試論ADSS光纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

福建源發(fā)電力勘察設(shè)計有限公司 陳小華

信息技術(shù)的快速發(fā)展使得光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越明顯，本文分析了進(jìn)行ADSS光纜設(shè)計和選型的時候需要注意的問題，最后對ADSS光纜的鋪設(shè)應(yīng)用進(jìn)行探究。希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員的研究工作有幫助，推動電力行業(yè)、通信行業(yè)的快速發(fā)展，為國家經(jīng)濟實力的持續(xù)提升助力。

1 ADSS光纜設(shè)計和選型時需要注意的問題

1.1 電力用戶需求

使用ADSS光纜進(jìn)行電力系統(tǒng)設(shè)計施工的時候，用戶電力需求方面應(yīng)當(dāng)注意的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，確保ADSS光纜的芯數(shù)、抗拉強度、類型以及跨距符合用戶需求，可供電力系統(tǒng)選擇的ADSS光纜類型主要有兩種，分別為G652和G655。第二，對于電力系統(tǒng)的線路狀況，需要合理選擇ADSS光纜的電壓等級、地線、機械物理性能、最大弧垂、相序排列、地線排列以及相線排列。第三，對于塔桿，需要按照電力系統(tǒng)設(shè)計要求，制作塔桿明細(xì)表、塔桿結(jié)構(gòu)圖，明確最大檔距、最大耐張段長度以及最大高差等。第四，對于ADSS光纜的垂度要求，包括水弧垂、垂直弧垂以及風(fēng)偏角等。第五，對于環(huán)境氣象條件，包括氣溫、污穢等級、覆冰厚度以及風(fēng)速等。

1.2 光纜的電腐蝕

電腐蝕對光纜的影響巨大，ADSS光纜的推廣應(yīng)用主要受該因素的影響。在電力系統(tǒng)中，引起ADSS光纜電腐蝕的原因主要有兩個，分別為因干帶電弧放電而引起的光纜護(hù)套電腐蝕和因光纜預(yù)絞絲端部電暈放電引起的電腐蝕。第一種電腐蝕主要發(fā)生在大氣污染嚴(yán)重的天氣，發(fā)生第二種電腐蝕的原因是光纜中超出預(yù)絞絲組單絲尖端電場強度比較大，超過空氣電場強度時就會發(fā)生電腐蝕。解決ADSS光纜電腐蝕的方法有三種。第一，使用耐電痕、抗紫外線以及耐水性強的外護(hù)套材料。第二，使用預(yù)絞絲結(jié)構(gòu)金具，同時安裝均壓環(huán)或者防暈圈。第三，采用導(dǎo)線相互換序的方式，找出ADSS光纜感應(yīng)電場值較低的地方，并進(jìn)行懸掛處理。

1.3 光纜的電應(yīng)力

電應(yīng)力為一種能夠破壞ADSS光纜護(hù)套的作用力，該作用力的實施主體為電場能量。電應(yīng)力引起的ADSS光纜劣化擊穿有三種，分別為電化學(xué)擊穿、熱擊穿以及電擊穿。其中，電化學(xué)擊穿是最常見的一種。在電應(yīng)力以及溫度等的作用下，ADSS光纜中的固體電解質(zhì)會發(fā)生緩慢的化學(xué)變化，光纜性能逐漸劣質(zhì)化，最終會導(dǎo)致ADSS光纜整個絕緣部分被擊穿。

2 ADSS光纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 ADSS光纜應(yīng)用圖的設(shè)計

設(shè)計ADSS光纜鋪設(shè)應(yīng)用圖的時候：第一，需要全面收集和電力系統(tǒng)線路相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，同時施工人員需要對電力線路鋪設(shè)現(xiàn)場地形、地貌、線路交叉跨越以及障礙物等情況進(jìn)行充分的調(diào)查和了解。第二，應(yīng)當(dāng)盡量減少檔距差和光纜種類，這樣能夠減少備品數(shù)量，降低工程鋪設(shè)難度，便于工程后期的維護(hù)和管理。與此同時，需要在電力系統(tǒng)線路耐張塔上接續(xù)ADSS光纜，原因是ADSS光纜不能在電力輸電線路中間連續(xù)。另外，為了降低ADSS光纜的連續(xù)次數(shù)，需要將每一盤ADSS光纜的長度控制在2.5km到5km的范圍內(nèi)。第三，供電單位需要保證ADSS光纜的性能符合要求，同時合理搭配使用金具，確保ADSS光纜能夠在桿塔上安全、穩(wěn)定運行。選擇金具的時候，要充分考慮ADSS光纜的外徑、檔距預(yù)絞絲長度以及安裝地區(qū)風(fēng)速度、地形等因素。除此之外，還要采取防震措施，降低微風(fēng)以及大風(fēng)振動對ADSS光纜造成的影響。第四，供電單位應(yīng)當(dāng)從大品牌廠家購買ADSS光纜以及相關(guān)材料，確保光纜質(zhì)量能夠符合鋪設(shè)要求，也方便后期對剩余材料進(jìn)行退貨。第五，供電單位要綜合考慮ADSS光纜的實際稱重重量、施工當(dāng)?shù)貝毫託庀髼l件以及最大運行應(yīng)力等因素，有效校驗桿塔荷載。第六，供電單位要合理選擇ADSS光纜的懸掛點。為確保ADSS光纜懸掛點的選擇符合要求，可從幾個方面進(jìn)行把握。電應(yīng)力，供電單位要嚴(yán)格按照空間電位分布圖，找出滿足ADSS光纜電氣性能的安裝點。一般情況下，電力系統(tǒng)輸電線路運行電壓越高，空間電位以及電場的強度越大。同時，電力系統(tǒng)輸電線路的相序也會導(dǎo)致塔端空間電位和電場強度增大，特別是當(dāng)ADSS光纜被架設(shè)到雙回路運行的電力系統(tǒng)輸電線上時，能夠有效降低光纜懸掛點的電場強度?；〈梗趯嶋H的電力系統(tǒng)線路中，當(dāng)某一跨檔建筑物與另一條輸電線出現(xiàn)交叉跨越的情況時，需要保證ADSS光纜與建筑物之間保持一定的距離。一般情況下，電力系統(tǒng)相線和光纜之間的最小安全距離計算公式為S=E/15×0.0254。S為最小安全距離，E為相線對地電壓。另外，為保證ADSS光纜施工圖的設(shè)計符合要求，需要對光纜張力、鋪設(shè)場地氣象條件以及鋪設(shè)安全性和便捷性等方面進(jìn)行綜合考慮。

2.2 ADSS光纜的應(yīng)力應(yīng)變設(shè)計

設(shè)計ADSS光纜的時候，很多設(shè)計師容易忽視應(yīng)力對光纜的影響，應(yīng)力過大時ADSS會被拉伸，此時ADSS光纜的損耗比較大。如果供電企業(yè)對此不給予重視，將造成大量資源的浪費。與此同時，通過檢測ADSS的應(yīng)力應(yīng)變特性，即可明確ADSS質(zhì)量的高低。ADSS光纜應(yīng)力應(yīng)變特性符合電力系統(tǒng)設(shè)計要求后，無論處于何種環(huán)境中，ADSS光纜都能正常運行，從而可保證電力系統(tǒng)高效運行，滿足廣大居民對高質(zhì)量電力資源的使用。

當(dāng)前我國并沒有一套完整的ADS光纜設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，因此本文將從ADSS光纜使用的最惡劣環(huán)境條件以及敷設(shè)條件來計算ADSS光纜的最大理論應(yīng)力值。最惡劣環(huán)境條件有最大風(fēng)力、最大覆冰，敷設(shè)條件有弧垂以及高差等。

首先，本文對ADSS光纜的使用氣候條件相關(guān)資料進(jìn)行了收集，例如風(fēng)力、風(fēng)向、高溫、低溫以及覆冰等。其次，本文對ADSS敷設(shè)在電力系統(tǒng)中允許的跨距、高差、電壓等級以及弧垂等，對ADSS的最大理論應(yīng)力值進(jìn)行計算。ADSS光纜的自重比載計算公式為g1=G/a×10-2（N/mm2），光纜冰重比載計算公式為g2=πb（b+d）ρ0/a×10-2（N/mm2），光纜垂直比載計算公式為g3=g1+g2。光纜覆冰時的風(fēng)荷比載計算公式為g4=αCV2（d+2b）*sinβ/16.3a*10-2（N/mm2），光纜的綜合比載計算公式為g=（g32+g42）1/2。其中，G為ADSS光纜的總重量，a為ADSS光纜的橫截面積，d為光纜的外徑，b為光纜的覆冰度，ρ0為霧凇冰的比重，一般情況下，ρ0取值為0.9g/cm3，C為光纜體型系數(shù)，取值介于1.1到1.2之間，α為光纜應(yīng)用地的風(fēng)荷系數(shù)，取值介于0.7到1之間，β為光纜的弧垂，h為光纜高差。根據(jù)給出的公式，即可準(zhǔn)確計算出ADSS光纜的理論應(yīng)力值。開展ADSS敷設(shè)工作之前，敷設(shè)人員需要按照上述公式對ADSS光纜的應(yīng)力值進(jìn)行精確的計算，只有確保ADSS光纜的應(yīng)力應(yīng)變特性符合要求，才能保證后期電力系統(tǒng)建成后的運行質(zhì)量。

2.3 ADSS光纜金具握著力和滲水設(shè)計

為保證ADSS光纜能夠安全懸掛在鐵塔上，設(shè)計團(tuán)隊需要對金具握著力進(jìn)行設(shè)計，這樣才能確保電力系統(tǒng)的正常運行。設(shè)計ADSS光纜金具握著力的時候，既要保證ADSS光纜自身性能能夠滿足要求，還要和金具進(jìn)行完美配合。首先，ADSS光纜和金具之間不能打滑，要確保光纜不被拉斷，有效提升光纜握著力的設(shè)計和應(yīng)用質(zhì)量。其次，金具的作用不能對ADSS的性能造成影響，更不能對光纜造成損壞。因此，設(shè)計人員要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)要求對ADSS光纜金具握著力進(jìn)行設(shè)計，降低金具和光纜之間的摩擦力。

滲水問題是ADSS設(shè)計和應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問題，為保證ADSS光纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用質(zhì)量，設(shè)計人員需要對光纜的整體性能進(jìn)行檢測，確保光纜防水性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能將光纜應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。一般情況下，一米ADSS光纜，一米水柱在8h內(nèi)無水滲出，即可說明該光纜質(zhì)量能夠符合要求。

2.4 ADSS光纜的連續(xù)設(shè)計

ADSS光纜的連續(xù)設(shè)計包括四個方面的內(nèi)容，分別為光纜開剝、光纖熔接、光纖收容以及封裝固定接頭盒。第一，光纜開剝。供電單位也應(yīng)當(dāng)根據(jù)接頭盒的規(guī)格，確定光纜的開剝尺寸。與此同時，要保留光纜外護(hù)套1到2cm的余長，這樣能夠有效避免彎曲處理光纜時折斷纖芯，同時還能避免損壞松套管。第二，清潔光纜光纖，這一步也是光纜接續(xù)工作的第一步，會對后續(xù)的工作造成影響，因此供電單位要對這一步的工作給予重視。光纜光纖清潔完畢后，需要對光纜端面進(jìn)行處理和切割，切割后要確保光纜切割端面平直、潔凈和無毛刺。對于放電機的放電強度，鋪設(shè)人員要按照要求進(jìn)行合理控制，避免造成損耗。第三，光纖收容。應(yīng)當(dāng)整齊合理的放置光纖，盤放力度要輕，避免出現(xiàn)死彎、硬彎的情況，同時還應(yīng)避免壓纖。第四，封裝固定接頭盒。鋪設(shè)人員要擰緊接頭盒內(nèi)各緊固件，有效防止緊固件的脫落，之后需要對接頭盒進(jìn)行密封保存。完成以上工作后，鋪設(shè)人員還應(yīng)做好數(shù)據(jù)記錄工作，例如光纜路由平面圖、光纜跨越距離、光纖分配圖、光纖傳輸性能測試記錄以及光纜跨越設(shè)施等信息。

結(jié)論：總而言之，使用電力系統(tǒng)線路架設(shè)ADSS光纜等特殊光纜的時候，需要充分考慮光纜的自重、天氣因素以及環(huán)境因素等對光纜的影響。為保證建成后的電力系統(tǒng)能夠符合要求且電力系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定的運行下去，需要嚴(yán)格把控ADSS光纜的材料選擇、工程設(shè)計等方面的內(nèi)容，盡可能的降低施工不當(dāng)對企業(yè)造成的損失，最大化電力系統(tǒng)施工效益。