ADSS光纜設(shè)計(jì)、制造、施工問題綜述摘 要：ADSS光纜是一種設(shè)計(jì)要求嚴(yán)、制造技術(shù)難度大的產(chǎn)品，其主要問題有設(shè)計(jì)、制造和安裝等。ADSS光纜由于其可以利用現(xiàn)有的桿塔資源，已被電力系統(tǒng)、聯(lián)通公司廣泛采用。由于ADSS光纜與普通光纜相比，有一系列的技術(shù)問題，這些技術(shù)問題有三個(gè)方面：即抗張?jiān)c光纖余長(zhǎng)設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)及安裝施工技術(shù)。1、ADSS光纜設(shè)計(jì)問題目前ADSS光纜抗拉力設(shè)計(jì)應(yīng)分兩種情況：第一種是光纜敷設(shè)的地理環(huán)境條件對(duì)垂直度無(wú)嚴(yán)格要求的情況。這種地理?xiàng)l件一般在丘陵、山區(qū)或桿塔足夠高的平原地區(qū)。對(duì)這一地區(qū)敷設(shè)的ADSS光纜，一般按照ADSS光纜初始安裝垂度、氣象條件(覆冰厚度、風(fēng)速、氣溫等)、光纜的物理參數(shù)(外徑、自重、線脹系數(shù)、楊氏模量等)算出光纜在最惡劣的氣象條件下的最大工作張力與弧垂。而對(duì)安裝的垂度，覆冰后的垂直度未作嚴(yán)格的要求。ADSS物理性能詳見表1、表2、表3。弧垂設(shè)計(jì)要求：在最高安裝溫度的條件下，對(duì)于垂直弧垂，垂度1%；表格中張力采用單位“N”，荷載采用單位N/m，垂度采用%實(shí)際弧垂(m)：垂度(%)/代表檔距(m)*安裝檔距(m)*實(shí)際檔距(m)/100；若代表檔中前有“*”，則表示光纜不適合該代表檔距。表1 ADSS物理性能表名稱符號(hào)數(shù)據(jù)綜合截面積S141.026mmmm外徑D13.40mm單位長(zhǎng)度重量Q1500.42N/km綜合彈性系數(shù)E19733MPa綜合膨脹系數(shù)A-0.940.000001 1/極限抗拉張力Tb54000N平均運(yùn)行張力系數(shù)Kn4.000最大使用張力Tm19636.4N張力安全系數(shù)K2.750表2 ADSS物理性能表氣象名稱年均氣溫覆冰冰厚（mm）0.05.0風(fēng)速（m/s）0.010.0氣溫15.0-5.0垂直載荷1.500424.05136水平載荷01.72107綜合載荷1.500424.40177代表檔距（m）張力垂直垂度張力垂直垂度水平垂度600.0011196.71.0051814340.82.120060.90019620.0011571.61.0050314752.22.129660.90426640.0011946.61.0048915162.42.138890.90817660.0012321.51.0047615571.52.147790.91195680.0012696.51.0046315979.52.156380.91559700.0013071.51.0045116386.62.164670.91911表3 ADSS物理性能表氣象名稱最大風(fēng)速最低安裝溫度最高安裝溫度冰厚(mm)0.00.00.0風(fēng)速(m/s)30.00.00.0氣溫()30.010.040.0垂直載荷1.500421.500421.50042水平載荷6.6525900綜合載荷6.819691.500421.50042代表檔距(m)張力垂直垂度水平垂度張力垂直垂度張力水平垂度600.0017129.60.656982.9160511185.11.0062211254.71.00000620.0017589.70.661122.9344811560.01.0060411629.81.00000640.0018047.60.665132.9523211934.91.0058712005.01.00000660.0018503.50.669022.9696112309.81.0057112380.11.00000680.0018957.50.672792.9863812684.71.0055612755.31.00000700.0019409.50.676443.0026513059.71.0054213130.41.00000第二種情況是強(qiáng)調(diào)在最惡劣的氣象條件下光纜對(duì)地的安全距離，即在覆冰情況下的安全垂直垂度。這時(shí)，對(duì)在高溫、低溫情況下的安裝弧垂作了嚴(yán)格的規(guī)定。詳見表4、表5、表6。表4 ADSS物理性能表名稱符號(hào)數(shù)據(jù)綜合截面積S141.026mmmm外徑D13.40mm單位長(zhǎng)度重量Q1500.42N/km綜合彈性系數(shù)E19733MPa綜合膨脹系數(shù)A-0.940.000001 1/極限抗拉張力Tb54000N平均運(yùn)行張力系數(shù)Kn4.000最大使用張力Tm19636.4N張力安全系數(shù)K2.750弧垂設(shè)計(jì)要求：在最高安裝溫度的條件下，對(duì)于垂直弧垂，垂度25%；表格中張力采用單位N，荷截采用單位N/m，垂度采用%；實(shí)際弧垂(m)：垂度(%)代表檔距(m)。安裝檔距(m)。實(shí)際檔距(m)/l00；若代表檔中前有“*”，則表示光纜不適合該代表檔距；表5 ADSS物理性能表氣象名稱年均氣溫覆冰冰厚(mm)0.05.0風(fēng)速(m/s)0.010.0氣溫15.0-5.0垂直載荷1.500424.05136水平載荷01.72107綜合載荷1.500424.40177代表檔距(m)張力垂直垂度張力垂直垂度水平垂度600.008152.011.3807712164.22.500001.06131620.008523.801.3645512569.72.500001.06131640.008897.971.3493312569.72.500001.06131660.009274.301.3350212975.22.500001.06131680.009652.581.3215713380.62.500001.06131700.0010032.701.3088913786.12.500001.06131對(duì)于大多數(shù)平原地區(qū)，由于受到桿塔高度、光纜掛點(diǎn)位置等方面因素的限制，用戶特別強(qiáng)調(diào)的ADSS光纜覆冰后的垂直垂度，這種情況應(yīng)按表4-表6方案設(shè)計(jì)。表6 ADSS物理性能表氣象名稱最大風(fēng)速最低安裝溫度最高安裝溫度冰厚(mm)0.00.00.0風(fēng)速(m/s)30.00.00.0氣溫()30.010.040.0垂直載荷1.500421.500421.50042水平載荷6.6525900綜合載荷6.819691.500421.50042代表檔距(m)張力垂直垂度水平垂度張力垂直垂度張力水平垂度600.0015202.10.740293.286788142.281.282428200.871.37255620.0015660.40.742583.296998513.901.366148573.421.35665640.0016117.30.744813.306898887.921.350588948.371.34172660.0016572.90.746973.316529264.101.336499325.421.32770680.0017027.20.749073.325879642.251.322989704.381.31451700.0017480.30.751113.3349610022.201.3102610085.101.30209關(guān)于光纜中光纖的余長(zhǎng)是十分關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，余長(zhǎng)太小，光纖受力，損耗增加，甚至拉斷，這是不允許的。余長(zhǎng)太大，松套管繞FRP加強(qiáng)件的纏繞節(jié)距太小，導(dǎo)致光纖的靜態(tài)彎曲應(yīng)變過(guò)大，也會(huì)影響光纖壽命。考慮到芳綸絲10年內(nèi)可能產(chǎn)生的最大蠕變1.210-3，因此光纖的余長(zhǎng)應(yīng)在81010-3較為合適。超過(guò)1010-3實(shí)際上毫無(wú)意義。而且這一余長(zhǎng)獲得應(yīng)以層絞產(chǎn)生的余長(zhǎng)為主，而光纖相對(duì)于松套管的余長(zhǎng)很小或接近等于零。2、ADSS光纜制造中的工藝要求ADSS光纜制造的工藝要求非常嚴(yán)格，制造的各道工序的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。為了保證光纖束在松套管中的徑向移動(dòng)量，松套管必須既保證外徑尺寸又保證內(nèi)孔尺寸，為了獲得穩(wěn)定、均勻分布的余長(zhǎng)，控制均勻的絞合節(jié)距，并使節(jié)距在理論計(jì)算值公差范圍內(nèi)。以上這兩點(diǎn)是保證余長(zhǎng)的關(guān)鍵措施。在絞紡綸擠外護(hù)層時(shí)，嚴(yán)格控制纜芯的放線張力與芳綸紗的放線張力，并使其兩者應(yīng)變量基本相同。芳綸紗絞制時(shí)，應(yīng)分左右兩層，節(jié)距在500600mm之間，更為關(guān)鍵的是擠外護(hù)層一定要使護(hù)層與芳綸之間結(jié)合非常緊密，護(hù)層外表面要圓整光滑，對(duì)這種工藝制造出的成品還必須用拉力金具夾持后做拉力-應(yīng)變?cè)囼?yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中要對(duì)光纜中光纖的應(yīng)變和損耗進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)還應(yīng)測(cè)出光纜的應(yīng)變，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理論值與實(shí)驗(yàn)是否相一致。為了檢驗(yàn)外護(hù)層與纜芯的緊密程度，兩端夾持光纜需用靜端金具，且靜端金具的孔徑約為光纜外徑的0.830.85倍。如果光纜芯未斷、外護(hù)層拉斷，則說(shuō)明該光纜不能作為加g光纜使用，存在嚴(yán)重質(zhì)量問題。3、ADSS光纜的施工質(zhì)量3.1 場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算與弧垂對(duì)110KV和220KV線路應(yīng)根據(jù)不同塔型，精確計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)分布，指明ADSS光纜懸掛點(diǎn)位置。我國(guó)在以往敷設(shè)的ADSS光纜中，一條在廣東的湛江，一條在天津，都是進(jìn)口纜且都屬于110KV雙回路線路中。由于雙回路線常有一回路停電另一回路還正常送電，結(jié)果這兩條光纜都被燒壞了。造成光纜燒壞的主要原因是其中一回路停電后光纜所處的場(chǎng)強(qiáng)大大超過(guò)了允許的場(chǎng)強(qiáng)。這兩起燒壞光纜的事例告訴我們，對(duì)雙回路線路要倍加小心，要精確計(jì)算一回路停電，而另一回路供電的場(chǎng)強(qiáng)分布。對(duì)單回路輸電的線路要重點(diǎn)考慮光纜與相線交叉情況，還有在當(dāng)光纜覆冰后，或夏天電力線弧垂發(fā)生變化時(shí)與光纜最接近的場(chǎng)強(qiáng)分布。由于光纜線脹系數(shù)在10數(shù)量級(jí)，而電力線一般在10-5數(shù)量級(jí)，所以溫度變化對(duì)電力線弧垂變化較大，而對(duì)ADSS光纜弧垂變化是不明顯。因此施工時(shí)，ADSS光纜冬天與夏天弧垂應(yīng)有所區(qū)別。3.2 光纜布放ADSS光纜布放，應(yīng)有專業(yè)施工技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)作技術(shù)指導(dǎo)。牽拉光纜時(shí)，要防止光纜與地面、樹技等接觸，以防磨損光纜表面；在裝金具時(shí)，防止用銳器損傷光纜外護(hù)層，光纜在牽拉時(shí)，轉(zhuǎn)角都需經(jīng)過(guò)導(dǎo)輪，導(dǎo)輪的半徑不小于光纜直徑的20倍。由于ADSS光纜中心是FRP，而不是鋼絲，彎折打紐極易造成FRP斷裂。布放好的光纜，光纜外表面應(yīng)仍然是光滑的，光滑圓整的外護(hù)套可使光纜不易積水，提高光纜抗電痕性能。3.3 金具配置(1)耐張金具耐張金具一般用在始端、終端，線路轉(zhuǎn)角處(當(dāng)轉(zhuǎn)角超過(guò)25時(shí))的轉(zhuǎn)角塔兩端。耐張金具的規(guī)格應(yīng)根據(jù)檔距、光纜外徑確定，不同的檔距、耐張金具的絞絲長(zhǎng)度與直徑則不同，價(jià)格也有差別。(2)懸垂金具主要用在直線塔或轉(zhuǎn)角25的桿塔上，每桿一套，懸垂金具規(guī)格也與光纜敷設(shè)的檔距有關(guān)。(3)引下線夾光纜的始端、終端及中間帶接續(xù)盒的塔，為了把光纜從高處引下來(lái)，光纜需與塔固定，一般每隔1.5、2m一個(gè)。(4)螺旋減震器當(dāng)風(fēng)速在39m/s的情況下，容易引起光纜的振動(dòng)，最為敏感的風(fēng)速為3.6m/s層流風(fēng)。