OPGW(架空地线光缆)必须具备架空地线和光缆的所有功能和性能,具有机械、电气和传输的优势。OPGW主要由含缆芯(光纤单元)的光纤和多股金属单线(包括铝包钢线、镀锌钢丝、铝合金线、硬铝线等)组成。到目前为止,有不少于几十种不同类型的结构,但一般来说,有三种主要类型的代表性结构,如图1至图3所示如下所示。
图1所示的结构通常称为铝保护管或铝管结构。 在这种结构中,铝管是导电切割表面的一部分,可以大致分为三种类型:无缝管,焊接管和纵向管。 光纤单元放置在铝管中。 铝管可以是一组松散的纤维管,分层的纤维管,SZ加捻纱或非纱线包裹的纤维束或紧密纤维。 铝管可以填充阻水膏或涂有隔热层。 作为标准结构,通常内部引线为铝包钢线,外部引线为铝合金线。 两层绞合线的方向应相反。 根据规定,最外面的引线是一对。
1.2 铝骨架型
图2所示的结构通常称为框架型或铝框架式结构。铝框架也是导电截面的一部分。座垫框架内有螺旋槽。槽由松纤维管、SZ扭纱的主要包覆纤维束、紧密叠合的纤维或带状纤维组成。作为标准结构,框架外部应配有铝保护管,但也可使用不带铝管的可变形结构。虽然这种变形减少了尺寸和成本,但它牺牲了一些保护。绞合线要求与铝管型要求相同。
1.3钢管型
图3所示的结构通常称为小钢管或不锈钢管结构。纤维被放置在一个密封的不锈钢管中,里面装满一定长度的润滑脂。钢管用内部多股钢丝层代替一根或多根(目前最多三根)单丝,成为标准结构。也可以将装有光纤的不锈钢管放在中心。此时,光纤的额外长度仅取决于管中的额外长度。与标准结构相比,可以容纳在相同直径的不锈钢管中的芯数将减少(如果需要,可以获得类似的应力和应变特性)。绞合线的要求与铝管类型的要求相同。
由于这种结构与传统的架空地线具有最佳的相似性,且易于与相关地线相匹配,因此这种结构自引入以来就受到电力部门的青睐。
2 ADSS光缆的代表结构
ADSS(全绝缘自支撑光缆)电缆是对原有电缆塔的“补充”。因此,ADSS电缆只能尽量适应杆塔原有的线路条件,经过权衡后找到最佳但仍有可能折衷的解决方案。这些条件通常包括系统电压、相序、塔顶形状、气象条件(如风、冰、温度)、塔架强度、垂度和安全距离。ADSS电缆主要由纤芯、增强短纤维(或其他合适的材料)和外护套组成。各种光缆结构可归纳为两种主要的代表性结构,如图4至图5所示。
2.1中心管型
图4所示的结构通常称为梁式或中心管式。将纤维置于填充有一定剩余长度软膏的PBT(或其他合适材料)管中,根据所需的抗拉强度包缠合适的纺纱。目前,有PE和At两种外护套,适用于场强<12kV或以下的场合≤分别为20kV。
2.2层绞型
图5所示的结构通常称为绞合结构。松散的光纤管串在一起的中央加强成员(通常是玻璃钢),然后覆盖一个内护套。根据所需的拉伸强度,缠绕合适的纱线,选择与中心筒相同的外套。与中心管型相比,在层绞合过程中,光纤得到了额外的绞合余长。因此,在中、大跨度需要大量纤芯的情况下,通常首选分层铺层结构。
OPGW和ADSS电缆的技术参数有相应的电气规范。OPGW电缆和ADSS电缆的力学参数相似,只是电气性能不同。
又称极限抗拉强度或断裂强力,是指承载截面强度之和的计算值(ADSS主要计算纺丝纤维)。在破断力试验中,电缆中任何部件的断裂都被判定为断裂。RTS是金具(特别是耐张线夹)配置和安全系数计算的重要参数。
该参数对应于设计气象条件下理论计算总负载时,OPGW或ADSS受到的最大张力。在此张力下,应保证光纤无应变并无附加衰减。通常MAT约为RTS的40%左右。
MAT是弧垂、张力、跨距和安全系数计算控制的重要依据。
又称为年平均运行张力,是OPGW和ADSS在长期运行时受到的平均张力,对应于无风、无冰及年平均气温的气象条件下,理论计算负我时受到的张力。EDS一般为RTS的16%〜25%。
在此张力下,OPGW和ADSS光缆应承受风激振动试验,缆内光纤应非常稳定,所用材料和金具均应无损伤。
有时又被称为特殊运行张力,一般应大于RTS的60%。通常ADSS光缆的受力超过MAT后,光纤开始发生应变并产生附加损耗,而OPGW仍可保持光纤无应变无附加损耗直至应变限量值(与结构有关)。但不管是OPGW还是ADSS光缆,均要求在解除该张力后光纤应保证能回复到初始状态。
指OPGW中所有导电元件在20°C时的并联电阻计算值,在双地线系统中宜尽量与对侧地线接近。ADSS无此参数和要求。
指OPGW在一定(一般指单相对地)短路时间内可以承受的最大电流。在计算时,短路电流时间和起始终止温度的取值对结果有影响,该取值应尽量接近实际工况。ADSS无此歩数和要求。
是指短路电流平方与时间的乘积,即I²t。ADSS无此参数和要求。
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