ADSS光纜在煤礦電力線路中的應(yīng)用

武前勇

【摘 要】介紹了全介質(zhì)自承式（ADSS）光纜在煤礦電力系統(tǒng)中應(yīng)用，著重論述了ADSS光纜與電力輸電線同桿架設(shè)時，如何進行設(shè)計，以及應(yīng)注意的問題，對ADSS光纜在煤礦電力系統(tǒng)中設(shè)計有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】ADSS光纜；結(jié)構(gòu)與選型；電力輸電線；同桿架設(shè)；設(shè)計

全介質(zhì)自承式ADSS光纜是目前使用較多的架設(shè)光纜型式，可在現(xiàn)有的輸電線路上附掛，不停電施工，且造價越來越便宜。ADSS適用于在已運行的220kV及以下輸電線路上使用，其安全性和可靠性稍次于OPGW光纜，但施工周期較OPGW短，工程造價也比OPGW短。

目前煤礦中新建110kV輸電線路多采用OPGW，但已建輸電線路架設(shè)OPGW存在很大問題，這就要求對已建輸電線路的改造不能時間過長，且最好是能帶電作業(yè)。因此，ADSS光纜的優(yōu)點就體現(xiàn)出來。下面就ADSS光纜在煤礦電力線路同桿架設(shè)中，涉及設(shè)計方面的有關(guān)問題作以淺析。

1.ADSS光纜類型及結(jié)構(gòu)特點

ADSS意為“全介質(zhì)自承式光纜”，它的結(jié)構(gòu)中不含任何金屬材料。ADSS光纜結(jié)構(gòu)目前分為兩大類：層絞式和中心束管式。

（1）層絞式光纜結(jié)構(gòu)特點 中心非金屬加強構(gòu)件與芳綸紗共 同承受光纜機械強度，光纜由2～5根松套管繞中心非金屬加強構(gòu)件成纜，絞合成圓整的纜芯，纜芯擠包PE內(nèi)護套，并再絞合芳綸紗，最后擠包黑色聚乙烯護套。

（2）中心束管式光纜結(jié)構(gòu)特點 所有光纖放置在中心管內(nèi)，芳綸紗絞合在中心管上并承受機械強度。

（3）兩種ADSS光纜比較。

電氣特性：兩種ADSS光纜如果用在感應(yīng)場強超過12kV/m的工作環(huán)境時，其外護套都需使用耐電痕黑色聚乙烯護套。

結(jié)構(gòu)特性：與層絞式ADSS相比，由于僅采用芳綸作為光纜的受力載體，中心束管式ADSS在相同的張力條件下，截面可以更小，重量更輕，相應(yīng)對于桿塔的受力影響也更小。但是，由于中心管式ADSS光纜制造工藝比較復雜，價格相對于層絞式ADSS貴一些。

2.ADSS光纜的選型

架空電力線路周圍存在高壓感應(yīng)電場，特別是桿塔附近的高壓感應(yīng)電場梯度變化較大，高壓感應(yīng)電場對光纜有強烈的電腐蝕。因此必須采用具有抗電腐蝕性能的AT、PE聚乙烯材料為外護套的ADSS光纜。其中AT外護套適用于≤20kV/m高壓感應(yīng)電場環(huán)境中，一般使用于110 kV及以上架空電力線路。PE外護套適用于≤12kV/m高壓感應(yīng)電場環(huán)境中，一般使用于35kV及以下架空電力線路。

3.ADSS光纜在桿塔上位置的確定

在設(shè)計ADSS光纜在桿塔上的掛點時，要考慮到光纜對工作場強的要求。通常設(shè)計時先根據(jù)桿塔的結(jié)構(gòu)特點，在桿塔上選定一個比較適當?shù)膾炀€位置，然后根據(jù)電力線路的電壓，導、地線布置方式等數(shù)據(jù)，計算出掛線位置的場強。如果計算結(jié)果小于光纜耐受的最高環(huán)境場強，則該處為光纜掛點位置，否則重新選擇。滿足電場強度要求的掛點一般分為高掛點、中掛點、低掛點三種方式。它們有以下特點：

高掛點特點：（1）高掛點位于橫擔上方塔頭地線羊角處，在導線上方，不會和導線相碰，距地面障礙物最遠；（2）光纜距地線較近，刮風時因風偏方向不同可能與地線發(fā)生鞭擊；（3）由于掛點較高，使桿塔受力較大；（4）施工難度大。

中掛點特點：（1）中掛點位于橫擔下方300mm～500mm處，光纜在導線的上方地線的下方；（2）光纜在水平和垂直兩個方向上的投影不與導線和地線出現(xiàn)交叉，不會和導線、地線發(fā)生鞭擊碰撞；（3）對桿塔受力影響比較??；（4）對地距離滿足要求；（5）運行維護方便；（6）施工有一定難度。

低掛點特點：（1）低掛點在導線下方，可帶電作業(yè)；（2）運行維護方便；（3）對地安全距離存在問題，尤其與其他線路交叉時；受此限制，光纜不能掛得太低，掛點提高就距導線較近，容易發(fā)生鞭擊；危及光纜和電力線路的安全運行。

ADSS光纜掛點的具體選擇應(yīng)根據(jù)輸電線路所在環(huán)境特點進行選擇，同時要考慮到電力線路導線排列方式改變時，還需滿足光纜最大弧垂的要求，即光纜與帶電導線間的距離以及對跨越物之間的距離。

4.敷設(shè)光纜桿塔結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的校驗

ADSS光纜是利用已建電力線路桿塔進行架設(shè)，因此，架設(shè)前要對線路運行情況進行調(diào)查，查看砼桿有無裂紋、漏筋現(xiàn)象；查看鐵塔和砼桿橫擔的銹蝕狀況以及線路基礎(chǔ)的運行情況。對運行狀況差的桿塔和基礎(chǔ)要進行必要的處理。要收集線路的設(shè)計和施工、改造的資料，考慮ADSS光纜荷載對線路桿塔和基礎(chǔ)的影響，并進行強度計算。對于強度不夠的桿塔和線路基礎(chǔ)要采取必要的加固措施。如原有桿塔不能滿足敷設(shè)要求，還要采用其它方法敷設(shè)。總之要能保證輸電線路在雙重荷載下安全可靠地運行。

5.光纜的配盤

在確定光纜的配盤問題上，首先要根據(jù)高壓輸電線路的長度粗略地確定光纜的總長度，還要考慮光纜的接續(xù)、線路弧垂、桿塔上的過引以及線路允許的設(shè)計誤差等問題。一般ADSS光纜盤長應(yīng)控制在3～5km范圍內(nèi)，過長會造成施工不便，過短會增加接續(xù)次數(shù)。光纜的弧垂應(yīng)與輸電線路導線的弧垂要相接近，實際放線時應(yīng)比導線略緊，使弧垂高度略高。因為光纜比導線細，風速大時，其擺動范圍較大，可能會與導線或地線發(fā)生碰撞，也會導致金具的作用降低。一般情況下，光纜的弧垂應(yīng)比線路導線的弧垂略高5～20cm。另外，在設(shè)計光纜時應(yīng)考慮1%的誤差。

6.光纜的金具

金具的選擇一般情況下都能滿足要求，對單根桿塔而言，耐張塔選擇2 套耐張金具，終端塔選擇1套耐張金具，直線塔選擇1～2套懸垂金具。但不能忽視懸垂金具附近的光纜與桿塔發(fā)生碰撞的可能，甚至發(fā)生光纜斷裂。

光纜的防振問題也應(yīng)引起注意。在檔距較長、風速較大時，ADSS光纜隨風擺動的幅度較大，有可能造成光纜與導線在空中碰撞的現(xiàn)象，使光纜受損。因此當光纜的自阻尼特性不能克服風擺的影響時，應(yīng)在每檔光纜的兩端加裝阻尼裝置。

7.結(jié)束語

ADSS光纜的使用具有很多優(yōu)點，在煤礦電力系統(tǒng)通信中獲得了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜通常是與已建成的輸電線同桿架設(shè)，因此，要根據(jù)實際輸電線路條件，進行施工設(shè)計，適當選擇ADSS光纜的掛點是減少光纜電腐蝕的一個重要手段。這樣才能保證光纜通信系統(tǒng)長期的可靠和安全運行。

【參考文獻】

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