opgw光纜未來走向趨勢

光纖通信技術(shù)在電力專網(wǎng)上的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度、行政電話、自動化信息、電能量計費(fèi)、遠(yuǎn)切保護(hù)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃聵I(yè)務(wù)，利用電力桿塔特有的“空中走廊”資源，應(yīng)運(yùn)而生的全介質(zhì)自承式架空光纜(ADSS)、光纖復(fù)合架空地線(OPGW)等傳輸媒介得到廣泛的應(yīng)用；光纖復(fù)合架空地線(OPGW)是將光纖單元復(fù)合于送電線路地線內(nèi)，既具有光纖的各種優(yōu)點(diǎn)，又具有在輸電線路中起地線保護(hù)作用，不受雷擊和故障短路電流對通信線路的影響，隨高壓輸電線路一起架設(shè)，不需占用新的敷設(shè)走廊，是一種傳輸容量大、可靠性高、不受電磁場干擾的通信方式，如圖1。

OPGW從70年代后期發(fā)展至今, 世界各國先后開發(fā)生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)OPGW光纜, 其區(qū)別的關(guān)鍵是對光纖的保護(hù)方式：光纖單元經(jīng)歷了緊包緩沖型→鋁骨架鑲PBT管型→鋁管松套光纖型→不銹鋼管松套光纖型→不銹鋼內(nèi)塑管松套光纖型五個發(fā)展階段。目前, 世界各地較為流行不銹鋼管式OPGW光纜結(jié)構(gòu)，指單層不銹鋼管OPGW光纜結(jié)構(gòu)，之所以得到廣大電力用戶的青睞，是不銹鋼管OPGW光纜有如下顯著特點(diǎn):

（1）       產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，與傳統(tǒng)的地線結(jié)構(gòu)一致；

（2）       充分運(yùn)用了線材的物理特性和電氣特性，導(dǎo)電率較高的鋁合金材料集中在光纜的外圍，發(fā)生大短路電流時纜芯溫升較慢，有效保護(hù)光纖

（3）       在不銹鋼管規(guī)范的光纖容納范圍內(nèi), 光纖芯數(shù)的增減不影響光纜的外徑；

（4）       光纜結(jié)構(gòu)緊湊, 外徑?。粰C(jī)械強(qiáng)度大,抗側(cè)壓性能好；

（5）       光纜的施工方法與傳統(tǒng)地線施工方法相似。

單層不銹鋼管、復(fù)合不銹鋼管光纖單元形式的OPGW產(chǎn)品(如圖2)；尤其對單層不銹鋼光纖單元進(jìn)行大膽創(chuàng)新，在光纖單元保護(hù)技術(shù)方面獲得重大突破，自行生產(chǎn)的復(fù)合不銹鋼管光纖單元(不銹鋼管+高強(qiáng)度熱熔膠+PBT內(nèi)襯管)注重對光纖的保護(hù)，使其OPGW產(chǎn)品適用性更強(qiáng)，與同類產(chǎn)品相比，屬第五個階段產(chǎn)品。

（2）       在不銹鋼管內(nèi)壁增加PBT內(nèi)襯管保護(hù)，使光纖免受焊接弧光燙傷，光滑內(nèi)塑管使光纖免受不銹鋼帶焊縫銳邊的磨損；

（3）       內(nèi)襯管、不銹鋼管形成復(fù)合管,有效地提高了不銹鋼管的機(jī)械強(qiáng)度；

（4）       光纖單元的生產(chǎn)無需進(jìn)行鋼管冷拔工藝, 避免了因冷拔而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和疵點(diǎn)擴(kuò)張等缺陷，不銹鋼帶的材料特性不會改變。

1  高速光纖著色生產(chǎn)線

電力專用通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，選用光纖的纖數(shù)通常在12~24芯，隨著新業(yè)務(wù)的需求系統(tǒng)容量不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在芯數(shù)逐步增多，個別線路段甚至增加到48~72芯；在光纖測試、接續(xù)、使用中為了方便地區(qū)分每根光纖，必須對光纖著色。先進(jìn)的高速光纖著色生產(chǎn)線，保證光纖在整個使用壽命期內(nèi)，不褪色，不遷移。當(dāng)一根不銹鋼管單元中光纖芯數(shù)超過12芯時，對光纖采用色環(huán)著色技術(shù)來區(qū)分。

2  有專利技術(shù)的復(fù)合不銹鋼管光纖單元生產(chǎn)線

激光焊接復(fù)合不銹鋼管光纖單元生產(chǎn)線，如圖4。該工藝創(chuàng)新之處在于：采用在線余長控制，能得到理想的光纖余長；存在內(nèi)塑管層，保護(hù)光纖不受激光束燙傷以及不銹鋼管焊縫銳邊磨損；不銹鋼管與內(nèi)塑管的結(jié)合，大大增強(qiáng)了松套管的抗彎曲性能，而且內(nèi)塑管的熱膨脹系數(shù)完全屈服于不銹鋼管，光纖余長更穩(wěn)定，在傳統(tǒng)單純不銹鋼管冷拔工藝基礎(chǔ)上有了新的進(jìn)步。

其中光纖放線器裝置，對每根光纖采取獨(dú)立的在線自動調(diào)控，并在屏幕上數(shù)顯出來，一個不銹鋼管光纖單元能容納36芯光纖或更多，利用非接觸式測量原理，通過“在線余長控制裝置”控制二次被覆生產(chǎn)全線光纖余長，免除傳統(tǒng)的破壞性余長檢測，減少浪費(fèi)，提高效率。

由擠出機(jī)擠出一層超薄型、熱塑性PBT內(nèi)襯管，同時注入全色譜光纖和觸變形阻水油膏；在線控制光纖余長，光纖余長可達(dá)10‰，然后通過擠出機(jī)在PBT管外壁擠制一層高強(qiáng)度熱熔膠粘合劑。

切邊裝置將不銹鋼帶按要求寬度剪切，新的邊口更利于激光焊接；成型臺以優(yōu)化的成型和精密的滾輪定位將薄壁金屬帶成型、校準(zhǔn)，縱向焊管機(jī)激光頭，在線連續(xù)焊接不銹鋼金屬管。由于PBT管隔離保護(hù)，光纖不受高溫影響；經(jīng)過全方位加熱裝置，粘合劑層被激活，經(jīng)校準(zhǔn)臺擠壓從而使不銹鋼管和內(nèi)塑管極好的粘合在一起，生產(chǎn)流程如圖4所示。

3  成熟的OPGW絞線技術(shù)

OPGW絞線工藝關(guān)鍵在于對鎧裝單絲放線張力、預(yù)成型、模具、絞線速度和內(nèi)外層節(jié)距等進(jìn)行精確控制。

4  絞線技OPGW選型設(shè)計應(yīng)考慮的主要問題

OPGW線路在架設(shè)前后需承擔(dān)各種負(fù)荷拉伸，需面對夏季的高溫、雷擊、冬季的冰雪等嚴(yán)峻的自然環(huán)境，更需面對由于電力相線常期的感應(yīng)電流和短路電流引發(fā)的熱效應(yīng)而導(dǎo)致溫度升高的嚴(yán)酷的運(yùn)行環(huán)境，因此，選擇好的OPGW重要。

（1） 原輔材料的選擇：對其主要的光纖、阻水纖膏、不銹鋼帶、鋁包鋼線(AS)、鋁合金線(AA)等全部精選產(chǎn)品，保證品質(zhì)指標(biāo)；

（2） OPGW的機(jī)械特性： OPGW纜芯外的絞線線材主要以AA線(鋁合金線) 和AS線材(鋁包鋼線) 組成，確保高強(qiáng)度、高導(dǎo)電率需要，防腐性能優(yōu)異，新一代復(fù)合不銹鋼管OPGW產(chǎn)品在同類產(chǎn)品中獨(dú)樹一幟，適應(yīng)了我國500KV、220KV等不同電壓等級線路光纖通信建設(shè)的迫切需求。

    結(jié)構(gòu)1、2分別為松套層絞式、中心管式OPGW產(chǎn)品，其技術(shù)參數(shù)中光纜外徑相同，由于AS線和AA線的根數(shù)不同, OPGW光纜的機(jī)械性能和電氣性能也就不同。為了使OPGW與另一側(cè)地線的弧垂應(yīng)力相配合，因而要求它們的機(jī)械特性包括抗拉強(qiáng)度(RTS)、彈性模量、線膨脹系數(shù)、重量、外徑等應(yīng)盡可能接近；

（3）工作應(yīng)力(MAT)：OPGW用作送電線路的地線時，工作應(yīng)力的選擇與一般地線相似，適應(yīng)不同場合弧垂應(yīng)力調(diào)節(jié)，滿足檔距中央導(dǎo)、地線間距離要求。在此前提下，應(yīng)盡可能放松張力，保證在承受荷載情況下光纖不受力；

（4）每日平均運(yùn)行應(yīng)力(EDS)：該值的確定直接影響光纜的長期安全運(yùn)行，按照線路設(shè)計規(guī)范采用防振措施后導(dǎo)線每日平均運(yùn)行應(yīng)力為15~25%RTS，中天日立通常建議取值為18%；

（5）短路電流容量(I²t)：OPGW短路電流容量與系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時流過OPGW光纜的電流(I)、保護(hù)動作時間(t)及起始溫度和允許溫度有關(guān)，該值與OPGW結(jié)構(gòu)成本密切相關(guān)，應(yīng)考慮保護(hù)光纖及2根地線分流后的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的分流指標(biāo)；

（6）OPGW中光纖余長的控制：通常層絞式OPGW通過對不銹鋼管內(nèi)光纖余長和絞合成纜使光纖獲得二次余長，以保證OPGW在受到工作應(yīng)力時光纖不受力；控制OPGW光纖余長的指標(biāo)，并結(jié)合運(yùn)行條件通過應(yīng)力-應(yīng)變試驗來優(yōu)化設(shè)計。