opgw技术专题

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1、OPGW技术专题---------OPGW主要特性和工程配置OPGW的主要特性和工程配置黄俊华摘要OPGW主要有三种代表结构，分别是铝管、铝骨架和钢管式，三种结构有各自的长处。OPGW的结构和技术特性不但要保证光纤的的传输特性和安全，还应进行合理的工程配置，在满足电力架空线路的规程和设计要求的前提下，保证安全运行。关键词电力架空线路电力杆塔金具引言近两年来，国内OPGW需求量剧增，令国内外厂商措手不及。不寻常的市场膨胀带来暂时不平衡的供求关系，过高的发展速度带来了商机，同时也难免出现了一些问题，已引起国内相关领导部门的关注

2、。尽管OPGW与传统的地线有几乎一致的机械特性和电气特性，可以用最经典的理论和计算方法来进行OPGW光缆的工程设计。但是，OPGW毕竟同时还是光缆，由于光纤的介入，它仍具有特殊性。OPGW安全可靠运行的前提是它本身的结构和技术特性必须满足电力线路的使用条件。1.OPGW的代表结构OPGW的基本结构由含光纤的缆芯（或称光单元）和绞合的金属线材（通常为铝包钢ACS线和铝合金AA线的组合，但也不排除其它金属线材）组成。其中，光纤提供了传输通道，钢成份主要提供了机械强度，铝成份则主要承载短路电流。常见的OPGW可归纳为三种主要结构

3、型式。1.1铝管型图1(a)所示的是标准结构，铝管外有两层绞线，一般内层为ACS线，外层为AA线（以利散热）。为了兼顾直径、强度和短路电流等参数，有时改良为图1(b)所示的单层“夹花”绞线结构。这种“夹花”也可用于标准结构中，例如在外层AA线绞层中夹入ACS线或在内层ACS线中夹入AA线，在保持外径不变的前提下，前者增加了强度、减小了短路电流，而后者则相反。-1-OPGW技术专题---------OPGW主要特性和工程配置(a)(b)图1铝管是导电截面的一部分，管内的光纤可以是单松套管、层绞松套管、光纤束或带状纤，一般应填

4、充阻水油膏。铝管大致可分为C型纵包、焊接和无缝挤出三种。前者因密封性差，已不常采用，后二者中无缝挤出是密封性最可靠的。事实上，除了铝管外，缆芯与“标准”的普通光缆缆芯并无多大区别，因此，可以用最成熟的方法计算和控制光纤余长。此外，在光纤缆芯与铝管内壁间通常还需要有隔热层，以隔离铝管挤出时或氩弧焊时的高温，也起到了短路电流通过铝管时产生的高温对缆芯的隔离作用。1.2铝骨架型(a)(b)图2图2(a)所示的是标准结构，图2(b)所示的是改良结构。在标准结构中，铝骨架和铝管都是导电截面的一部分。改良结构为获小直径取消了铝管。由于

5、光单元中铝截面较大，故常见结构以单层ACS线为主。在这种情况下，短路电流将主要由铝骨架承载并产生高温，所以最初在槽内放的是具有缓冲层的耐温紧包光纤，此时光纤的余长仅依赖骨架槽的螺旋节距且容纳光纤数量和光纤余长都有限。后来，改为在槽内放PA松套光纤管，PA比PBT的耐温性能好，光纤在管内还有额外的余长。尽管如此，专家们和用户对改良结构有不同的看法，理由是取消铝管后相当于松套管暴露在空气中，从理论上讲，即使是PA也承受不了OPGW的工作环境条件。1.3钢管型-2-OPGW技术专题---------OPGW主要特性和工程配置(a

6、)(b)图3图3(a)是标准结构，光纤以合适的余长置于填充阻水膏的不锈钢管内，光纤钢管放在内层绞线中，以获得光纤二次绞合余长。图3(b)是改良型，光纤管放在中心位置，这时要求管内光纤要有足够大的余长。光纤置于不锈钢管内是一项专利技术，该技术通过把不锈钢带纵包后对接缝用激光焊接，再通过拉拔和弹性回缩，使光纤获得余长，可简称为焊接拉拔型。为避开此专利，随后开发了在PBT光纤管外涂胶再用不锈钢带包复后用激光焊接的技术，可简称为包复焊接型，在相同钢管外径时，后者在光纤余长相同时可容纳的光纤数量相对较少，生产成本也较高，焊接后未经拉

7、拔筛选难以验证其焊缝的可靠性。钢管内可容纳的光纤数量与管子内径有关。若内径一定，可容纳的光纤数量是有限的，而钢管的直径又与相搭配的线材有关，因此，在标准结构中，如果需要的光纤数超过单管可容纳光纤数，可用多根光纤管，在图1(a)中，最多可为3根。在三种代表结构中，钢管型结构的生产工序最少，以着好色的光纤为起始，只需钢管焊接、绞线两步工序即可完成。并且结构与传统地线结构雷同，在双地线系统中容易与对侧地线相匹配。不能简单地把以上三种不同结构的OPGW光缆相提并论，这三种代表结构各有其特定的长处和短处，应根据具体条件和性能价格比来

8、选定结构。2.OPGW的光传输特性衰减和带宽是任何一种传输线的最重要技术指标，OPGW也不例外。OPGW的传输特性主要取决于缆内的光纤，目前最常用的是B1.1(G652)和B4(G655)光纤。2.1传输衰减按相关标准，衰减分为三级（见表1）：表1单模光纤的衰减系数（带状纤除外）光纤类别B1.1(G65