骆军 罗中平 李龙勤
摘 要：本文描述了松套层绞式ADSS光缆的特点和大跨距ADSS光缆的试验及应用。
主题词：ADSS光缆 试验 应用
一、引言
近年来,随着我国电力部门通信系统的发展,ADSS光缆开始得到广泛应用。ADSS光缆即全介质自承式架空光缆,由于该光缆不含金属元件,具有很好的抗雷击、抗电磁干扰性能,特别适合于电力系统进行专用网通信。此外,ADSS光缆以其强度高、重量轻、截面小、便于架设施工等特点,也常常被应用于需要跨越江河、峡谷等复杂地形区域的线路架设。
二、ADSS光缆的特点
由于ADSS光缆是自承式光缆,因而它在架设后长期处于受力状态。在气候变化时,还常常会受到较高的负载,这就要求ADSS光缆具有极好的抗拉性能。同时,ADSS光缆又是全介质光缆,其中没有金属构件,其主要加强构件是价格昂贵的芳纶丝。为了达到足够的拉力并尽量减轻光缆重量,就必须使光缆的拉伸窗口(光纤不受力时光缆的最大伸长率)足够大。长飞公司ADSS光缆采用松套层绞式结构,该种结构易于做出ADSS光缆所需要的大的光缆拉伸窗口。试验表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之间。
ADSS光缆中的主要加强构件是芳纶丝,芳纶丝数量的多少决定了光缆的抗拉性能,而ADSS光缆所承受的最大允许工作张力取决于光缆的使用跨距及气候条件(风荷、冰荷等)。芳纶丝放线张力的一致性非常重要,若放线张力不一致,会造成芳纶丝长度不一样,不能一起受力。这就会降低光缆的抗拉性能,影响光缆的使用寿命,而解决此问题的关键在于尽可能以相同的张力施放所有芳纶丝。长飞公司ADSS光缆结构设计中,精心选用合适的芳纶丝,运用先进的进口软件精确计算在不同使用跨距、弧垂及气候条件下ADSS光缆中所需芳纶丝的用量,并指导生产。同时,专门从美国引进了一条目前国内最大的120头芳纶丝铠装生产线,其芳纶丝的放线张力控制单元可以方便地调节,以保持芳纶丝在运行过程中张力的一致性,在光缆中均处于同一初始状态,有效地保证了光缆的承力特性,最大使用跨距可达到1300米。
ADSS光缆多架设于电力线路上。在高压电场环境中,处于高压导线周围的ADSS光缆与相线、大地间的电容耦合所产生的电势在光缆表面可能产生电流。当光缆表面潮湿时,可能在干燥点和潮湿点之间发生电弧,引发的热量会侵蚀外护套导致光缆受损。研究表明,当ADSS光缆表面感应电势小于12KV时,可采用普通PE护套料；若光缆表面感应电势大于12KV时,则必须采用耐电痕护套料。长飞公司选用的耐电痕护套料通过在基料中加入特殊添加剂等途径而具有优越的耐电痕性能,同时在护层工序中严格控制工艺参数,以保证光缆外护套的质量。试验表明,长飞公司耐电痕ADSS光缆最大工作场强可达25KV,完全满足各种电压等级的电力线路应用要求。同时,长飞公司可根据不同状况的电力线路,通过专用软件计算出杆塔空间电场分布图,以便用户选择合适的光缆挂点。
三、大跨距ADSS光缆试验结果
随着ADSS光缆应用范围的不断扩大,跨越江河、峡谷等复杂地形区域的线路架设需求增加。鉴于此,长飞公司研制开发出大跨距ADSS光缆,该光缆采用耐电痕护套料。有关参数如下：
光缆芯数 12
光缆直径 17.2mm
光缆重量 253Kg/Km
最大允许工作张力 45KN
断裂强度 108KN
弹性模量 25.1KN/mm2
线膨胀系数 -0.5×10-6/K
在NESC中载条件下,最大使用跨距可达到1000米,该光缆在上海电缆研究所进行了全面性能试验。结果表明,完全符合标准要求。
四、大跨距ADSS光缆的应用
2000年2月,按商务部合同要求,为浙江省宁波市宁海电信局隔洋塘飞线跨海工程提供ADSS光缆,全长共计1344米,主跨距为852米。由于线路位于入海口处,要求设计最大风载为12级；同时须考虑刮大风时,船只能进港避风,因而对光缆负载后弧垂有严格要求。
按照工程要求,在满足使用跨距、弧垂、负载等条件下,对该段ADSS光缆结构进行设计,以满足光缆的运行使用要求,其主要性能指标如下：
光缆芯数 12
光缆直径 17.9mm
光缆重量 278Kg/Km
最大允许工作张力 55KN
断裂强度 140KN
弹性模量 29.6KN/mm2
线膨胀系数 -1.0×10-6/K
在生产过程中,加强对芳纶丝铠装及护层工序控制,保证芳纶丝绞合均匀,光缆受力一致。最终光缆合格出厂,并架设成功。2000年8月10日,台风“杰拉华”在宁波市象山登陆,中心风力达12级,该光缆经受了考验,光纤无明显附加衰减。 跨海长距离ADSS光缆施工,国内无成熟经验借鉴。在施工过程中,须精心组织准备并应注意以下问题：
(1)与当地气象部门联系,掌握施工当天气候条件,避开恶劣气候。
(2)选用合适牵引绳,避免存在损伤。
(3) 架设过程中,保持牵引张力恒定,为避免光缆落入海中被海水吸附,其间安排数艘船只为平台以托附光缆。
五、结论
ADSS光缆的拉伸窗口设计非常重要,正确的芳纶丝铠装工艺才能保证光缆的拉伸性能。此次跨海ADSS光缆架设成功,从光缆设计、弧垂选定及施工等方面进行了有益的尝试并积累了丰富的经验,充分体现了长飞公司ADSS光缆的生产能力。金属构件,其主要加强构件是价格昂贵的芳纶丝。为了达到足够的拉力并尽量减轻光缆重量,就必须使光缆的拉伸窗口(光纤不受力时光缆的最大伸长率)足够大。长飞公司ADSS光缆采用松套层绞式结构,该种结构易于做出ADSS光缆所需要的大的光缆拉伸窗口。试验表明,其拉伸窗口在0.8～1.0%之间。
