光纜終端接續(xù)保護卡具的研制及應用

李國良，楊潤平，高志華，蘇潤梅

（內(nèi)蒙古超高壓供電局，呼和浩特 010080）

0 引言

通過對內(nèi)蒙古超高壓供電局2018—2019年光纜運行維護數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)光纜接續(xù)使光纖脫落、斷裂故障占光纜運行故障總數(shù)約40%。內(nèi)蒙古超高壓供電局維護的500 kV線路OPGW（負荷架空地線）光纜線路總長為4 190.5 km，按照光纜架設最大中繼距離要求5 km一個接續(xù)點估算，約有840個光纜接續(xù)點，500 kV變電站內(nèi)有106條500 kV線路和148條220 kV線路OPGW光纜接入接續(xù)點，合計約1100個光纜接續(xù)點[1]。當前變電站OPGW光纜引下線接續(xù)處或輸電線路OPGW光纜接續(xù)處承受光纜接續(xù)盒、余纜架及光纜的質(zhì)量，在惡劣天氣或外力作用下，光纜接續(xù)處存在光纖脫落、斷裂的風險[2-4]。內(nèi)蒙古電網(wǎng)光纜線路年運行率指標為99.90%，提高光纜線路運行率成為光纜運行維護工作中急需解決的問題[5-6]。為此，內(nèi)蒙古超高壓供電局研制了光纜終端接續(xù)保護卡具，通過加強光纜接續(xù)盒處光纜的支撐力，從根本上解決光纜接續(xù)處承載力小的問題，從而降低光纜接續(xù)的故障率。

1 光纜終端接續(xù)保護卡具設計

光纜終端接續(xù)保護卡具分成3個部分（見圖1）：桿塔固定部分、構件連接部分及光纜緊固部分，從經(jīng)濟性、施工難度、絕緣性能、工藝等方面進行選材[7-8]。

圖1 光纜終端接續(xù)保護卡具結構示意圖

1.1 桿塔固定部分

對強力卡式實心抱箍、U形抱箍、全鋼美式抱箍3種固定方法，分別從施工難度、經(jīng)濟性等方面進行綜合對比，如表1所示。通過對比分析，全鋼美式抱箍耐腐蝕、可自由調(diào)節(jié)長度、受力均勻、安裝及維護便捷、性價比高[9]；U形抱箍連接牢靠，但質(zhì)量較大，不方便調(diào)節(jié)長度，施工難度較大，且價格昂貴；強力卡式實心抱箍不易斷裂，不可自由調(diào)節(jié)長度，雖承力大，但價格較高。因此，桿塔固定部分最終選擇了全鋼美式抱箍。

表1 桿塔固定部分工藝選型

1.2 構件連接部分

構件連接部分擬采用不銹鋼單孔和雙孔卡座兩種方案，從桿塔固定部分、光纜緊固部分連接可靠性和光纜緊固部分穩(wěn)定性方面進行了綜合對比，如表2所示。通過對比分析，采用不銹鋼雙孔卡座，配套使用長度為10 cm連接螺紋桿，能夠保證螺紋桿頂端在400 N外力下，螺紋桿偏移角度＜5°，穩(wěn)定性好。采用不銹鋼單孔卡座，配套使用長度≤8 cm的螺紋桿，能夠保證螺紋桿頂端在400 N外力下螺紋桿偏移角度＜5°；光纜接續(xù)處到架構固定卡座距離為8~10 cm，所以應選擇裝置的螺紋桿需長度≥10 cm。但經(jīng)實驗檢測，螺紋桿長度≥10 cm時，在400 N的外力作用下螺紋桿偏移角度＞5°，穩(wěn)定性差。因此，在構件連接部分，選擇不銹鋼雙孔卡座。

表2 構件連接部分工藝選型

1.3 光纜緊固部分

光纜緊固部分按照所需材質(zhì)提出了不銹鋼+絕緣、絕緣橡膠線夾（內(nèi)含鋼支撐）兩種方案。并從光纜固定和絕緣性能兩方面對方案進行了綜合對比，如表3所示。分析發(fā)現(xiàn)，不銹鋼+絕緣能有效固定光纜，但材質(zhì)硬度較大，容易與OPGW光纜接觸部分磨損，造成絕緣材料破損，引起OPGW光纜多點接地[10-11]。因此，選擇絕緣橡膠線夾（內(nèi)含鋼支撐）作為光纜緊固部分的材質(zhì)。經(jīng)現(xiàn)場實際勘查，光纜接續(xù)處出線OPGW光纜與導引纜間距在6.5~7.5 cm，故采用絕緣橡膠線夾孔徑間距7 cm；常規(guī)應用的OPGW光纜線直徑為12 mm、導引纜線直徑為10 mm，為有效固定光纜，設計絕緣橡膠線夾的孔徑為8 mm。

表3 光纜緊固部分工藝選型

2 卡具應用

現(xiàn)場對安裝完畢的保護卡具施加784 kN的拉力，進行10次拉斷試驗，保護卡具未脫落和損壞。2019年9月，分別在野外輸電線路上選擇了30處接續(xù)點，在500 kV變電站內(nèi)選擇了20處接續(xù)點，共計50處接續(xù)點進行安裝實施，見圖2。經(jīng)現(xiàn)場實際應用，該保護卡具對光纜接續(xù)處起到了良好的固定作用，未發(fā)生由于光纜接續(xù)處光纖脫落、斷裂而引發(fā)的光傳輸通道故障。

圖2 卡具安裝效果

3 結束語

光纜終端接續(xù)保護卡具填補了該領域國內(nèi)空白[12]，能夠為光纜接續(xù)處提供額外的承力裝置，消除了光纜接續(xù)處脫落、斷裂的隱患，避免了由于光纜接續(xù)故障造成光通道業(yè)務中斷故障的發(fā)生。