駱軍 羅中平 李龍勤
摘 要：本文描述了松套層絞式ADSS光纜的特點和大跨距ADSS光纜的試驗及應用。
主題詞：ADSS光纜 試驗 應用
一、引言
近年來,隨著我國電力部門通信系統的發展,ADSS光纜開始得到廣泛應用。ADSS光纜即全介質自承式架空光纜,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進行專用網通信。此外,ADSS光纜以其強度高、重量輕、截面小、便于架設施工等特點,也常常被應用于需要跨越江河、峽谷等復雜地形區域的線路架設。
二、ADSS光纜的特點
由于ADSS光纜是自承式光纜,因而它在架設后長期處于受力狀態。在氣候變化時,還常常會受到較高的負載,這就要求ADSS光纜具有極好的抗拉性能。同時,ADSS光纜又是全介質光纜,其中沒有金屬構件,其主要加強構件是價格昂貴的芳綸絲。為了達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構,該種結構易于做出ADSS光纜所需要的大的光纜拉伸窗口。試驗表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之間。
ADSS光纜中的主要加強構件是芳綸絲,芳綸絲數量的多少決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,會造成芳綸絲長度不一樣,不能一起受力。這就會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光纜結構設計中,精心選用合適的芳綸絲,運用先進的進口軟件精確計算在不同使用跨距、弧垂及氣候條件下ADSS光纜中所需芳綸絲的用量,并指導生產。同時,專門從美國引進了一條目前國內最大的120頭芳綸絲鎧裝生產線,其芳綸絲的放線張力控制單元可以方便地調節,以保持芳綸絲在運行過程中張力的一致性,在光纜中均處于同一初始狀態,有效地保證了光纜的承力特性,最大使用跨距可達到1300米。
ADSS光纜多架設于電力線路上。在高壓電場環境中,處于高壓導線周圍的ADSS光纜與相線、大地間的電容耦合所產生的電勢在光纜表面可能產生電流。當光纜表面潮濕時,可能在干燥點和潮濕點之間發生電弧,引發的熱量會侵蝕外護套導致光纜受損。研究表明,當ADSS光纜表面感應電勢小于12KV時,可采用普通PE護套料；若光纜表面感應電勢大于12KV時,則必須采用耐電痕護套料。長飛公司選用的耐電痕護套料通過在基料中加入特殊添加劑等途徑而具有優越的耐電痕性能,同時在護層工序中嚴格控制工藝參數,以保證光纜外護套的質量。試驗表明,長飛公司耐電痕ADSS光纜最大工作場強可達25KV,完全滿足各種電壓等級的電力線路應用要求。同時,長飛公司可根據不同狀況的電力線路,通過專用軟件計算出桿塔空間電場分布圖,以便用戶選擇合適的光纜掛點。
三、大跨距ADSS光纜試驗結果
隨著ADSS光纜應用范圍的不斷擴大,跨越江河、峽谷等復雜地形區域的線路架設需求增加。鑒于此,長飛公司研制開發出大跨距ADSS光纜,該光纜采用耐電痕護套料。有關參數如下：
光纜芯數 12
光纜直徑 17.2mm
光纜重量 253Kg/Km
最大允許工作張力 45KN
斷裂強度 108KN
彈性模量 25.1KN/mm2
線膨脹系數 -0.5×10-6/K
在NESC中載條件下,最大使用跨距可達到1000米,該光纜在上海電纜研究所進行了全面性能試驗。結果表明,完全符合標準要求。
四、大跨距ADSS光纜的應用
2000年2月,按商務部合同要求,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1344米,主跨距為852米。由于線路位于入�？谔�,要求設計最大風載為12級；同時須考慮刮大風時,船只能進港避風,因而對光纜負載后弧垂有嚴格要求。
按照工程要求,在滿足使用跨距、弧垂、負載等條件下,對該段ADSS光纜結構進行設計,以滿足光纜的運行使用要求,其主要性能指標如下：
光纜芯數 12
光纜直徑 17.9mm
光纜重量 278Kg/Km
最大允許工作張力 55KN
斷裂強度 140KN
彈性模量 29.6KN/mm2
線膨脹系數 -1.0×10-6/K
在生產過程中,加強對芳綸絲鎧裝及護層工序控制,保證芳綸絲絞合均勻,光纜受力一致。最終光纜合格出廠,并架設成功。2000年8月10日,臺風“杰拉華”在寧波市象山登陸,中心風力達12級,該光纜經受了考驗,光纖無明顯附加衰減。 跨海長距離ADSS光纜施工,國內無成熟經驗借鑒。在施工過程中,須精心組織準備并應注意以下問題：
(1)與當地氣象部門聯系,掌握施工當天氣候條件,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,其間安排數艘船只為平臺以托附光纜。
五、結論
ADSS光纜的拉伸窗口設計非常重要,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光纜架設成功,從光纜設計、弧垂選定及施工等方面進行了有益的嘗試并積累了豐富的經驗,充分體現了長飛公司ADSS光纜的生產能力。金屬構件,其主要加強構件是價格昂貴的芳綸絲。為了達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構,該種結構易于做出ADSS光纜所需要的大的光纜拉伸窗口。試驗表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之間。
