试论ADSS光缆在电力系统中的应用

福建源发电力勘察设计有限公司 陈小华

信息技术的快速发展使得光纤通信技术在电力系统中的应用越来越明显，本文分析了进行ADSS光缆设计和选型的时候需要注意的问题，最后对ADSS光缆的铺设应用进行探究。希望能够对相关人员的研究工作有帮助，推动电力行业、通信行业的快速发展，为国家经济实力的持续提升助力。

1 ADSS光缆设计和选型时需要注意的问题

1.1 电力用户需求

使用ADSS光缆进行电力系统设计施工的时候，用户电力需求方面应当注意的问题主要表现在以下几个方面：第一，确保ADSS光缆的芯数、抗拉强度、类型以及跨距符合用户需求，可供电力系统选择的ADSS光缆类型主要有两种，分别为G652和G655。第二，对于电力系统的线路状况，需要合理选择ADSS光缆的电压等级、地线、机械物理性能、最大弧垂、相序排列、地线排列以及相线排列。第三，对于塔杆，需要按照电力系统设计要求，制作塔杆明细表、塔杆结构图，明确最大档距、最大耐张段长度以及最大高差等。第四，对于ADSS光缆的垂度要求，包括水弧垂、垂直弧垂以及风偏角等。第五，对于环境气象条件，包括气温、污秽等级、覆冰厚度以及风速等。

1.2 光缆的电腐蚀

电腐蚀对光缆的影响巨大，ADSS光缆的推广应用主要受该因素的影响。在电力系统中，引起ADSS光缆电腐蚀的原因主要有两个，分别为因干带电弧放电而引起的光缆护套电腐蚀和因光缆预绞丝端部电晕放电引起的电腐蚀。第一种电腐蚀主要发生在大气污染严重的天气，发生第二种电腐蚀的原因是光缆中超出预绞丝组单丝尖端电场强度比较大，超过空气电场强度时就会发生电腐蚀。解决ADSS光缆电腐蚀的方法有三种。第一，使用耐电痕、抗紫外线以及耐水性强的外护套材料。第二，使用预绞丝结构金具，同时安装均压环或者防晕圈。第三，采用导线相互换序的方式，找出ADSS光缆感应电场值较低的地方，并进行悬挂处理。

1.3 光缆的电应力

电应力为一种能够破坏ADSS光缆护套的作用力，该作用力的实施主体为电场能量。电应力引起的ADSS光缆劣化击穿有三种，分别为电化学击穿、热击穿以及电击穿。其中，电化学击穿是最常见的一种。在电应力以及温度等的作用下，ADSS光缆中的固体电解质会发生缓慢的化学变化，光缆性能逐渐劣质化，最终会导致ADSS光缆整个绝缘部分被击穿。

2 ADSS光缆在电力系统中的应用

2.1 ADSS光缆应用图的设计

设计ADSS光缆铺设应用图的时候：第一，需要全面收集和电力系统线路相关的资料和数据，同时施工人员需要对电力线路铺设现场地形、地貌、线路交叉跨越以及障碍物等情况进行充分的调查和了解。第二，应当尽量减少档距差和光缆种类，这样能够减少备品数量，降低工程铺设难度，便于工程后期的维护和管理。与此同时，需要在电力系统线路耐张塔上接续ADSS光缆，原因是ADSS光缆不能在电力输电线路中间连续。另外，为了降低ADSS光缆的连续次数，需要将每一盘ADSS光缆的长度控制在2.5km到5km的范围内。第三，供电单位需要保证ADSS光缆的性能符合要求，同时合理搭配使用金具，确保ADSS光缆能够在杆塔上安全、稳定运行。选择金具的时候，要充分考虑ADSS光缆的外径、档距预绞丝长度以及安装地区风速度、地形等因素。除此之外，还要采取防震措施，降低微风以及大风振动对ADSS光缆造成的影响。第四，供电单位应当从大品牌厂家购买ADSS光缆以及相关材料，确保光缆质量能够符合铺设要求，也方便后期对剩余材料进行退货。第五，供电单位要综合考虑ADSS光缆的实际称重重量、施工当地恶劣气象条件以及最大运行应力等因素，有效校验杆塔荷载。第六，供电单位要合理选择ADSS光缆的悬挂点。为确保ADSS光缆悬挂点的选择符合要求，可从几个方面进行把握。电应力，供电单位要严格按照空间电位分布图，找出满足ADSS光缆电气性能的安装点。一般情况下，电力系统输电线路运行电压越高，空间电位以及电场的强度越大。同时，电力系统输电线路的相序也会导致塔端空间电位和电场强度增大，特别是当ADSS光缆被架设到双回路运行的电力系统输电线上时，能够有效降低光缆悬挂点的电场强度。弧垂，在实际的电力系统线路中，当某一跨档建筑物与另一条输电线出现交叉跨越的情况时，需要保证ADSS光缆与建筑物之间保持一定的距离。一般情况下，电力系统相线和光缆之间的最小安全距离计算公式为S=E/15×0.0254。S为最小安全距离，E为相线对地电压。另外，为保证ADSS光缆施工图的设计符合要求，需要对光缆张力、铺设场地气象条件以及铺设安全性和便捷性等方面进行综合考虑。

2.2 ADSS光缆的应力应变设计

设计ADSS光缆的时候，很多设计师容易忽视应力对光缆的影响，应力过大时ADSS会被拉伸，此时ADSS光缆的损耗比较大。如果供电企业对此不给予重视，将造成大量资源的浪费。与此同时，通过检测ADSS的应力应变特性，即可明确ADSS质量的高低。ADSS光缆应力应变特性符合电力系统设计要求后，无论处于何种环境中，ADSS光缆都能正常运行，从而可保证电力系统高效运行，满足广大居民对高质量电力资源的使用。

当前我国并没有一套完整的ADS光缆设计标准，因此本文将从ADSS光缆使用的最恶劣环境条件以及敷设条件来计算ADSS光缆的最大理论应力值。最恶劣环境条件有最大风力、最大覆冰，敷设条件有弧垂以及高差等。

首先，本文对ADSS光缆的使用气候条件相关资料进行了收集，例如风力、风向、高温、低温以及覆冰等。其次，本文对ADSS敷设在电力系统中允许的跨距、高差、电压等级以及弧垂等，对ADSS的最大理论应力值进行计算。ADSS光缆的自重比载计算公式为g1=G/a×10-2（N/mm2），光缆冰重比载计算公式为g2=πb（b+d）ρ0/a×10-2（N/mm2），光缆垂直比载计算公式为g3=g1+g2。光缆覆冰时的风荷比载计算公式为g4=αCV2（d+2b）*sinβ/16.3a*10-2（N/mm2），光缆的综合比载计算公式为g=（g32+g42）1/2。其中，G为ADSS光缆的总重量，a为ADSS光缆的横截面积，d为光缆的外径，b为光缆的覆冰度，ρ0为雾凇冰的比重，一般情况下，ρ0取值为0.9g/cm3，C为光缆体型系数，取值介于1.1到1.2之间，α为光缆应用地的风荷系数，取值介于0.7到1之间，β为光缆的弧垂，h为光缆高差。根据给出的公式，即可准确计算出ADSS光缆的理论应力值。开展ADSS敷设工作之前，敷设人员需要按照上述公式对ADSS光缆的应力值进行精确的计算，只有确保ADSS光缆的应力应变特性符合要求，才能保证后期电力系统建成后的运行质量。

2.3 ADSS光缆金具握着力和渗水设计

为保证ADSS光缆能够安全悬挂在铁塔上，设计团队需要对金具握着力进行设计，这样才能确保电力系统的正常运行。设计ADSS光缆金具握着力的时候，既要保证ADSS光缆自身性能能够满足要求，还要和金具进行完美配合。首先，ADSS光缆和金具之间不能打滑，要确保光缆不被拉断，有效提升光缆握着力的设计和应用质量。其次，金具的作用不能对ADSS的性能造成影响，更不能对光缆造成损坏。因此，设计人员要严格根据相关要求对ADSS光缆金具握着力进行设计，降低金具和光缆之间的摩擦力。

渗水问题是ADSS设计和应用过程中应当关注的问题，为保证ADSS光缆在电力系统中的应用质量，设计人员需要对光缆的整体性能进行检测，确保光缆防水性能达到标准后，才能将光缆应用到电力系统中。一般情况下，一米ADSS光缆，一米水柱在8h内无水渗出，即可说明该光缆质量能够符合要求。

2.4 ADSS光缆的连续设计

ADSS光缆的连续设计包括四个方面的内容，分别为光缆开剥、光纤熔接、光纤收容以及封装固定接头盒。第一，光缆开剥。供电单位也应当根据接头盒的规格，确定光缆的开剥尺寸。与此同时，要保留光缆外护套1到2cm的余长，这样能够有效避免弯曲处理光缆时折断纤芯，同时还能避免损坏松套管。第二，清洁光缆光纤，这一步也是光缆接续工作的第一步，会对后续的工作造成影响，因此供电单位要对这一步的工作给予重视。光缆光纤清洁完毕后，需要对光缆端面进行处理和切割，切割后要确保光缆切割端面平直、洁净和无毛刺。对于放电机的放电强度，铺设人员要按照要求进行合理控制，避免造成损耗。第三，光纤收容。应当整齐合理的放置光纤，盘放力度要轻，避免出现死弯、硬弯的情况，同时还应避免压纤。第四，封装固定接头盒。铺设人员要拧紧接头盒内各紧固件，有效防止紧固件的脱落，之后需要对接头盒进行密封保存。完成以上工作后，铺设人员还应做好数据记录工作，例如光缆路由平面图、光缆跨越距离、光纤分配图、光纤传输性能测试记录以及光缆跨越设施等信息。

结论：总而言之，使用电力系统线路架设ADSS光缆等特殊光缆的时候，需要充分考虑光缆的自重、天气因素以及环境因素等对光缆的影响。为保证建成后的电力系统能够符合要求且电力系统能够长期稳定的运行下去，需要严格把控ADSS光缆的材料选择、工程设计等方面的内容，尽可能的降低施工不当对企业造成的损失，最大化电力系统施工效益。