电力特种光缆的种类
电力特种光缆泛指 OPGW(光纤复合地线)、 OPPC(光纤复合相线)、MASS (金属自承光缆)、 ADSS(全介质自承光缆)、ADL(相/地捆绑光缆)和GWWOP(相/地线缠绕光缆)等几种。 目前,在我国应用较多的电力特种光缆主要有 ADSS和OPGW。
1.光纤复合地线——OPGW(Optical Ground Wire) OPGW又称地线复合光缆、光纤架空地线等,是在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。它具有两种功能:一是作为输电线路的防雷线,对输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护;二是通过复合在地线中的光纤来传输信息。OPGW是架空地线和光缆的复合体,但并不是它们之间的简单相加。
OPGW光缆主要在500KV、220KV、110KV电压等级线路上使用,受线路停电、安全等因素影响,多在新建线路上应用。OPGW的适用特点是:(1)高压超过110kv的线路,档距较大(一般都在250M以上);(2)易于维护,对于线路跨越问题易解决,其机械特性可满足线路大跨越;(3)OPGW外层为金属铠装,对高压电蚀及降解无影响;(4)OPGW在施工时必须停电,停电损失较大,所以在新建110kv以上高压线路中应该使用OPGW;(5)OPGW的性能指标中,短路电流越大,越需要用良导体做铠装,则相应降低了抗拉强度,而在抗拉强度一定的情况下,要提高短路电流容量,只有增大金属截面积,从而导致缆径和缆重增加,这样就对线路杆塔强度提出了安全问题。
常见的OPGW结构主要有三大类,分别是铝管型、铝骨架型和(不锈)钢管型。
2.光纤复合相线——OPPC(Optical Phase Conductor)
在电网中,有些线路可不设架空地线,但相线是必不可少的。为了满足光纤联网的要求,与OPGW技术相类似,在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤,就成为光纤复合相线(OPPC)。虽然它们的结构雷同,但从设计到安装和运行,OPPC与OPGW有原则的区别。
3.金属自承光缆——MASS(Metal Aerial Self Supporting)
从结构上看,MASS与中心管单层绞线的OPGW相一致,如没有特殊要求,金属绞线通常用镀锌钢线,因此结构简单,价格低廉。MASS是介于OPGW和ADSS之间的产品。MASS作为自承光缆应用时,主要考虑强度和弧垂以及与相邻导/地线和对地的安全间距。它不必像OPGW要考虑短路电流和热容量,也不需要像OPPC那样要考虑绝缘、载流量和阻抗,更不需要像ADSS要考虑安装点场强,其外层金属绞线的作用仅是容纳和保护光纤。在破断力相近的情况下,虽然MASS比ADSS重,但外直径比中心管ADSS约小1/4,比层绞ADSS约小1/3。在直径相近情况下,ADSS的破断力和允许张力却要比MASS小得多。
4.全介质自承光缆——ADSS(All Dielectric Self Supporting)
ADSS光缆在220KV、110KV、35KV电压等级输电线路上广泛使用,特别是在已建线路上使用较多。它能满足电力输电线跨度大、垂度大的要求。标准ADSS设计可达144芯。其特点是:(1)ADSS内光纤张力理论值为零;(2)ADSS光缆为全绝缘结构,安装及线路维护时可带电作业,这样可大大减少停电损失;(3)ADSS的伸缩率在温差很大的范围内可保持不变,而且其在极限温度下,具有稳定的光学特性;(4)耐电蚀ADSS光缆可减少高压感应电场对光缆的电腐蚀;(5)ADSS光缆直径小、质量轻,可以减少冰和风对光缆的影响,其对杆塔强度的影响也很小;(6)ADSS采用了新型材料及光滑外形设计,使其具有**的空气动力特性。
ADSS光缆主要由缆芯、加强芳纶纱(或其它合适的材料)和外护套组成。各种各样的ADSS光缆结构可归纳为较主要的中心管型和层绞型2种。
5.附加型光缆——OPAC
无金属捆绑式架空光缆(AD-Lash)和无金属缠绕式光缆GWWOP(Ground Wire Wrapped Optical Fiber Cable)光缆有时被统称为附加型光缆——OPAC,是在电力线路上建设光纤通信网络的一种既经济又快捷的方式。
它们用自动捆绑机和缠绕机将光缆捆绑和缠绕在地线或相线上,其共同的优点是:光缆重量轻、造价低、安装迅速。在地线或10 kV/35 kV相线上可不停电安装;共同的缺点是:由于都采用了有机合成材料做外护套,因此都不能承受线路短路时相线或地线上产生的高温,都有外护套材料老化问题,施工时都需要专用机械,在施工作业性、安全性等方面问题较多,而且其容易受到外界损害,如鸟害、枪击等,因此在电力系统中都未能得到广泛的应用。但在**上,这类技术并没有被淘汰或放弃,仍在相当的范围内应用。