APP下载

光纤复合架空相线光电一体化接驳技术

2020-11-12陈洪钦

山东电力高等专科学校学报 2020年5期
关键词:金具光缆张力

陈洪钦

(广东电力通信科技有限公司,广东 广州 510600)

0 引言

光纤复合架空相线 (Optical Fiber Compositie Overhead Phase Conductor,简称 OPPC)在 20世纪 80年代出现于欧美国家,由于受到瓷瓶绝缘子技术的限制,其在光电分离方面存在不足,OPPC主要应用于150 kV以下输电线路中。硅橡胶复合绝缘子接头盒的出现促进了OPPC光缆的推广应用,使其逐渐在225 kV和400 kV线路中发挥重要作用。我国110~500 kV电网广泛采用ADSS和OPGW通信,出现载波通信维护难的问题时,采用OPPC作为补充产品,形成OPPC组合三相电力系统,能够提高传输质量和速度,解决电网自动化控制、调度和保护问题。本文对某省光纤复合架空相线采用的OPPC光电一体化接驳技术进行分析,在分析OPPC技术特点和发展前景的基础上,对光纤复合架空相线的结构、优势及应用前景进行了综合阐述,介绍了其施工过程及质量控制要点。

1 OPPC技术特点及发展前景

OPPC是将光纤单元复合在相线中,全称为光纤复合架空相线,由两根导线和一根OPPC组合形成相关系统,实现通信通电功能融合。

1.1 OPPC技术特点

OPPC技术可实现光纤通信和电能传输的融合,利用输电线路走廊资源实现光通信,不会给线路增加额外负荷,具有良好的耐腐蚀性和热稳定性,不存在短路电流过热、雷击断股等事故隐患。

1.2 OPPC优势和发展前景

随着城乡中低压电网的改造,通信网络建设要求实现数据传输业务的同时,也要具有网络通信可靠性、扩展性和灵活性。电力通信采用传统的载波通信不能满足电网发展对通信的新要求。OPPC作为一种新型的电力特种光缆,可解决中低压电网的通信问题。随着电网的发展,OPPC光缆将充分为电网调度、自动化控制、商业运营等提供服务,实现电力企业现代化运营。

2 OPPC光缆结构及技术

2.1 技术参数分析

OPPC结构示意图如图1所示,主要可以分为3层,由内到外分别为光纤单元、铝包钢线和铝线。该结构在应用中,具有节约电能、经济性高、运行安全可靠、防盗优势强(OPPC与接头盒上均有高电压)等优势。同时,OPPC光缆在破断力、每日应力、最大工作应力、标称抗拉强度等技术参数上都有技术优势。OPPC光缆技术参数如表1所示。

图1 OPPC结构示意图

表1 OPPC光缆技术参数

2.2 OPPC悬垂预绞式金具

图2为OPPC预绞式耐张电力金具。OPPC悬垂金具选用双层预绞式金具,其局部压力较小,张力分散到较大区域内,应力分布均匀,无应力集中点,动态承受能力强于传统光缆。该金具在高空架空输电线路中的应用证明,其施工便捷、安全性高[1]。OPPC结构性能与OPGW相似,由绝缘子串、碗头挂板等组成。预绞式悬垂金具能够和铁塔相连,通过绝缘子串与金具连接,实现中间连续和终端连续。杆塔上架设的光缆与导引光缆用接头盒进行连续。光缆通常不带电流,与通信信号连接到0点位置,使传输安全可靠,并隔离通信信号和电压,以保证线路安全运行[2]。

图2 OPPC预绞式耐张电力金具

2.3 OPPC接头盒设计

OPPC接头盒的设计不需要考虑过多的关于电流和通信信号的问题,接头盒通信可有效隔离电压和信号,保证线路安全。接头盒采用一次熔接连接的方法实现通信,有复合硅橡胶和绝缘瓷两种材质。中间接头盒有3个型号,分别对应不同线路等级,起到两端信号安全传输作用。中间接头盒型号如表2所示。

表2 中间接头盒型号

运行主要采用高压隔离绝缘技术,能够对同样电压等级的终端接头进行绝缘,例如硅橡胶复合绝缘子埋设了光纤,可以进行上下熔接连续,实现信号传输。OPPC接头盒主要技术指标适用的电压等级为10~35 kV、66~110 kV 和 220 kV,温度范围为-40~70℃,重量一般为15~80 kg,具有普通接线接头盒的功能,在结构简洁的前提下实现安全施工[3]。

3 光纤复合架空相线施工

3.1 施工准备阶段

OPPC光缆按照合适的长度进行架设,用细齿钢锯将外层导线切除,找出不锈钢管,注意不能损坏钢管单元且保证线材断面平整;轻轻将钢管切断,内外侧分别穿上内衬管和穿线管;在距离切面10mm处用切光刀切断钢管,光缆接头盒上盖打开用于处理线缆孔导管,按照常规光纤要求进行熔接。对OPPC光缆进行连接,检查密封圈保持良好,安装固定到杆塔的适当位置,保证密封圈完好复合[4]。

施工工具包括张力放线机、牵引机、放线架、滑轮、牵引网套、对讲机、弧锤板、经纬仪、手拉链条葫芦等,按照技术要求调整控制张力。在施工准备阶段由设计施工单位确定线路路由情况和光缆接续位置等,根据实际现场需求进行勘察后,编制OPPC框架式施工方案,含施工工期表、施工情况图、技术规范等,制定传输特性、机械特性的接续损耗等指标,对产品进行现场开盘测试,并为验收做准备。

3.2 施工阶段

对杆塔滑轮轮径进行设置,保证轮子边缘无毛糙和缺口。OPPC开盘测试时应用便携式光时域反射仪对纤芯连续性、纤芯长度和光纤衰减性能进行测试,一般现场测试波长为1 550 nm。同时对测试数据进行记录和保存(光纤后向散射曲线)。辅助设备如吊车、安全帽、安全带、接地线、验电器、防护网、安全警示牌等都要准备齐全。在相关设备准备完成之后,还要对OPPC金具进行现场测试验收。附件材料运抵施工现场后,放置在施工材料仓库内,组织各方共同对到货材料开箱验收,对照合同和设计单位出具的施工图纸、姓名等,清点附件,核对型号,确认数量,确保到货产品无运输中损坏的现象。各项检测合格后,各方签字进行交接[5]。金具附件清点要按照金具的分类,以技术协议为依据,按照设计图纸进行清点,发现问题及时进行退换。

施工前认真检查,不要使用断股和生锈的牵引绳,认真检查牵引网套有无破损和断骨。张力控制在12%RTS(额定抗拉强度)以内,最大不超过22%RTS。在施工过程中要注意光缆上任意张力不能超过限制范围,随时观察光缆展放情况,与跨越物保持3~5 m的安全距离。由起始放线速度为5 m/mim逐渐增大到30 m/mim左右,最大放线速度不能超过40 m/mim。随时根据光缆的展放情况,对已架设好的导线进行监控,施工中防止张力突然增大。牵引过程中,防止悬挂放线滑轮的间距倾斜过大。发生异常情况时应立即停车,查明原因后方可再次进行牵引。为防止光缆在转向或者转角时发生跳槽,应进行适当角度的预偏转角处理,每个转角杆塔顶部和交叉跨越点有专人看管。光缆展放完毕后要满足接续要求,一般预留10 m左右。

电力工业技术安全要求高,相关操作人员、技术人员和试验人员均应经过培训上岗,必须严格遵守现场检测规程和管理规定。施工前期的技术交底非常重要,应对质量标准、施工步骤、施工器具要求、施工注意事项等进行讲解。现场监管要严格。

3.3 挂线和紧线

挂线和紧线张力不应超过20%RTS。紧线向一个方向进行,不要从两端向中间进行,在使用紧线工具时确保工具不会伤到光缆,直接拉近OPPC调整张力弧垂。在使用紧线工具夹持光缆时,工具最好夹持在光缆的尾端,以免因伤及光缆而影响其正常使用。直接拉紧OPPC或调整张力弧垂时建议使用紧线预绞丝作为光缆紧线工具,光缆的耐张金具可以作为紧线工具使用一次,在第二次使用时必须作为安装材料。严禁使用导(地)线卡线器夹持OPPC。

3.4 悬垂金具的安装

悬垂金具与输配电线路的悬垂线进行匹配。标准的悬垂预绞丝式线夹由内绞丝、外绞丝、铸铝壳体、橡胶夹块、碗头挂环、绝缘子、球头挂环等结构组成。安装金具时防止出现超过光缆承压强度的情况,安装防振锤用于消除和降低OPPC光缆运行时出现的各种振动,延长OPPC使用寿命。

3.5 光纤接续全程测试

光纤接续施工环节是OPPC施工工作的重要组成部分。由于OPPC接续涉及到光电分离和光纤接续技术,一般由专业的技术人员在杆塔上进行OPPC接续,应严格遵守高压绝缘接续的技术要求。光缆从金具挂点到接头盒之间的距离保持在1.5 m左右。对不锈钢管进行切断,在OPPC内层切断面分别穿上内衬管和光纤保护导管,固定好OPPC光缆,再进行光纤熔接。封装截面并保证导线连通,按照上下截面和截取的方式进行合体,按照引入光缆外保护壳和光纤护套管的程序实现光纤接续。并线线夹与相线连接,保证导线连通,采用光时域反射仪测试并计算单向光纤熔接损耗、双向平均损耗和平均衰减,同时提供后向散射信号曲线和时间表,进行光缆全程总损耗的复测,将结果用于计算双向全程平均损耗。

4 施工质量控制要点

4.1 放线过程中应注意的事项

在施工中应注意考虑实际放线情况和以往经验,安装OPPC和所有的金属器械使之可靠接地,避免电感和电容耦合造成对人员和设备的伤害。放线和紧线应保证有效的弯曲半径,在光缆转发过程中避免出现光缆过张力而磨损、折损和打金钩的情况;复检安装要保证各种螺栓的拧紧力距,防止出现磨损[6]。光缆断头从光缆线盘上拉出后,不能直接在张力机上缠绕,而是采用软线缠绕的方式,避免人为增加光缆扭力。

4.2 严格执行电压安全规程

进行OPPC施工要执行电压安全规程,填写工作票,贯彻高压架空线路安全工作组织措施,保证光缆结构坚固耐用,防止不正确操作导致光缆受到不必要的伤害。尤其是在高速公路上作业时,线缆放置应与车流方向一致,由专人负责交通指挥,也可采用放置导向标志、警告标识等方式,严格管控工作区域以确保安全。

5 结语

光纤复合OPPC相线是近年来发展出的新型特种光缆,做好输电线路布设施工,避免雷击事故绕击OPPC。根据国内外施工经验及实践证明,OPPC交叉线的高度明显优越于ADSS光缆,同时由于其运行线路和接头盒上有高电压,有绝对的防盗优势,且没有光缆腐蚀等问题,也不会出现像OPGW断股等严重缺陷。因此,OPPC技术在国内将会被广泛应用。

展开全文▼
展开全文▼

猜你喜欢

金具光缆张力
架空输电线路金具材料研究现状及发展
巧测水膜张力
启蒙理性中生命的内在张力及其超越
±1100kV换流站直流金具结构分析
读古诗,你喜欢张力还是逻辑
输电线路光缆故障问题与解决方法探讨
±800kV直流换流站阀厅典型金具表面电场分布特性
多光缆的光纤通信信号多路传输系统
关于线路金具间隔棒向心力试验的计算分析
关于线路金具间隔棒向心力试验的计算分析