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        光纜技術 TECHNOLOGY

        OPPC光纜線路的設計及施工探討

        發布時間: 2014年04月15日 21:08
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        OPPC光纜線路的設計及施工探討

        在電網中,尤其是66kV以下的配電線路,有些是可不架設地線的,因此不可能安裝OPGW。

        在所有的電網中,唯有相線是必不可少的,為了滿足電力監控或光纖聯網的要求,與OPGW技術比較接近,在傳統的相線結構中以合適的方法加入光纖單元,就成為光纖復合相線。

        (1) OPPC需要傳送三相電力系統中的永久性電流,因此要考慮傳送過程中產生的持續高溫對光纖傳輸性能和光纖壽命的影響;

        (2) 要保證OPPC在直徑、重量、截面以及機械和電氣特性等參數與相鄰兩相導線的參數相近似;

        (3) OPPC的直流電阻和/或阻抗也應與相鄰兩相導線相似,以避免遠端電壓變化并保持三相平衡。

        圖2  中心管式OPPC結構圖

         

        圖3  層絞式OPPC結構圖

        4、OPPC技術難點和工藝要點

        4.1 技術難點

        (1)光纖單元中的光纖應有一定的、合適的余長,以保證光纖在使用中不被拉伸。對OPPC來說,由于存在放線、過滑輪、緊線造成的結構伸長及運行過程中的溫度升高產生的膨脹伸長及塑性變形產生的蠕變伸長,因此對光纖余長要求很嚴格。

        (2)光纖單元應具有良好的機械保護,保證光纖不受擠壓。

        (3)為防止潮氣侵入而影響光纖的使用壽命,光纖應置于密閉的管中,或采取其它有效的防潮措施。

        4.2 工藝要點

        (1)OPPC光纖單元,采取特殊的生產工藝,以保證光纖有合適的余長以及光纖單元有足夠的機械強度、密封性和耐熱性;

        (2)OPPC的結構設計必須合理,以與對應相線相似;

        (3)OPPC絞制時既要考慮各種金屬線的性能差別,又要考慮保護其表面免受損傷,且應選擇不同的絞制張力;

         

        OPPC光纜設計時主要的參數

        1、 極限抗拉強度UTS(破斷力)

        2、 標稱(額定)抗拉強度RTS(KN)

        RTS≈90-95%UTS

        3、 平均運行張力EDS(KN)

        EDS=20%RTS

        EDS指OPPC在長期運行時受到的平均張力。在此張力點,光纖無應變和無附加損耗。一般應為16%-25%RTS。

        EDS又是一個疲勞老化參數,OPPC的絞線盒纜內光纖及金具在EDS下按規范要求作振動類試驗后,應無損傷。

        4、 最大運行張力(MAT)(KN)

        MAT=40%RTS

        MAT指在設計氣象條件下,最惡劣負載情況下受到的最大張力,在此張力下,光纖的余長保證光纖無應力或小于0.15%的應力合無附加衰減。MAT一般應不小于40%RTS;MAT:是弧垂-張力-跨距和安全系數計算控制的重要依據。

        5、 OPPC的外徑(mm)

        指OPPC光纜的外徑值。該參數對于冰、風荷載影響較大,通常要求與對應的相線盡量接近。

        6、 OPPC重量(kg/km)

        在相線系統中,要求與對應的相線重量盡量接近。

         

         

        OPPC的電汽性能

        7、 直流電阻

        所有導電元件在20℃時的并聯直流電阻值,該參數宜盡量與對應的相線接近。

        8、 允許最高溫度

        OPPC傳導的是三相系統中的永久性的持續電流,平時工作溫度比不發生短路或雷擊時的OPGW或架空地線要高,且是持續溫度,大約在+60-80℃,一般設計溫度在+80-100℃間。對不銹鋼管光纖單元來說,要求光纖油膏的油分離指標在80℃顯然是不行。我們采用的光纖油膏的參數在100-120℃。同時,作為防腐油膏,我們也要采用耐高溫的防腐油膏。

         

        OPPC的光學性能保證

        光纖單元中的光纖應有一定的余長,以保證光纖在使用中不被拉伸。對OPPC來說,由于存在放線、過滑輪、緊線造成的結構伸長及運行過程中的溫度升高產生的膨脹伸長及塑性變形產生的蠕變伸長,因此對光纖余長要求很嚴格。光纖單元應具有良好的機械保護,保證光纖不受擠壓。為防止潮氣侵入而影響光纖的使用壽命,光纖應置于密閉的管中,或采取其它有效的防潮措施。

         

         

         

         

        允許最高溫度

            OPPC傳導的是三相系統中的永久性的持續電流,平時工作溫度比不發生短路或雷擊時的OPGW或架空地線要高,且是持續溫度,大約在+60-

         

         

         

         

        確定施工方案

        由設計單位向施工單位進行施工設計圖紙交底。施工單位根據工程概況、線路路由情況、光纜盤

        長、光纜預留接續位置等編制OPPC架設施工方案(或作業指導書),對相關資料進行復核。

        依據OPPC設計技術規范、出廠報告等資料,了解OPPC機械性能、傳輸特性、接續損耗等指標,為產

        品現場開盤測試、最終驗收做準備。

         

        主要施工機械一般用量推薦如下

        張力放線機、牽引機、放線架、滑輪、無扭編織鋼絲繩、牽引網套、牽引退扭器、緊線耐張預絞絲、對講機、電臺、弧垂板、經緯儀、手拉鏈條葫蘆、望遠鏡

        輔助設施如交通工具、吊車、登高板、安全帽、安全帶、接地線、驗電器、繩索、紅白小旗、毛竹、防護網、安全警示牌等在安裝前都要準備齊全。

         

        2.3 OPPC及金具附件現場測試驗收

        (1)OPPC開盤測試

        采用光時域反射儀(O T D R)對纖芯連續性測試、纖芯長度測試和光纖衰減性能測試(一般現場測試1550nm波長) 。同時對測試數據進行記錄和保存(光纖后向散射曲線)。

        光纜必須經盤測合格后方可架設。

        (2)金具附件清點

        各施工標段材料站應按照設計圖紙和技術協議的數量對到貨的金具材料進行清點、分類和試安裝,發現問題及時聯系調換。材料保管員必須根據設計圖紙要求發放材料。

        2.4 施工技術培訓交底

        嚴格貫徹電力工業技術管理法規、電力安全工作規程、現場檢修規程,對施工操作人員、試驗人員

        進行有效地培訓。

        施工前進行技術交底,由技術人員或現場施工督導講解OPPC的結構性能、質量標準、施工步驟、施

        工工器具要求、施工注意事項、金具附件使用方法等,必要時進行操作演示和試組裝(如耐張線夾、懸

        垂線夾等)。對特殊條件下的施工方案進行研討。阻力,防止OPPC在槽內旋轉。

        3、OPPC施工展放

        3.1 OPPC安裝方法

        O P P C安裝方法要求為張力放線法。張力放線法是通過張力設備,使O P P C在整個放線過程中受到一

        定恒定張力,以保證與障礙物和其他物體有足夠的間隙,避免發生摩擦,且不會損傷OPPC。同時可減少

        青苗賠償、減輕體力勞動并提高施工進度。

        3.2 OPPC展放過程控制

        (1)選用與纜徑、張力相匹配的牽引繩、牽引網套、退扭器,同時做好OPPC的牽引連接頭。

        (2)施加的張力一般控制10%R T S以內,在施工過程中施加在光纜上的任一張力,均應不超過20%

        R T S。各信號人員應隨時觀察光纜的展放情況,及時通知調整張力,保證光纜在展放過程中不能落地,

        確保光纜與跨越物保持3~5m的安全距離,避免光纜磨損或折曲。

        (3)起始放線速度為5m/min,待光纜通過第一基桿塔后,可均勻加速至30m/min左右,最大放線速

        度應不超過40m/min。牽引時盡量勻速前進,嚴禁突然加速或減速,嚴禁放線中抖動。

        (4)施工中,張力機操作人員應時刻注意張力控制情況,在牽引過程中,牽引力突然大幅度增加,

        懸掛放線滑輪的金具串傾斜過大時,均應視為異常,應及時停車,待查明原因,排除故障后再行牽引。

        (5)為防止光纜在轉角或轉向處跳槽,對于在轉角或轉向處的滑輪需進行適當角度的預偏。在放線

        時,每個轉角桿塔頂部和交叉跨越點均設專人看管,以便發生夾線或其它異常情況時及時報告處理。光

        纜牽引端頭應在施工人員監視下通過滑輪。

        (6)光纜展放完畢后,接續塔上的光纜預留長度要滿足接續的要求,一般預留10米即可。

        3.3 OPPC緊線與掛線

        (1)緊線張力應不超過20%RTS,以確保光纜中光纖的性能不受影響。

        (2)緊線時最好向一個方向緊光纜,特別是線路中有多個耐張段時,不要從兩端向中間緊光纜,以

        免光纜上的扭力在得不到釋放的情況下,在桿塔跳線處引起“鳥籠”或松股。

        (3)在使用緊線工具夾持光纜時,工具最好夾持在光纜的尾端,確保工具在可能傷及光纜的情況

        下,不會影響光纜的正常使用。直接拉緊O P P C或調整張力弧垂時建議使用緊線預絞絲作為光纜緊線

        工具,光纜的耐張金具可以作為緊線工具使用一次,在第二次使用時必須作為安裝材料。嚴禁使用導

        (地)線卡線器夾持OPPC。

        (4)直通型耐張桿塔跳線弧垂一般預留長度為2~3米,根據該桿塔轉角的角度大小或轉向做調整。

        4、OPPC金具附件安裝

        一個耐張段內OPPC光纜緊線完畢后,為防止光纜在滑輪里外表被磨損以及振動引起光纜過度疲勞對

        光纖造成傷害,應在48小時之內安裝好金具附件。金具附件在安裝時應嚴格按照設計單位出具的光纜金

        具組裝施工圖及金具附件生產廠家提供的使用說明書進行操作。

        4.1 耐張金具的安裝

        耐張金具是架設OPPC的關鍵金具,將光纜緊固在桿塔上,采用預絞絲式耐張金具,由內絞絲、外絞

        絲、延長環、碗頭掛板、絕緣子串、球頭掛環、UL型掛板等部件組成。

        4.2 懸垂金具的安裝

        預絞絲式懸垂金具是用來將光纜吊掛在桿塔上,起支撐作用,由內絞絲、外絞絲、鑄鋁殼體、橡膠

        夾塊、碗頭掛板、絕緣子串、球頭掛環、U型螺絲等部件組成。

        4.3 防振錘的安裝

        防振錘主要用于消除或降低O P P C光纜運行時產生的振動,從而保護光纜及金具,延長O P P C使用壽

        命。防振錘的安裝數量和安裝位置應嚴格按設計說明書或金具廠家提供的圖紙。

        圖2 OPPC支柱式中間接頭盒

        圖3 OPPC懸掛式中間接頭盒

        5、OPPC光纖接續、全程測試

        5.1 OPPC光纖接續

        O P P C接續是整個工程中最為重要的部分。O P P C接續涉

        及到光纖接續和光電分離技術,對接續的技術、高壓絕緣都

        有嚴格的要求,一般由專業的光纖接續人員進行操作。

        O P P C接續一般在耐張桿塔上進行,O P P C接頭盒分為中

        間型和終端型。

        5.1.1中間接頭盒

        (1)根據耐張桿塔形式,選擇不同固定方式的中間接頭

        盒:支柱式中間接頭盒(采用固定座式絕緣子)和懸掛式中

        間接頭盒(采用懸掛式絕緣子)。如圖2、圖3。

        (2)在接續桿塔上選定接頭盒的安裝位置并安裝好固定

        平臺(采用支柱式中間接頭盒),該平臺同時可作為光纖接

        續時的操作平臺。平臺一般安裝在距離桿塔橫擔下3.5m左右

        的地方。

        (3)將中間接頭盒固定在平臺上,然后確定好光纜從金

        具掛點到接頭盒之間的距離,并預留好足夠的盒內接續用光

        纖長度(一般控制在1.5m左右)后,將多余光纜截去。

        (4)開剝O P P C光纜并將鋼管光單元分離出來,在距

        O P P C內層切斷面約30m m處用鋼管割刀將不銹鋼管切斷并剝圖4 OPPC桿塔上熔接

        去鋼管,在鋼管內外分別穿上內襯管和光纖保護導管,并注意保護好光

        纖。

        (5)在接頭盒上固定好O P P C光纜,將光纖保護導管固定在盤纖板

        上,進行光纖熔接。如圖4、圖5。

        (6)封裝好接頭盒,用帶有并溝線夾的電力跳線跨接接頭盒兩端的

        OPPC,保證導線的連通。如圖6、圖7。

        5.1.2 終端接頭盒

        終端接頭盒一般為固定式,如圖8,其安裝接續分為下盒體的安裝和

        上接頭盒的接續。

        (1)下盒體的安裝:在終端接續桿塔上合適的位置安裝好平臺和終

        端接頭盒下盒體,剝去引入光纜的外護套,將光纖護套管穿過接頭盒空

        心絕緣子到上盒體準備進行光纖接續,并固定引入光纜。光纖護套管的

        長度一般建議為2m左右。

        (2)上接頭盒的安裝:上接頭盒的安裝可按照中間接頭盒的安裝來

        進行。

        (3)固定封裝好終端盒,將上盒處的O P P C用帶跳線的并線線夾與相

        線終端連接,保證導線的連通,如圖9。

        5.2全程測試

        5.2.1光纜施工完畢后應進行雙向全程測試,測試項目包括單向光

        纖熔接損耗及計算雙向平均損耗和平均衰減等,測試結果應滿足合同要

        求。

        (1)光纜全程單向損耗采用光時域反射儀進行測試,應同時提供后

        向散射信號曲線及事件表,并根據測試結果計算雙向全程平均損耗。

        (2)采用光功率法進行光纜全程總損耗的復測及對纖芯排序的核

        對。

        5.2.2光纜線路配盤圖

        檢查由A端ODF到B端ODF的光纜線路配盤圖,圖中應標有導引光纜長

        度、每盤光纜架設長度、接續盒所在位置及掛高等參數。

        5.2.3光纜線路熔接點配纖圖

        檢查由A端ODF到B端ODF沿線所有接續點的光纜熔接點配纖芯圖。

        6.1 質量控制要點

        光纜、金具附件在運輸過程中是否受磨損,存放時是否受潮、受腐蝕。

        光纜展放過程中的彎曲半徑必須得到有效保證,絕對避免出現打金鉤的情況。

        防止光纜過張力、磨損、折曲、扭轉次數過多。

        6.2 施工注意事項

        (1)安裝時OPPC和所有的金屬器械必須可靠接地,以避免由于電容和電感耦合造成對人員和設備的

        傷害。

        (2)光纜端頭在從光纜線盤上拉出后,不能直接往張力機上纏繞,應先采用軟繩纏繞在張力機上再

        牽引通過,避免人為的增加光纜扭力。

        (3)不能在大風、雷雨等惡劣氣候下施工架設OPPC。

        (4)在安裝時應注意避免因不正確的操作而導致OPPC光纜受到不必要的傷害,如出現任何突然的振

        動、拉拽或導線跳動。

        (5)在街道、高速公路上作業時,OPPC放置應和車流方向一致,并派專人指揮交通,采用警告、交

        通導向標志來劃定工作區域,必要時可請公安交警協助疏導交通。

        7、OPPC日常運行和維護

        O P P C由輸電線路部門和通信、繼保部門共同運行管理,一般把O P P C終端接頭盒作為運行管理和維

        護的分界點。OPPC的日常運行維護,主要從光纜線路巡查和系統光纖測試兩方面進行。

        1、光纜線路巡查主要包括:

        (1)光纜弧垂有無變化,與其它電力設施間距有無變化;

        (2)光纜表面有無異物,有無吊掛現象;

        (3)金具有無變形、滑移現象,絕緣引下線夾、緊固螺栓、銷釘是否齊備;

        (4)并溝線夾、跳接線、接續盒是否牢固、是否受損、被盜等;

        (5)檢查防振錘是否有滑移、脫落現象。

        2、通信維護部門應定期采用OTDR測試線路光衰減(一般測試備用纖)。

        建議在線路竣工驗收后的一年內平均每三個月測一次,以后每6個月測試一次,特殊情況例外。

        8、文件歸檔處理

        8.1現場原始記錄文件應按規定收集整理,在規定時間內向建設單位移交。當系統改造或緊急情況

        下,可用于參考解決問題。

        8.2建議將下述現場記錄文件歸檔處理:

        (1)施工過程中建設單位委派工地代表組織的隨工檢驗、施工弧垂及交叉跨越間距的測量記錄、隱

        蔽工程隨工驗收合格記錄、系統開通驗收報告。

        (2)系統線路地形圖:桿塔明細表、接頭位置、交叉跨越圖等。

        (3)系統組成圖:標識在各接頭點或分支點、終端設備、主要路口處所用光纜的纜盤序號、盤長,

        光纜及光纖的型號、長度、數量數據,光纖連接色譜排列、跳接資料。

        (4)安裝數據表:記錄每一個桿塔處進行作業所用的實際設備裝置、桿塔結構、尺寸、各接點或終

        端預留長度、接地及固定等情況。

        (5)驗收測試數據表:包括輸入光功率、接收光功率、光纖平均衰減值、接頭和光纖活動連接器的

        插入損耗、光纜線路長度等。

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