详细介绍ADSS光缆是什么

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ADSS光缆介绍

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ADSS 光缆

ADSS 光缆,All-dielectric Self-supporting Optical Cable(也称全介质自承式光缆)。  

用一种全介质(无金属)光缆独立地沿输电线路架挂在电力导线内侧(悬挂的位置主要根据悬挂处电场强度、地面距离、施工及维护便利条件等因素决定,目前较多的是架挂在电力导线的下方),用以构成输电线路上的光纤通信网,这种光缆称作ADSS。  

当输电线路已经架设有地线,且剩余寿命还相当长,需要尽快以低安装费用建设光缆系统,同时避免停电作业等前提下,采用ADSS光缆是有很大优势的。

ADSS光缆的代表结构

  目前主要流行两种ADSS光缆。

  1. 中心管式结构:

  光纤以一定的余长置于填充阻水油膏的PBT(或其他合适材料)管中,根据所需要的抗拉强度绕包合适的纺纶纱,再挤制PE(≤12KV电场强度)或AT(≤20KV电场强度)护套。

  中心管结构易于获得小直径,冰风负载较小;重量也相对较轻,但光纤余长有限制。

  2. 层绞式结构:

层绞式ADSS光缆

光纤松套管的制作过程如下:首先,在中心加强件(通常为FRP)上按一定的节距绕制光纤松套管。然后,通过挤制内护套(在小张力和小跨距的情况下可以省略),形成最内层的保护层。接下来,根据所需的抗拉强度,绕包适当的纺纶纱,并再次挤制PE或AT护套。在缆芯内部,可以填充油膏来提供额外的保护。

然而,在ADSS光缆的较大跨距和较大弧垂条件下,由于油膏的阻力较小,缆芯可能会发生滑动,导致光纤松套管的节距发生变化。为了克服这个问题,需要采用适当的方法将松套管固定在中心加强件上,并使用干式缆芯。这样可以提高光缆的稳定性,但同时也增加了一定的工艺难度。

层绞结构的光缆可以获得较大的安全光纤余长。尽管其直径和重量相对较大,但在中大跨距应用中具有一定的优势。这种结构可以提供更好的拉伸性能和耐力,适用于需要跨越较长距离的应用场景。

总之,通过合适的制造工艺和结构设计,可以确保光纤松套管的稳定性和光缆的可靠性,满足不同应用需求。

ADSS光缆的特性

1.ADSS光缆的结构特点

目前生产的ADSS光缆可以从结构上分为两类:层绞式和中心束管式。

层绞式光缆具有以下特点:内部含有加强芯(通常为FRP),因此相对于束管式光缆而言稍重;适用于高压环境下的应用场景。根据电场强度的不同,层绞式光缆又可以分为AT护套耐电蚀型和PE护套标准型。

层绞式光缆的优点在于其结构中的加强芯能够提供更好的拉伸性能和耐力,适用于需要跨越较长距离的应用场景。而根据电场强度的要求,可以选择不同类型的护套,以满足特定环境下的耐电蚀性能。

另一种结构是中心束管式光缆,在前面的回答中已经提到过。

综上所述,ADSS光缆在结构上可分为层绞式和中心束管式两类,而层绞式光缆又可根据电场强度分为AT护套耐电蚀型和PE护套标准型。选择适合的光缆结构和护套类型可以根据具体应用需求和环境条件来确定。

ADSS光缆的特点如下:

  • 专为电力系统设计,是一种全绝缘介质的自承式架空光缆,它的结构中不含任何金属材料;
  • 全绝缘结构和较高的耐压指标,有利于在带电运行的架空电力线路上架设施工,不影响线路运行;
  • 采用抗拉强度高的防纶材料即能承受较强张力,满足架空电力线路的大跨距要求,又可防止鸟啄和人为的枪击;
  • ADSS光缆的热膨胀系数较小,在温度变化很大时,光缆线路的弧度变化很小,且其重量轻,它的履冰和风荷也较小。
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ADSS光缆-芳纶纱

ADSS光缆具有与架空导线不同的结构特点。它的拉伸强度主要由芳纶绳承受,而芳纶绳的弹性模量比钢小一半多,热膨胀系数也是钢的几分之一。这些特性使得ADSS光缆对外界负载变化相对敏感。

在覆冰状态下,ADSS光缆的伸长量可达到0.6%。相比之下,导线的伸长量仅为0.1%。这意味着ADSS光缆在覆冰条件下更容易受到拉伸。

另外,ADSS光缆的弧垂对温度变化相对迟钝,即在温度变化时,弧垂基本保持不变。这与导线有所不同,导线的弧垂会随着温度的变化而发生相应的调整。

在大风条件下,ADSS光缆的风偏角较大。当风速达到30m/s时,ADSS光缆的风偏角可达80°,而导线的风偏角仅为光缆的一半左右。这意味着ADSS光缆在强风环境下更容易发生偏移。

综上所述,ADSS光缆与架空导线相比具有不同的结构特点。它对于覆冰、温度变化和大风等外界因素的响应有一些独特的性质,需要在设计和安装过程中予以考虑。

另外:

  • 耐受极端恶劣气候(大风、覆冰等)的能力较强。
  • ADSS光缆外护层为AT或PE材料,运行于强电场中,存在电蚀问题。
  • ADSS光缆会发生风振动。平滑稳定的横向风吹向光缆,会发生风振动,会在挂点处发生疲劳损坏。
  • ADSS光缆具有一定的抗压力,能承受耐张线夹较大的握力。

2.ADSS光缆的使用寿命

  ADSS光缆架设在高压输电线路上,其一般寿命在25年以上,而影响其寿命的因素很多,主要的因素有:

  • 杆塔附近的高压感应电场梯度变化较大?高压感应电场对光缆有强烈的电腐蚀?一般35KV及以下架空电力线路用PE型,110KV及以上线路用AT型;
  • 对双回路的杆塔,由于线路的一回路停电或线路改造,在选择挂点时要加以考虑;
  • 线路经过有盐雾酸气的工作地带时,化学物质会腐蚀光缆外皮,其耐电保护套受损,易受到电弧的伤害;
  • 施工不当造成外皮伤害或磨损等,在长期的高压电场中运行,其表面易腐蚀,而外护套平整光滑的光缆能有效地减少电腐蚀而延长寿命。

3.光缆挂点的选择原则

光缆挂点的选择原则

  根据对各种杆塔电场强度的计算结果,满足电场强度要求的挂点可分为高、中、低挂点3种方式。

  • 高挂点一般施工难度大,运行管理不方便;
  • 低挂点在对地安全距离方面存在一些问题,且易发生盗窃事件;
  • 一般在信息网工程中采用中挂点方式。

比如:110KV线路耐张杆,门型杆,双回路铁塔,钢管单杆,水泥单杆等,光缆可挂在第一层横担下300~500mm间的位置。

在ADSS光缆的设计过程中,高压感应电场的大小是根据电力设计院的初步设计进行核算的。光缆生产厂家会根据初步设计提供的杆塔型号、电场强度要求以及施工难易程度等信息,确定光缆的挂点位置。

通过专门的应用软件,在提供杆塔的相线坐标、相线线径、地线类型、线路电压等参数的基础上,可以生成感应电场分布图。这些软件能够按照既定的坐标系计算和展示电场的分布情况。因此,在初步设计阶段,线路资料的详尽和可靠性对整个工程的质量是至关重要的,它们是确保光缆设计满足要求的保障。

准确的线路资料和详细的设计参数能够帮助光缆生产厂家进行感应电场的计算和挂点位置的确定,从而确保光缆在电场环境中的正常运行和安全性。

  • 光缆应悬挂在电场强度较小的位置,即AT型护套≤20KVmPE型护套≤20KVm;
  • 光缆在水平和垂直方向上的投影不应与导线和地线出现交叉,以免在风偏和摆动时产生鞭击;
  • 光缆不应与杆塔产生摩擦和碰撞;
  • 光缆必须保持与居民区、铁路、公路、通信线路和其他电力线路的安全距离;
  • 悬挂光缆的金具必须装在杆塔可承受侧向拉力的塔材上,使杆塔受力最小;

5.ADSS光缆的配盘

光缆的配盘是光缆定货施工中的重要问题.当采用的线路及状况明确后,就要考虑光缆的配盘。

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ADSS光缆的配盘

影响配盘的因素有:

  • 由于ADSS光缆不象普通光缆可任意接续(因为光纤的纤芯不能受力),必须在线路的耐张 杆塔上进行,又由于野外接续点条件较差,因此每盘光缆的盘长尽量控制在3~5Km.盘长太长施工不 便;太短则接续的次数较多,通路的衰耗大,影响光缆的传输质量。
  • 除输电线路的长度是光缆盘长的主要依据外,还应考虑杆塔之间的自然条件,如牵引机行进是 否方便,张力机是否可以摆放等。
  • 由于线路设计的误差,光缆的配盘可使用如下的经验公式: 光缆盘长=输电线路长×系数+施工考虑长度+熔接用的长度+线路误差; 通常"系数"包括线路弧垂,杆塔上过引长度等,施工考虑的长度为施工中的牵引所用长度。
  • ADSS光缆挂点距地最低一般不小于7m,在确定配盘时,要简化档距差,以便减少光缆的 种类,即可减少备品备件的数量(如配置的各种悬挂金具等),又方便施工。

ADSS光缆施工的基本要求

  • ADSS光缆的施工通常是在带电的线路杆塔上进行,施工中必须使用绝缘无极绳索,绝缘安 全带,绝缘工具,风力应不大于5级,必须保持与不同电压等级线路的安全距离,即35KV大于1.0 m,110KV大于1.5m,220KV大于3.0m的安全距离;
  • 由于光纤纤芯极易脆断,施工中张力和侧压力不能过大;(3)施工中光缆不能与地面,房屋,杆塔,缆盘边沿等其他物体发生摩擦和碰撞;
  • 光缆的弯曲是有限的,一般运行的弯曲半径≥D,D为光缆的直径,施工时弯曲半径≥ 30 D;
  • 光缆受到扭曲将损坏,严禁纵向扭曲;
  • 光缆纤芯受潮和进水易断裂,施工时光缆端部必须用防水胶带密封;
  • 光缆的外径是与代表档距相配套的,施工中不得随意调盘,同时金具又与光缆外径相对应,也 严禁乱用;
  • 每盘光缆施工完成后,通常预留有足够长余缆,以便在杆塔处悬挂和熔接,在变电站安装光纤 配线架。

关于弧垂张力表

ADSS光缆的弧垂张力表是反映其空气动力性能的重要数据资料,对于提高工程质量至关重要。通常光缆厂家会提供三种恒定条件下的弧垂张力表,分别是安装弧垂恒定(按照档距的固定百分比确定)、安装张力恒定和负荷张力恒定。这些张力表从不同角度描述了ADSS光缆的弧垂张力特性。

需要注意的是,弧垂张力表中的档距是实际档距,准确来说是孤立档的实际档距,即耐张段只有一段时的档距。在实际工程中,首先需要确定耐张段的代表档距,然后从弧垂张力表中找到与该代表档距数值相同或相近的弧垂和张力数据。此时的弧垂通常是复合弧垂,可以通过考虑风偏角来计算水平弧垂和垂直弧垂,从而得到实际数据。

在控制条件中,风荷控制与ADSS光缆的机械性能相关。通常在大档距(600m以上)和大风速(30 m/s以上)的情况下,ADSS光缆的重量较轻,风偏角较大,容易发生伸长现象。这可能导致ADSS光缆与导线发生碰撞。

尽管设计计算较为复杂,但在小档距的情况下,例如代表档距小于100m时,通常取架线弧垂为0.5m。当代表档距在100m至120m之间时,架线弧垂通常为0.7m。ADSS光缆的最低弧垂点不应低于导线的最低弧垂点。在实际施工中,通常选择耐张杆连续档中的中间档或接近中间档的较大档距作为观测档。例如,在7至15档的情况下,应在两端各选取2个观测档。常见的观测方法包括等长法和异长法观测弧垂,也可以使用张力测量法观测弧垂。

总而言之,ADSS光缆工程设计和施工是一项复杂的系统工程,涉及到机械、电气、气象条件以及施工人员的素质等多

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