試驗時必須達到或超過該標稱值，其值為承力元件截面與其最小抗拉強度的乘積乘以系數(shù)q，q值由制造商提供。
由公式RTS＝k×MAT可得光纜的額定拉斷力，k為光纜的安全系數(shù)，一般取值為2.5。
（4）極限運行張力（UOS）是在運行中光纜所能承受的極限張力，即當光纖的余長釋放完，張力超過MAT后的一定范圍內(nèi)，光纖開始受力，附加衰減開始增加，但在張力解除后，光纜仍可恢復到初始狀態(tài)，該范圍的最大控制值就是UOS，它意味著光纜可短時過載使用，如當偶然遭遇超過設(shè)計條件的大風或覆冰以后，光纜仍可恢復正常運行且不影響使用壽命，一般UOS應(yīng)大于60%RTS。
架線弧垂表是ADSS光纜施工中不可缺少的資料，它提供了所選型的光纜在不同的氣溫和不同的檔距下所要求的弧垂，在計算時先確定在某一溫度下，耐張段光纜的代表檔距和代表弧垂，然后依據(jù)公式σ=GL2/(8F)，σ為耐張段光纜的代表應(yīng)力，G為此溫度條件下光纜的比載，∵σ和G均為定值，∴以檔距的平方比關(guān)系即可換算出此溫度條件下觀測檔距的弧垂。
四、光纜盤長的配制
ADSS光纜盤長的配制依據(jù)已建的66kV電力線路明細表，光纜的接續(xù)點選在交通便利的耐張塔上，同時考慮到自然坡度、接頭預(yù)留、設(shè)備預(yù)留、牽引頭、弧垂、抽檢長度等因素，光纜盤長等于每盤光纜的標稱長度增加預(yù)留系數(shù)和光纜接頭長度，用公式表示如下：
L=L1(1+f) + L2 + L3 +30 (m)，L為光纜的盤長（m），L1為光纜的標稱長度（m），即線路平面圖中的水平距離；L2為始端鐵塔的呼稱高（m）；L3為終端鐵塔的呼稱高 (m)；f預(yù)留系數(shù),我們?nèi)?.04，為了運輸和施工的方便，結(jié)合ADSS光纜的生產(chǎn)工藝，ADSS光纜的盤長應(yīng)該控制在2-4km。
五、安裝金具的選配
ADSS光纜架設(shè)在電力塔上須由ADSS光纜專用安裝金具來完成，不同鐵塔、不同跨距、不同外徑的光纜所用金具各不相同，如果金具選擇不當，可能會出現(xiàn)光纜松滑或者斷纖等嚴重事故。ADSS光纜的安裝金具包括緊固夾具、耐張線夾、懸垂線夾、引下線夾、螺旋減振器和余纜架，分別表述如下：
緊固夾具用于耐張線夾、懸垂線夾、余纜架和光纜接續(xù)盒與鐵塔的連接，其主要技術(shù)參數(shù)為破壞荷載（kN）和光纜掛點位置電力塔主材的尺寸，其配置方式為與耐張線夾、懸垂線夾、余纜架和光纜接續(xù)盒一一對應(yīng)使用。
耐張線夾用于終端鐵塔和線路中間耐張鐵塔上，它能均勻的分配徑向壓力，并傳遞軸向拉力，在保證不損傷光纜的前提下提供安全可靠的握緊力，其主要技術(shù)參數(shù)為線夾破斷力（kN）和纜徑范圍（mm），基本配置為終端鐵塔上1套，線路中間耐張鐵塔上2套。
懸垂線夾主要用于直線鐵塔上，是將ADSS光纜懸掛在鐵塔上的連接金具，用來保護光纜在架設(shè)和運行過程中不受損傷，其主要技術(shù)參數(shù)為線夾破斷力（kN）和纜徑（mm），基本配置為每基直線鐵塔上1套。
引下線夾是將從鐵塔上引下的光纜固定到鐵塔上，阻止其晃動以避免磨損光纜表面，主要用于光纜線路的終端鐵塔及接續(xù)鐵塔處，其主要技術(shù)參數(shù)為纜徑（mm），一般每1.5m配1套。
螺旋減振器是一個干涉型減振裝置，利用其減振部分對風力振動產(chǎn)生阻尼作用，消耗光纜運行時在風的作用下產(chǎn)生的振動能量，防止金具和光纜因振動產(chǎn)生的破壞，其主要技術(shù)參數(shù)為螺旋減振器握力（kN）和纜徑范圍（mm），其配置根據(jù)光纜線路檔距大小來確定，一般100m以下檔距不用，100m～300m檔距每端1根。余纜架是用來盤放鐵塔上富余的光纜，其主要技術(shù)參數(shù)為余纜架的直徑（mm），通常與光纜接續(xù)盒配套使用，每設(shè)置1個接續(xù)盒，配1個余纜架。
目前遼河油田66kV變電所將逐步向無人值守方向發(fā)展，今后在66kV變電所采用遠程圖像監(jiān)控技術(shù)將成為必然趨勢，它對電力通信網(wǎng)的通信信道提出了更高的要求，電力通信網(wǎng)將由載波通信逐步向光通信方式過渡，而ADSS光纜是順應(yīng)電力系統(tǒng)的要求而發(fā)展起來的一種非金屬型特種光纜，它可以與現(xiàn)有的電力塔同塔架設(shè)，大大降低工程造價，并縮短施工周期，可以預(yù)計ADSS光纜在遼河油田電力通信網(wǎng)中將有廣泛的應(yīng)用前景。
