电力系统特种光缆
2006-05-19 09:53:45 来源:
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电力18讯:
目前,应用较多的电力特种光缆主要有ADSS、OPGW。
1 无金属自承式光缆(ADSS光缆)
ADSS(All Dielectric Self-Support)是顺应电力系统要求而发展起来的一种非金属型特种光缆。我国电力系统在20世纪90年代中期开始应用,其后发展甚为迅速,是目前我国电力系统应用最为广泛的特种光缆。
1.1 ADSS光缆的特点
ADSS是在"8"字型自承式光缆基础上发展起来的。它既是全非金属的,又具有自承能力。制造中采用了具有高弹性模量的高强度芳纶纱作为抗张元件。芳纶纱弹性模量高、重量轻、具有负膨胀系数、有防弹能力,光缆伸缩率小。同时光缆几何尺寸小,缆重仅为普通光缆的三分之一,可直接架挂在电力杆塔的适当位置上,对杆塔增加的额外负荷很小,最大档距可达1500m。它的外护套经过中性离子化浸渍处理,使光缆具有极强的抗电腐蚀能力,能保证光缆在强电场中的寿命;光缆采用非金属材料,绝缘性能好,能避免雷击,电力线出故障时,不会影响光缆的正常运行;利用现有电力杆塔,可以不停电施工,与电力线同杆架设,可降低工程造价;运行温度范围宽达-40~+70℃。
1.2 使用ADSS光缆需注意的特殊问题
在电力系统中采用ADSS光缆具有很多优越性,但是根据ADSS光缆多年运行经验和研究发现,在光缆设计时,除考虑光缆挂点的电场强度,杆塔受力等问题外,还应考虑采取措施减少下述2个因素对ADSS光缆造成的损害。
(1)"干带电荷"放电现象:光缆在空气污染和雨水作用下表面会形成污层,在不均匀电场中会产生泄漏电流并加热污层。由于污层沿表面分布不均匀,污层被泄漏电流加热也不平衡。在电流密度最大且污层最薄的地方,水分迅速蒸发、变干,电阻增大,沿表面电压分布会随之改变,大部分电压降落在该部分,结果这部分将出现火花放电通道,形成放电电弧。如泄漏电流进一步增大,电弧将逐步拉长而发展成沿光缆表面的闪络,使光缆外护套烧伤、炭化,进而损坏光缆。在光缆靠近杆塔的连接处,电场电压分布变化最大,由于重力和弧垂的作用与使该处污层分布最不均匀,因此是放电最容易发生的部位。
(2)导线"鞭击"现象:在风力的作用下导线会产生摆动而碰击光缆,由于光缆表面有污层、潮湿等,在导线接触光缆表面污层介质时,会产生放电而灼伤光缆表面,严重时可导致光缆烧损。
1.3 ADSS光缆工程设计需考虑的问题
(1)选择电场强度较小处(≤25kV)作为光缆挂点。工程设计时应将线路资料(线路电压等级、线路回数、导线布列、杆塔结构、路由参数、导线参数等),线路环境资料(大气温度范围、最大风速、复冰厚度、污染程度等)及光纤芯数等告知光缆生产厂家,以便光缆生产厂家根据杆塔结构做出空间电势分布图,提出光缆在杆塔上的最佳挂点。
(2)根据光缆所处电场强度选择光缆外护套材料。当空间电势≤12kV时,光缆外护套采用黑色高密度聚乙烯外护套(HDPE),此情况一般出现在110kV及以下线路。当空间电势在12~25kV时,光缆外护套采用黑色高密度抗电痕外护套(AT),此情况一般出现在110kV以上线路。
(3)在污染较重的地区,需对光缆进行特殊处理,减少表面污层形成。路由选择时应尽量避开盐雾污染区。
(4)根据导线和光缆的温度特性及运行条件,合理确定光缆挂点及弧垂,尽量避免发生导致"鞭击"光缆现象。同时还要考虑ADSS光缆与其他建筑物、树木和电力线路的最小垂直距离及交叉跨越距离,各种情况的安全距离要求如下:
对居民区 >6m
对非居民区 >5.5m
跨越房屋屋顶时 >1m
跨越树木的树顶时 >1.5m
对通信线交叉跨越距离 >1m
对公路交叉跨越距离 >6m
最大风偏时对建筑物的距离 >1m
对10kV电力线交叉跨越距离 >2m
对35kV电力线交叉跨越距离 >3m
对低压线交叉跨越距离 >1m
对铁路交叉跨越距离 >7.5m
对航船桅杆顶距离 >1m
(5)为了安装及维护方便,通过配盘一定要使ADSS光缆的接头位置落在耐张塔上。
2 架空地线复合光缆(OPGW)
地线复合光缆OPGW(Optical Power Grounded Waveguide),又称光纤架空地线,是在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。它具有2种功能,其一是作为输电线路的防雷线,对输电导线抗雷击放电提供屏蔽保护;其二是通过复合在地线中的光纤,作为传送光信号的介质,可以传送音频、视频、数据和各种控制信号,组建多路宽带通信网。OPGW光缆一般有骨架式、中心管式和层绞式等几种。
2.1 OPGW光缆的特点
光缆铠装层有很好的机械强度特性,因此,光纤能得到最好的保护(不受磨损、不受拉伸的应力、不受侧向压力),在根本上保证了光纤
目前,应用较多的电力特种光缆主要有ADSS、OPGW。
1 无金属自承式光缆(ADSS光缆)
ADSS(All Dielectric Self-Support)是顺应电力系统要求而发展起来的一种非金属型特种光缆。我国电力系统在20世纪90年代中期开始应用,其后发展甚为迅速,是目前我国电力系统应用最为广泛的特种光缆。
1.1 ADSS光缆的特点
ADSS是在"8"字型自承式光缆基础上发展起来的。它既是全非金属的,又具有自承能力。制造中采用了具有高弹性模量的高强度芳纶纱作为抗张元件。芳纶纱弹性模量高、重量轻、具有负膨胀系数、有防弹能力,光缆伸缩率小。同时光缆几何尺寸小,缆重仅为普通光缆的三分之一,可直接架挂在电力杆塔的适当位置上,对杆塔增加的额外负荷很小,最大档距可达1500m。它的外护套经过中性离子化浸渍处理,使光缆具有极强的抗电腐蚀能力,能保证光缆在强电场中的寿命;光缆采用非金属材料,绝缘性能好,能避免雷击,电力线出故障时,不会影响光缆的正常运行;利用现有电力杆塔,可以不停电施工,与电力线同杆架设,可降低工程造价;运行温度范围宽达-40~+70℃。
1.2 使用ADSS光缆需注意的特殊问题
在电力系统中采用ADSS光缆具有很多优越性,但是根据ADSS光缆多年运行经验和研究发现,在光缆设计时,除考虑光缆挂点的电场强度,杆塔受力等问题外,还应考虑采取措施减少下述2个因素对ADSS光缆造成的损害。
(1)"干带电荷"放电现象:光缆在空气污染和雨水作用下表面会形成污层,在不均匀电场中会产生泄漏电流并加热污层。由于污层沿表面分布不均匀,污层被泄漏电流加热也不平衡。在电流密度最大且污层最薄的地方,水分迅速蒸发、变干,电阻增大,沿表面电压分布会随之改变,大部分电压降落在该部分,结果这部分将出现火花放电通道,形成放电电弧。如泄漏电流进一步增大,电弧将逐步拉长而发展成沿光缆表面的闪络,使光缆外护套烧伤、炭化,进而损坏光缆。在光缆靠近杆塔的连接处,电场电压分布变化最大,由于重力和弧垂的作用与使该处污层分布最不均匀,因此是放电最容易发生的部位。
(2)导线"鞭击"现象:在风力的作用下导线会产生摆动而碰击光缆,由于光缆表面有污层、潮湿等,在导线接触光缆表面污层介质时,会产生放电而灼伤光缆表面,严重时可导致光缆烧损。
1.3 ADSS光缆工程设计需考虑的问题
(1)选择电场强度较小处(≤25kV)作为光缆挂点。工程设计时应将线路资料(线路电压等级、线路回数、导线布列、杆塔结构、路由参数、导线参数等),线路环境资料(大气温度范围、最大风速、复冰厚度、污染程度等)及光纤芯数等告知光缆生产厂家,以便光缆生产厂家根据杆塔结构做出空间电势分布图,提出光缆在杆塔上的最佳挂点。
(2)根据光缆所处电场强度选择光缆外护套材料。当空间电势≤12kV时,光缆外护套采用黑色高密度聚乙烯外护套(HDPE),此情况一般出现在110kV及以下线路。当空间电势在12~25kV时,光缆外护套采用黑色高密度抗电痕外护套(AT),此情况一般出现在110kV以上线路。
(3)在污染较重的地区,需对光缆进行特殊处理,减少表面污层形成。路由选择时应尽量避开盐雾污染区。
(4)根据导线和光缆的温度特性及运行条件,合理确定光缆挂点及弧垂,尽量避免发生导致"鞭击"光缆现象。同时还要考虑ADSS光缆与其他建筑物、树木和电力线路的最小垂直距离及交叉跨越距离,各种情况的安全距离要求如下:
对居民区 >6m
对非居民区 >5.5m
跨越房屋屋顶时 >1m
跨越树木的树顶时 >1.5m
对通信线交叉跨越距离 >1m
对公路交叉跨越距离 >6m
最大风偏时对建筑物的距离 >1m
对10kV电力线交叉跨越距离 >2m
对35kV电力线交叉跨越距离 >3m
对低压线交叉跨越距离 >1m
对铁路交叉跨越距离 >7.5m
对航船桅杆顶距离 >1m
(5)为了安装及维护方便,通过配盘一定要使ADSS光缆的接头位置落在耐张塔上。
2 架空地线复合光缆(OPGW)
地线复合光缆OPGW(Optical Power Grounded Waveguide),又称光纤架空地线,是在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。它具有2种功能,其一是作为输电线路的防雷线,对输电导线抗雷击放电提供屏蔽保护;其二是通过复合在地线中的光纤,作为传送光信号的介质,可以传送音频、视频、数据和各种控制信号,组建多路宽带通信网。OPGW光缆一般有骨架式、中心管式和层绞式等几种。
2.1 OPGW光缆的特点
光缆铠装层有很好的机械强度特性,因此,光纤能得到最好的保护(不受磨损、不受拉伸的应力、不受侧向压力),在根本上保证了光纤
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