1　無金屬自承式光纜(ADSS光纜)

ADSS(All Dielectric Self-Support)是順應(yīng)電力系統(tǒng)要求而發(fā)展起來的一種非金屬型特種光纜。我國(guó)電力系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代中期開始應(yīng)用，其后發(fā)展甚為迅速，是目前我國(guó)電力系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的特種光纜。

1.1　ADSS光纜的特點(diǎn)

ADSS是在"8"字型自承式光纜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它既是全非金屬的，又具有自承能力。制造中采用了具有高彈性模量的高強(qiáng)度芳綸紗作為抗張?jiān)?。芳綸紗彈性模量高、重量輕、具有負(fù)膨脹系數(shù)、有防彈能力，光纜伸縮率小。同時(shí)光纜幾何尺寸小，纜重僅為普通光纜的三分之一，可直接架掛在電力桿塔的適當(dāng)位置上，對(duì)桿塔增加的額外負(fù)荷很小，最大檔距可達(dá)1500m。它的外護(hù)套經(jīng)過中性離子化浸漬處理，使光纜具有極強(qiáng)的抗電腐蝕能力，能保證光纜在強(qiáng)電場(chǎng)中的壽命；光纜采用非金屬材料，絕緣性能好，能避免雷擊，電力線出故障時(shí)，不會(huì)影響光纜的正常運(yùn)行；利用現(xiàn)有電力桿塔，可以不停電施工，與電力線同桿架設(shè)，可降低工程造價(jià)；運(yùn)行溫度范圍寬達(dá)-40～+70℃。

1.2　使用ADSS光纜需注意的特殊問題

在電力系統(tǒng)中采用ADSS光纜具有很多優(yōu)越性，但是根據(jù)ADSS光纜多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和研究發(fā)現(xiàn)，在光纜設(shè)計(jì)時(shí)，除考慮光纜掛點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，桿塔受力等問題外，還應(yīng)考慮采取措施減少下述2個(gè)因素對(duì)ADSS光纜造成的損害。

(1)"干帶電荷"放電現(xiàn)象：光纜在空氣污染和雨水作用下表面會(huì)形成污層，在不均勻電場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生泄漏電流并加熱污層。由于污層沿表面分布不均勻，污層被泄漏電流加熱也不平衡。在電流密度最大且污層最薄的地方，水分迅速蒸發(fā)、變干，電阻增大，沿表面電壓分布會(huì)隨之改變，大部分電壓降落在該部分，結(jié)果這部分將出現(xiàn)火花放電通道，形成放電電弧。如泄漏電流進(jìn)一步增大，電弧將逐步拉長(zhǎng)而發(fā)展成沿光纜表面的閃絡(luò)，使光纜外護(hù)套燒傷、炭化，進(jìn)而損壞光纜。在光纜靠近桿塔的連接處，電場(chǎng)電壓分布變化最大，由于重力和弧垂的作用與使該處污層分布最不均勻，因此是放電最容易發(fā)生的部位。

(2)導(dǎo)線"鞭擊"現(xiàn)象：在風(fēng)力的作用下導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)而碰擊光纜，由于光纜表面有污層、潮濕等，在導(dǎo)線接觸光纜表面污層介質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生放電而灼傷光纜表面，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致光纜燒損。

 1.3　ADSS光纜工程設(shè)計(jì)需考慮的問題

(1)選擇電場(chǎng)強(qiáng)度較小處(≤25kV)作為光纜掛點(diǎn)。工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將線路資料(線路電壓等級(jí)、線路回?cái)?shù)、導(dǎo)線布列、桿塔結(jié)構(gòu)、路由參數(shù)、導(dǎo)線參數(shù)等)，線路環(huán)境資料(大氣溫度范圍、最大風(fēng)速、復(fù)冰厚度、污染程度等)及光纖芯數(shù)等告知光纜生產(chǎn)廠家，以便光纜生產(chǎn)廠家根據(jù)桿塔結(jié)構(gòu)做出空間電勢(shì)分布圖，提出光纜在桿塔上的最佳掛點(diǎn)。 
(2)根據(jù)光纜所處電場(chǎng)強(qiáng)度選擇光纜外護(hù)套材料。當(dāng)空間電勢(shì)≤12kV時(shí)，光纜外護(hù)套采用黑色高密度聚乙烯外護(hù)套(HDPE)，此情況一般出現(xiàn)在110kV及以下線路。當(dāng)空間電勢(shì)在12～25kV時(shí)，光纜外護(hù)套采用黑色高密度抗電痕外護(hù)套(AT)，此情況一般出現(xiàn)在110kV以上線路。 
(3)在污染較重的地區(qū)，需對(duì)光纜進(jìn)行特殊處理，減少表面污層形成。路由選擇時(shí)應(yīng)盡量避開鹽霧污染區(qū)。 
(4)根據(jù)導(dǎo)線和光纜的溫度特性及運(yùn)行條件，合理確定光纜掛點(diǎn)及弧垂，盡量避免發(fā)生導(dǎo)線"鞭擊"光纜現(xiàn)象。同時(shí)還要考慮ADSS光纜與其他建筑物、樹木和電力線路的最小垂直距離及交叉跨越距離，各種情況的安全距離要求如下： 
　　　　對(duì)居民區(qū) 　　　　　　　　?。?m 
　　　　對(duì)非居民區(qū) 　　　　　　　?。?.5m 
　　　　跨越房屋屋頂時(shí) 　　　　　?。?m 
　　　　跨越樹木的樹頂時(shí) 　　　　　＞1.5m 
　　　　對(duì)通信線交叉跨越距離 　　?。?m 
　　　　對(duì)公路交叉跨越距離 　　　?。?m 
　　　　最大風(fēng)偏時(shí)對(duì)建筑物的距離 　＞1m 
　　　　對(duì)10kV電力線交叉跨越距離 ?。?m 
　　　　對(duì)35kV電力線交叉跨越距離 　＞3m 
　　　　對(duì)低壓線交叉跨越距離 　　?。?m 
　　　　對(duì)鐵路交叉跨越距離 　　　　＞7.5m 
　　　　對(duì)航船桅桿頂距離 　　　　?。?m

(5)為了安裝及維護(hù)方便，通過配盤一定要使ADSS光纜的接頭位置落在耐張塔上。

2　架空地線復(fù)合光纜(OPGW)

地線復(fù)合光纜OPGW(Optical Power Grounded Waveguide),又稱光纖架空地線，是在電力傳輸線路的地線中含有供通信用的光纖單元。它具有2種功能，其一是作為輸電線路的防雷線，對(duì)輸電導(dǎo)線抗雷擊放電提供屏蔽保護(hù)；其二是通過復(fù)合在地線中的光纖，作為傳送光信號(hào)的介質(zhì)，可以傳送音頻、視頻、數(shù)據(jù)和各種控制信號(hào)，組建多路寬帶通信網(wǎng)。OPGW光纜一般有骨架式、中心管式和層絞式等幾種。

2.1　OPGW光纜的特點(diǎn)

光纜鎧裝層有很好的機(jī)械強(qiáng)度特性，因此，光纖能得到最好的保護(hù)(不受磨損、不受拉伸的應(yīng)力、不受側(cè)向壓力)，在根本上保證了光纖不受外力損害。光纜鎧裝層有很好的抗雷擊放電性能和短路電流過載能力，因此，在雷電和短路電流過載的情況下，光纖仍可正常運(yùn)行。OPGW光纜，可直接作為架空地線安裝在任意跨距的電力桿塔的地線掛點(diǎn)上。

特殊設(shè)計(jì)的OPGW光纜可直接替換原有高壓線路的架空地線，不用更換原有塔頭；與高壓線路同步建設(shè)光纜通信系統(tǒng)，可節(jié)省光纜施工費(fèi)用，降低通信工程造價(jià)；纜徑小，重量輕，不會(huì)給鐵塔帶來大的額外荷載；運(yùn)行溫度-40～+70℃。

2.2　選擇使用OPGW光纜應(yīng)注意的問題

(1)合理選擇光纖外護(hù)套。光纖外護(hù)套有3種管材：塑料管(有機(jī)合成材料)、鋁管、鋼管。塑料管造價(jià)低。為滿足塑料管護(hù)套對(duì)紫外線的防護(hù)要求，最少要使用兩層鎧裝。塑料管OPGW承受短路電流引起的短時(shí)溫升能力＜180℃；鋁管造價(jià)較低。由于鋁材阻抗小，因此能加大OPGW鎧裝層承受短路電流的能力。鋁管OPGW承受短路電流引起短時(shí)溫升能力＜300℃；不銹鋼管造價(jià)高。但是由于鋼管的管壁薄，在相同截面條件下裝入不銹鋼管的光纖芯數(shù)比塑料管和鋁管都要多，因此在多芯條件下單位光芯造價(jià)并不高。鋼管OPGW承受短時(shí)溫升的能力可達(dá)450℃。用戶可根據(jù)工程具體情況，合理選擇光纖外護(hù)套。 
(2)當(dāng)用OPGW光纜更換老線路地線時(shí)，必須選擇與原有架空地線的機(jī)械特性和電氣特性相當(dāng)?shù)腛PGW。即OPGW的外徑、單位長(zhǎng)度重量、極限拉力、彈性模量、線膨脹系數(shù)、短路電流等參數(shù)與現(xiàn)有地線參數(shù)相接近，這樣既可以不改變現(xiàn)有的塔頭，減少改造工程量，又可以保證OPGW與現(xiàn)有相導(dǎo)線的安全距離，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。 
(3)安裝施工OPGW光纜與安裝ADSS光纜差不多，使用的金具也幾乎一樣，只是掛點(diǎn)不一樣，OPGW光纜要安裝在架空地線的位置上。光纜線路的中間接頭位置必須通過配盤落在耐張鐵塔上。

在以上幾種光纜的選擇應(yīng)用中，還需要共同注意的一點(diǎn)是：選擇松套結(jié)構(gòu)光纜，不要選用緊套結(jié)構(gòu)光纜。因?yàn)楣饫w在松套管內(nèi)可以留有一定的余長(zhǎng)，控制范圍在0.0%～1.0%之間(典型數(shù)值為0.5%～0.7%)。當(dāng)光纜在施工時(shí)，或在重力和風(fēng)力的作用下而發(fā)生拉伸時(shí)，只要光纜的拉伸長(zhǎng)度在余長(zhǎng)范圍內(nèi)，光纖則具有應(yīng)變能力而不承受張力，從而保證光纖的傳輸質(zhì)量不受外力影響。