YJV 型高溫光纖低壓復(fù)合電纜中特種光纜的技術(shù)特性

孫 棟， 劉 群

(東捷光電科技(蘇州)有限公司，江蘇 蘇州215101)

0 引言

YJV、VV兩種電纜的絕緣材料不同，VV型聚氯乙烯絕緣電纜一般用于低壓系統(tǒng)較多，YJV型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜則多用于高壓系統(tǒng)。YJV電纜在耐溫、耐壓、耐腐蝕上都優(yōu)于VV電纜。VV(VLV)類電纜導(dǎo)體運行最高額定溫度為70℃，短路時(持續(xù)時間小于5s)最高溫度不超過160℃。YJV(YJLV)類電纜導(dǎo)體運行最高額定溫度為90℃，短路時(持續(xù)時間小于5s)最高溫度不超過250℃。相比較VV型電纜，YJV型電纜顯著改善了電力電纜的性能。VV型電纜長期工作溫度只有70℃，而YJV型電纜的長期允許工作溫度可達(dá)90℃。相比同等截面的VV型電纜，YJV型電纜的載流量可提高約25%。因此，在實際應(yīng)用中，可用截面低一檔的YJV型電纜來取代VV型電纜。YJV型電纜具有VV型電纜無法比擬的優(yōu)點，它結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、耐熱好、負(fù)載能力強(qiáng)、不熔化、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高，更為主要的是在電氣火災(zāi)時，燃燒時不會產(chǎn)生有毒氣體。

由于具有大電流負(fù)荷容量特點的YJV型電纜的長期允許工作溫度高達(dá)90℃，而常規(guī)的通信光纜長期最高工作溫度只有60～70℃，所以要制造YJV型的高溫光纖低壓復(fù)合電纜(OPLC)，嵌在OPLC中的光纜，需要具備特殊的結(jié)構(gòu)和材料性能，才能滿足YJV型的高溫OPLC的長期安全可靠運行、運行維護(hù)方便的使用要求。為此，我們研制了具有耐高溫、非金屬、無油膏技術(shù)特性的特種光纜。

1 YJV型高溫OPLC

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，配電網(wǎng)的自動化視頻監(jiān)控、電力用戶的用電量遠(yuǎn)程采集、電網(wǎng)與電力用戶的雙向互動等智能電網(wǎng)的智能化建設(shè)，都需要電力信息通信向高速、寬帶、可靠、安全的方向發(fā)展。

光纖具有寬帶高速通信的功能，且抗電磁干擾能力強(qiáng)，故將光纖光纜與電力電纜復(fù)合在一起，就可做到供電線纜與信息通信網(wǎng)絡(luò)線纜的同步敷設(shè)，實現(xiàn)供電、通信一纜解決的目標(biāo)。OPLC的優(yōu)勢特點如下:

(1)外徑小，重量輕，占用空間小(通常情況下用多根線纜才能解決的系列問題，在此可以用一根復(fù)合纜來代替);

(2)客戶采購成本低，施工費用低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用低;

(3)具有優(yōu)越的彎曲性能和良好的耐側(cè)壓性能，施工方便;

(4)同時提供多種傳輸技術(shù)，同設(shè)備的適應(yīng)性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)，產(chǎn)品適用面廣;

(5)提供巨大的帶寬接入;

(6)節(jié)約成本，將光纖作為到戶預(yù)留之用，避免了二次布線;

(7)解決網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中設(shè)備用電問題(避免重復(fù)布放供電線路)。

YJV型高溫OPLC結(jié)構(gòu)之一如圖1所示。

2 YJV型高溫OPLC中的特種光纜

要將通信光纖光纜復(fù)合到電力電纜中，在光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先需要考慮光纜應(yīng)具有較強(qiáng)的抗側(cè)壓性能。因為當(dāng)電纜成纜時，夾在其中的通信光纜將一起參與電纜成纜過程中的銅金屬導(dǎo)體纜芯的強(qiáng)力絞合及護(hù)套擠出過程，要承受強(qiáng)大的側(cè)壓力而光纜中的光纖不能受擠壓;第二，為了更適合電力電纜的供電安全環(huán)境，光纜需要采用非金屬的結(jié)構(gòu)設(shè)計;第三，光纜長期伴隨電纜熱負(fù)荷運行，為了方便電力運維，光纜需要采用無油膏的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

此外，由于YJV型高溫OPLC的長期允許工作最高溫度達(dá)90℃。短路時(持續(xù)時間小于5s)最高溫度可達(dá)250℃。而目前常規(guī)的通信光纖的長期允許工作最高溫度只有60～70℃。因此，YJV型高溫電纜的長期工作溫度將直接影響到對溫度敏感的通信光纖的可靠性及工作壽命。為此，YJV型高溫OPLC中的光纜需要采用與之匹配的耐100℃以上高溫的光纖材料。

綜上所述，嵌入在YJV型OPLC中的特種光纜，應(yīng)是耐高溫、非金屬、干式結(jié)構(gòu)和特性的特種光纜。該特種光纜的結(jié)構(gòu)之一如圖2所示。

此外，在光電纜復(fù)合過程中還需要調(diào)整完善電

圖2 特種光纜結(jié)構(gòu)之一

纜的相關(guān)成纜工藝，才能使OPLC具備經(jīng)過抗彎曲、扭曲、拉力、側(cè)壓、高低溫循環(huán)等測試后符合標(biāo)準(zhǔn)的光電特性指標(biāo)。經(jīng)測試，嵌入在YJV型高溫OPLC中的特種光纜，在－40℃ ～90℃高低溫循環(huán)試驗中，光纜衰減的變化量≤0.1 dB。在加溫至110℃的熱過載性能測試中，光纜衰減的變化量也≤0.1 dB。圖3為電流負(fù)荷過載測試場景。

圖3 YJV型OPLC電流負(fù)荷過載測試場景

3 YJV型高溫OPLC中特種光纜的試驗數(shù)據(jù)

為了驗證光纜的各項性能，使其能在YJV型高溫OPLC中長期運行，我們對光纜的基礎(chǔ)損耗、彎曲附加損耗、熱負(fù)荷附加損耗、耐壓附加損耗、拉伸附加損耗和阻燃性進(jìn)行前期試驗，模擬光纜在復(fù)合纜中的工作環(huán)境。試驗數(shù)據(jù)如表1。

由以上測試數(shù)據(jù)分析，光纜能滿足在電纜中的各項指標(biāo)要求，可以在電纜中長期工作。

4 結(jié)束語

為了參與智能電網(wǎng)建設(shè)，我公司自2009年起就配合上海電力試制YJV型高溫OPLC中的特種光纜，在2010年初通過了性能測試，并在上海世博會前，成功應(yīng)用于上海電力光纖到戶的示范工程中。目前已供應(yīng)給上海、浙江、江蘇等多個省市的電力電纜公司，用于制造YJV型高溫OPLC。

表1 YJV型高溫OPLC中特種光纜的性能

［1］YD/T 901—2009 層絞式通信用室外光纜［S］.

［2］YD/T 769—2010 中心管式通信用室外光纜［S］.