光纖復合架空地線光纜在大跨越工程中的設計及應用光纖復合架空地線光纜在大跨越工程中的設計及應用謝書鴻，路浩中天日立光纜有限公司,上海226463摘要：文章通過大跨越線路的典型特點對光纖復合架空地線光纜(以下簡稱OPGW)的技術要求，說明OPGW在設計、運用中需要注意的問題。并通過實際的運行案例對OPGW光纜的設計思路、應用環境及試驗論證作了深入的闡述。通過深入論證證明OPGW在大跨越工程中是完全可以使用的，但尚需要積累運行經驗。

關鍵詞：OPGW光纜;大跨越;拉重比;光纜試驗光纖復合架空地線光纜（OPGW）已經在國內各種電壓等級的輸電線路上得到應用，其優越的復合性能、可靠性、經濟性、長壽命都得到了認可。目前，OPGW光纜在一般線路中使用，完全可以做到質量優良，但輸電線路工程中免不了跨江、跨河、跨山等，OPGW是否適合大跨越工程呢，需要注意哪些技術要求呢？中天日立光纜有限公司積累了多個OPGW大跨越工程的應用經驗，希望這些設計和應用經驗可以供廣大同行借鑒。

1大跨越工程對OPGW光纜的要求

大跨越工程，顧名思義，它需要跨越大的檔距，往往是跨越大的河流、湖泊、高山、峽谷或海島等，因此耐張段較長，而且導地線懸掛點很高，特別是兩個跨越塔一般都較高，但又要求導地線的弧垂比較小。大跨越導地線工作環境較差，跨越處風速都較高，因此導地線都受到較大的額外風荷載。大跨越工程的這些特點對所使用的OPGW光纜提出了許多嚴格的要求：

(1)要求OPGW有足夠大的抗拉強度，更重要的是它必須有良好的拉力重量比，一般要求在13～15之間，取14較合適。拉力重量比(簡稱拉重比)表示單位質量所承受的張力，單位為千米，它可以簡單地理解為弧垂的倒數，拉重比越大，弧垂越小。拉重比(km)＝拉力(N)/單位質量(kg/km)

(2)大跨越線路一般離變電站較遠，處于短路電流分布較小區域，因此其截面不太受熱穩定控制，理論上為了增大抗拉強度可以增大OPGW直徑。但增大直徑就增加質量導致拉重比下降，因此希望采用小直徑大抗拉強度的OPGW。較小的外徑及質量對于降低光纜荷載、減輕鐵塔的負荷來說是非常重要的。

(3)微風振動是造成架空線疲勞斷股的主要原因，尤其在跨河、湖泊等水面的大跨越中，可能會出現最大的理論振動指標。在這種線路條件下，要求OPGW光纜有良好的自阻尼性能，同時應配合有效的防振措施。

(4)要求OPGW光纜有優良的電氣性能和良好的抗腐蝕性，延長OPGW光纜的壽命，考慮大抗拉強度，OPGW光纜主要應采用全鋁包鋼線。早期大跨越導線曾采用鍍鋅鋼絞線，但它的電氣性能差、抗腐蝕性不良而被淘汰，以后已逐步采用鋁包鋼絞線、高強度鋼芯鋁合金絞線作大跨越導線，且質量逐步提高。

(5)要求OPGW光纜有足夠的光纖余長。光纖余長是光纜承受荷載能力和光纜壽命的決定因素之一，當光纜承受較大的機械荷載時，光纖應保證不受力，也就不會增加衰耗。由于大跨越OPGW光纜主要由鋁包鋼線組成，在正常運行時光纜延伸率和覆冰、風荷載時的延伸率都小于一般線路在同樣條件下的延伸率，因此從理論上說大跨越OPGW光纜對光纖余長要求要小一點。

2大跨越工程OPGW光纜應用實例中天日立光纜有限公司積極參與國內重難點OPGW工程建設，通過在上海長興島至橫沙島1519m長江大跨越工程、1533m廣西潯江大跨越工程中與建設單位、設計院、北京帕爾普線路器材有限公司及試驗單位的密切配合，積累了一些大跨越工程OPGW光纜的設計和應用解決方案。

2.11519m上海長江大跨越OPGW光纜

上海長興島至橫沙島1519m長江大跨越工程，跨越主塔塔高159m，跨越檔跨距1519m，最大風速36m/s,最大覆冰10mm。為了滿足大跨越的強度需求，鐵塔塔頭做了特殊的加強設計。根據設計要求，中天日立的OPGW光纜的結構設計采用了三層結構的全鋁包鋼線絞合。1519m上海長江大跨越示意圖和OPGW光纜結構圖見圖1，招標要求OPGW技術規范和實際使用OPGW的技術參數見表1。

樣，必須在懸垂線夾、防振錘和阻尼線與OPGW光纜握著處安裝預絞絲護線條以保護OPGW光纜。

4大跨越工程OPGW光纜試驗即使經過上述這些理論計算，但考慮大跨越的重要性，仍然可以在供需雙方配合下進行以下試驗來驗證OPGW的耐疲勞振動性能和光纖在典型微風振動下的光學特性。

(1)耐張線夾握力試驗。耐張線夾握力必須達到95％UTS而不產生滑移。

(2)懸垂線夾垂直荷載試驗和不平衡張力試驗。參見電力行業標準DL/T766-2003《OPGW用預絞式金具技術條件和試驗方法》。

(3)OPGW光纜自阻尼特性試驗。測定振動輸入P，OPGW光纜波腹振幅A、波長λ、阻尼系數，線夾出口處彎曲應變，離線夾出口89mm處振幅。通過測得的輸入功率、波腹振幅、頻率，可以得到OPGW光纜單位長度消耗功率和比振幅，經過換算，分析計算得到試驗曲線方程。試驗曲線方程與風功率曲線方程聯合解即為平衡點，由平衡點估算出OPGW光纜的振動強度。這些計算過程都是通過計算機程序完成的。在振動臺上試驗測量防振錘的自振頻率fi和阻尼系數ξi振動特性。由OPGW光纜自阻尼特性和防振錘自振特性試驗，得到(估算)OPGW光纜的振動強度、波腹振幅、波長、頻率、阻尼系數、線夾出口處彎曲應變等，提出OPGW光纜防振方案，確定防振錘型號、數量、安裝距離、安裝位置等。

(4)OPGW光纜防振方案消振性能試驗。在試驗OPGW光纜上安裝好懸垂線夾、防振錘、傳感器，試驗頻率在15～75Hz內，可能產生5～6個共振頻率。在共振狀態下測量下列參數：①線夾出口處彎曲應變值εc，防振錘連接點處彎曲應變值εd；②測量離線夾出口89mm處OPGW光纜彎曲振幅A89，提供A89曲線；③波長、波腹振幅值、阻尼系數；④離線夾出口700mm處OPGW光纜絕對振幅A700。對試驗結果進行分析，對防振方案進行修改、調整，再次進行實驗和測量，不斷進行優化，最后提出最佳防振方案。

(5)現場實型觀測。將OPGW架設在大跨越檔上后，在現場自然環境中觀測以上參數值。對上述振動彎曲應變波形、振幅波形在動態分析系統上進行波形時域分析和頻域分析、功率譜分析、功率密度譜分析、概率分析。求出振動最大值(峰值)、均方根值，與風速、頻率之間的關系，所有這些數據采集、分析在計算機上自動完成。根據測試分析結果，對原防振方案進行修改、調整，直到將振動控制在無危險的范圍內。

5結束語縱觀以上分析，國產OPGW光纜在大跨越線路工程中使用是完全可行的。但是，國內大跨越線路使用OPGW光纜運行經驗還是較少，因此從設計、制造、架線、安裝、防振措施等都需要不斷總結經驗和