110 kV线路杆塔加挂ADSS光缆设计
时间:2016-01-11 18:30:38 来源：
随着电力建设及电网建设的迅速发展，电力通信主干光缆通信网开始形成，它将承担电力系统生产调度、生产管理、调度自动化、电量计费、计算机数据、线路保护、会议电视及图文传输等信息、信号的输送。主干光缆通道建设，主要通过在新建110 kV及以上线路上使用光缆复合架空地线(OPGW)，以及利用已有220 kV及以下线路加挂全介质自承式光缆(ADSS)，形成电力系统的通信网。一方面使电力通信大容量、远传输、高可靠、抗干扰以及在强电场环境下正常工作变为现实，另一方面也给电力系统中丰富的杆塔资源再利用创造了条件，起到了事半功倍的效果，这对节省土地，降低工程投资，提高输电线路走廊的利用率将有着很好的经济效益和社会效益。
1 ADSS光缆综述
ADSS光缆是继OPGW和GWWOF后又一适合电力系统、邮电系统和其它通信传输中特殊施工环境(如跨越江河或与电力线路同塔架设等)使用的新型特种通信光缆。材料全部采用非金属，具有重量轻、抗拉强度大、绝缘性能好、耐高压、耐电磁辐射、抗枪击等特点;没有金属铠装缆存在的电力线路短路导致温升和瞬时火花产生的热应力等问题，施工、安装、维护方便; 同时具有良好的性能价格比，它可在大、中、小跨度输电线路间直接架设，节省投资，资源共享。可完全满足电力通信对光缆技术的特殊要求，它将广泛应用于我国电力、邮电系统和其它需要大跨度远距离通信传输的领域。
2 ADSS光缆与杆塔的关系
在已运行的110 kV线路上加挂ADSS光缆，主要问题是在原有的杆塔设计时，根本没有考虑允许设计外的任何物体的附加，更不会给ADSS光缆留下足够的空间，所谓空间不仅包括光缆的安装挂点，还包括杆塔的机械强度和其它相关的因素。换言之，ADSS光缆只能尽量去适应原有的杆塔。
2.1 承力杆塔
这类杆塔承受线路的正常纵向张力和事故时的断线张力，根据用途还可分为耐张、转角、终端、分支等杆塔。
通常，ADSS光缆线路在这些杆塔上配置耐张(也有称“静端”)金具。承力杆塔是光缆配盘和接头位置的重要依据。附加光缆的承力杆塔须经强度校核，确认在极端气象条件下光缆的附加张力对杆塔仍是安全的。
2.2 直线杆塔
这是输电线路中数量最多的杆塔，用于线路的直线段上，支撑线路的垂直(如重力)和水平荷载(如风荷)。根据用途，还可分为转角、换位、跨越等杆塔。
ADSS光缆线路通常不在直线杆塔上作光缆接头，原则上采用直线(或称“悬垂”)金具。在特殊情况下，如必须在直线杆塔上接头，须采用经特殊设计的金具。
2.3 杆塔型式
杆塔型式与输电线路的电压等级、线路回数和导线结构、气象条件、地形地质条件等因素相关。我国的杆塔型式很多，很复杂。光缆与塔型直接相关的是挂点选择并直接影响到使用寿命。ADSS光缆离开导线一定的距离即可安装的观点是错误的，至少是不严格的。
塔身将决定光缆的架设高度，必须满足在极端气候条件下光缆弧垂最低点与地面或构筑物的安全距离。塔头将决定光缆的挂点位置，在该点上电场强度应最小或相对较小，并符合光缆外护套抗电痕等级的要求。
2.4 ADSS光缆空气的动力性能
ADSS光缆的空气动力性能主要与ADSS光缆的机械性能、杆塔情况及气象条件有关。ADSS光缆的机械性能包括缆径、缆重、抗拉强度、弹性模量等;杆塔情况主要指档距、安装弧垂等;气象条件是指风速和覆冰厚度，它可以等效成光缆所承受的风力负荷和覆冰负荷。
ADSS光缆架设在高压线的强电场环境中，ADSS光缆与高压相线间及ADSS光缆与大地间的耦合电容所产生的电位在潮湿的光缆表面产生电流，当光缆表面有半干半湿的情况时，会在干燥区发生电弧，电弧引起的热量会侵蚀ADSS光缆的外护套。为防止上述现象的产生，ADSS光缆国际标准要求光缆能在12 kV/m场强中正常工作。若电场强度大于12 kV/m，则需选用防止腐蚀护套的ADSS光缆。
3 光缆挂点的确定
3.1 电气部分
ADSS光缆挂点的选取，首先必须满足电力线的有关规程，有关ADSS光缆的规程要求及挂点处场强度小于12kV/m的要求，否则难以安全运行。其次是满足电力线的基础资料要求，如气象条件、《平断面图》、交叉跨越、弧垂等。要求ADSS光缆能与电力线有良好的互融性，相吻性。充分考虑ADSS光缆安全系数、应力和弧垂。ADSS光缆抗拉强度大，自重轻，较易按设计意图选用参数，给设计完成上述要求提供了一个较为广泛的空间，为进一步合理选择挂点提供了保证。
3.2 结构部分
为了减少光缆对杆塔的强度影响，其挂点尽量选择在较低位置，并应考虑到受力影响选择主、斜对交点处，这样有利于减少主材受力影响。光缆静端挂点，应选择铁塔横隔面处为宜 ，如果没有横隔，应增加横隔面，以有利于分散受力，并给予杆塔补强。一般线路增挂一条光缆，其杆塔强度均能满足，对于个别大跨距处，应根据所增光缆荷重来验算杆塔强度及基础受力情况，提出补强措施。
3.3 杆塔的强度校验
近一年多以来，先后完成了广东梅县长沙、丙村，蕉岭等ADSS光缆通信工程的设计、施工。但各种杆塔挂点位置从初设到施工图几经变化，归纳起来挂点的确定主要应考虑以下因素：
挂点场强应不大于20 kV/cm，以减少电腐蚀，保持光缆的应有寿命；
尽可能采用低挂，以减少杆塔附加弯矩，降低杆塔加固补强的工程量，节省工程投资；
尽量避免光缆与导线的交叉，防止鞭击现象发生。而设计应避免ADSS与导线在侧视图中和俯视图中交叉，实在无法避免的交叉，也要将交叉点尽量设置在两侧杆塔附近。同时要验算导线与光缆在有风时不同步摆动和无风时弛度变化；
光缆弧垂最低点不得超过导线弧垂的最低点，以保证交叉跨越距离，免受外力破坏。
4 ADSS光缆配盘问题
ADSS光缆配盘是光缆订货施工中的重要问题，当工程已确定采用的线路，并明确路径状况后，接下来就要考虑光缆的配盘及影响配盘的因素。
4.1 接续问题
由于ADSS光缆的特殊性，决定它不能象普通光缆那样任意接续，其接续必须选择在输电线路的耐张塔上进行，决不能在线路中间空中接续。由于它的施工条件较艰苦，野外接续地点条件较差，因此应尽量减少光缆的接续次数，故每盘ADSS光缆的盘长应尽量控制在3～5 km范围。
4.2 ADSS光缆长度与线路之间的关系
ADSS光缆是悬挂在高压输电线上，高压输电线路的长度是决定ADSS光缆长度的主要依据之一，除此之外，ADSS光缆盘长中还应考虑输电线路中杆塔之间的自然条件。
另外需要考虑杆塔上的过引、弧垂、光缆接续时所需长度、施工中的牵引所用长度等。再一个考虑输电线路允许的设计误差;由于设计输电线路时允许有±1%的误差存在，ADSS光缆选择时就应考虑±1%的误差。
ADSS光缆的垂度应与输电线路的导线垂度相近，生产厂商应提供所有技术参数，设计时应根据厂商提供的参数来计算导线最大垂度和光缆最大垂度时的距离，防止相碰，造成光缆损坏影响线路正常运行。
设计部门应根据所掌握的线路情况提出初略的光缆配盘表，提供招投标选择时参考。待选定厂商后设计单位与厂商共同确定最后的光缆配盘，配盘表应尽量详细。ADSS光缆配盘订货时，各种档距的光缆要互相兼顾，应尽量简化档距差，减少光缆种类，这样既减少备品、备件数量又降低施工中的复杂程度。
返回首页
1 ADSS光缆综述
ADSS光缆是继OPGW和GWWOF后又一适合电力系统、邮电系统和其它通信传输中特殊施工环境(如跨越江河或与电力线路同塔架设等)使用的新型特种通信光缆。材料全部采用非金属，具有重量轻、抗拉强度大、绝缘性能好、耐高压、耐电磁辐射、抗枪击等特点;没有金属铠装缆存在的电力线路短路导致温升和瞬时火花产生的热应力等问题，施工、安装、维护方便; 同时具有良好的性能价格比，它可在大、中、小跨度输电线路间直接架设，节省投资，资源共享。可完全满足电力通信对光缆技术的特殊要求，它将广泛应用于我国电力、邮电系统和其它需要大跨度远距离通信传输的领域。
2 ADSS光缆与杆塔的关系
在已运行的110 kV线路上加挂ADSS光缆，主要问题是在原有的杆塔设计时，根本没有考虑允许设计外的任何物体的附加，更不会给ADSS光缆留下足够的空间，所谓空间不仅包括光缆的安装挂点，还包括杆塔的机械强度和其它相关的因素。换言之，ADSS光缆只能尽量去适应原有的杆塔。
2.1 承力杆塔
这类杆塔承受线路的正常纵向张力和事故时的断线张力，根据用途还可分为耐张、转角、终端、分支等杆塔。
通常，ADSS光缆线路在这些杆塔上配置耐张(也有称“静端”)金具。承力杆塔是光缆配盘和接头位置的重要依据。附加光缆的承力杆塔须经强度校核，确认在极端气象条件下光缆的附加张力对杆塔仍是安全的。
2.2 直线杆塔
这是输电线路中数量最多的杆塔，用于线路的直线段上，支撑线路的垂直(如重力)和水平荷载(如风荷)。根据用途，还可分为转角、换位、跨越等杆塔。
ADSS光缆线路通常不在直线杆塔上作光缆接头，原则上采用直线(或称“悬垂”)金具。在特殊情况下，如必须在直线杆塔上接头，须采用经特殊设计的金具。
2.3 杆塔型式
杆塔型式与输电线路的电压等级、线路回数和导线结构、气象条件、地形地质条件等因素相关。我国的杆塔型式很多，很复杂。光缆与塔型直接相关的是挂点选择并直接影响到使用寿命。ADSS光缆离开导线一定的距离即可安装的观点是错误的，至少是不严格的。
塔身将决定光缆的架设高度，必须满足在极端气候条件下光缆弧垂最低点与地面或构筑物的安全距离。塔头将决定光缆的挂点位置，在该点上电场强度应最小或相对较小，并符合光缆外护套抗电痕等级的要求。
2.4 ADSS光缆空气的动力性能
ADSS光缆的空气动力性能主要与ADSS光缆的机械性能、杆塔情况及气象条件有关。ADSS光缆的机械性能包括缆径、缆重、抗拉强度、弹性模量等;杆塔情况主要指档距、安装弧垂等;气象条件是指风速和覆冰厚度，它可以等效成光缆所承受的风力负荷和覆冰负荷。
ADSS光缆架设在高压线的强电场环境中，ADSS光缆与高压相线间及ADSS光缆与大地间的耦合电容所产生的电位在潮湿的光缆表面产生电流，当光缆表面有半干半湿的情况时，会在干燥区发生电弧，电弧引起的热量会侵蚀ADSS光缆的外护套。为防止上述现象的产生，ADSS光缆国际标准要求光缆能在12 kV/m场强中正常工作。若电场强度大于12 kV/m，则需选用防止腐蚀护套的ADSS光缆。
3 光缆挂点的确定
3.1 电气部分
ADSS光缆挂点的选取，首先必须满足电力线的有关规程，有关ADSS光缆的规程要求及挂点处场强度小于12kV/m的要求，否则难以安全运行。其次是满足电力线的基础资料要求，如气象条件、《平断面图》、交叉跨越、弧垂等。要求ADSS光缆能与电力线有良好的互融性，相吻性。充分考虑ADSS光缆安全系数、应力和弧垂。ADSS光缆抗拉强度大，自重轻，较易按设计意图选用参数，给设计完成上述要求提供了一个较为广泛的空间，为进一步合理选择挂点提供了保证。
3.2 结构部分
为了减少光缆对杆塔的强度影响，其挂点尽量选择在较低位置，并应考虑到受力影响选择主、斜对交点处，这样有利于减少主材受力影响。光缆静端挂点，应选择铁塔横隔面处为宜 ，如果没有横隔，应增加横隔面，以有利于分散受力，并给予杆塔补强。一般线路增挂一条光缆，其杆塔强度均能满足，对于个别大跨距处，应根据所增光缆荷重来验算杆塔强度及基础受力情况，提出补强措施。
3.3 杆塔的强度校验
近一年多以来，先后完成了广东梅县长沙、丙村，蕉岭等ADSS光缆通信工程的设计、施工。但各种杆塔挂点位置从初设到施工图几经变化，归纳起来挂点的确定主要应考虑以下因素：
挂点场强应不大于20 kV/cm，以减少电腐蚀，保持光缆的应有寿命；
尽可能采用低挂，以减少杆塔附加弯矩，降低杆塔加固补强的工程量，节省工程投资；
尽量避免光缆与导线的交叉，防止鞭击现象发生。而设计应避免ADSS与导线在侧视图中和俯视图中交叉，实在无法避免的交叉，也要将交叉点尽量设置在两侧杆塔附近。同时要验算导线与光缆在有风时不同步摆动和无风时弛度变化；
光缆弧垂最低点不得超过导线弧垂的最低点，以保证交叉跨越距离，免受外力破坏。
4 ADSS光缆配盘问题
ADSS光缆配盘是光缆订货施工中的重要问题，当工程已确定采用的线路，并明确路径状况后，接下来就要考虑光缆的配盘及影响配盘的因素。
4.1 接续问题
由于ADSS光缆的特殊性，决定它不能象普通光缆那样任意接续，其接续必须选择在输电线路的耐张塔上进行，决不能在线路中间空中接续。由于它的施工条件较艰苦，野外接续地点条件较差，因此应尽量减少光缆的接续次数，故每盘ADSS光缆的盘长应尽量控制在3～5 km范围。
4.2 ADSS光缆长度与线路之间的关系
ADSS光缆是悬挂在高压输电线上，高压输电线路的长度是决定ADSS光缆长度的主要依据之一，除此之外，ADSS光缆盘长中还应考虑输电线路中杆塔之间的自然条件。
另外需要考虑杆塔上的过引、弧垂、光缆接续时所需长度、施工中的牵引所用长度等。再一个考虑输电线路允许的设计误差;由于设计输电线路时允许有±1%的误差存在，ADSS光缆选择时就应考虑±1%的误差。
ADSS光缆的垂度应与输电线路的导线垂度相近，生产厂商应提供所有技术参数，设计时应根据厂商提供的参数来计算导线最大垂度和光缆最大垂度时的距离，防止相碰，造成光缆损坏影响线路正常运行。
设计部门应根据所掌握的线路情况提出初略的光缆配盘表，提供招投标选择时参考。待选定厂商后设计单位与厂商共同确定最后的光缆配盘，配盘表应尽量详细。ADSS光缆配盘订货时，各种档距的光缆要互相兼顾，应尽量简化档距差，减少光缆种类，这样既减少备品、备件数量又降低施工中的复杂程度。
返回首页
