110 kV線路桿塔加掛ADSS光纜設計
時間:2016-01-11 18:30:38 來源：
隨著電力建設及電網建設的迅速發展，電力通信主干光纜通信網開始形成，它將承擔電力系統生產調度、生產管理、調度自動化、電量計費、計算機數據、線路保護、會議電視及圖文傳輸等信息、信號的輸送。主干光纜通道建設，主要通過在新建110 kV及以上線路上使用光纜復合架空地線(OPGW)，以及利用已有220 kV及以下線路加掛全介質自承式光纜(ADSS)，形成電力系統的通信網。一方面使電力通信大容量、遠傳輸、高可靠、抗干擾以及在強電場環境下正常工作變為現實，另一方面也給電力系統中豐富的桿塔資源再利用創造了條件，起到了事半功倍的效果，這對節省土地，降低工程投資，提高輸電線路走廊的利用率將有著很好的經濟效益和社會效益。
1 ADSS光纜綜述
ADSS光纜是繼OPGW和GWWOF后又一適合電力系統、郵電系統和其它通信傳輸中特殊施工環境(如跨越江河或與電力線路同塔架設等)使用的新型特種通信光纜。材料全部采用非金屬，具有重量輕、抗拉強度大、絕緣性能好、耐高壓、耐電磁輻射、抗槍擊等特點;沒有金屬鎧裝纜存在的電力線路短路導致溫升和瞬時火花產生的熱應力等問題，施工、安裝、維護方便; 同時具有良好的性能價格比，它可在大、中、小跨度輸電線路間直接架設，節省投資，資源共享。可完全滿足電力通信對光纜技術的特殊要求，它將廣泛應用于我國電力、郵電系統和其它需要大跨度遠距離通信傳輸的領域。
2 ADSS光纜與桿塔的關系
在已運行的110 kV線路上加掛ADSS光纜，主要問題是在原有的桿塔設計時，根本沒有考慮允許設計外的任何物體的附加，更不會給ADSS光纜留下足夠的空間，所謂空間不僅包括光纜的安裝掛點，還包括桿塔的機械強度和其它相關的因素。換言之，ADSS光纜只能盡量去適應原有的桿塔。
2.1 承力桿塔
這類桿塔承受線路的正常縱向張力和事故時的斷線張力，根據用途還可分為耐張、轉角、終端、分支等桿塔。
通常，ADSS光纜線路在這些桿塔上配置耐張(也有稱“靜端”)金具。承力桿塔是光纜配盤和接頭位置的重要依據。附加光纜的承力桿塔須經強度校核，確認在極端氣象條件下光纜的附加張力對桿塔仍是安全的。
2.2 直線桿塔
這是輸電線路中數量最多的桿塔，用于線路的直線段上，支撐線路的垂直(如重力)和水平荷載(如風荷)。根據用途，還可分為轉角、換位、跨越等桿塔。
ADSS光纜線路通常不在直線桿塔上作光纜接頭，原則上采用直線(或稱“懸垂”)金具。在特殊情況下，如必須在直線桿塔上接頭，須采用經特殊設計的金具。
2.3 桿塔型式
桿塔型式與輸電線路的電壓等級、線路回數和導線結構、氣象條件、地形地質條件等因素相關。我國的桿塔型式很多，很復雜。光纜與塔型直接相關的是掛點選擇并直接影響到使用壽命。ADSS光纜離開導線一定的距離即可安裝的觀點是錯誤的，至少是不嚴格的。
塔身將決定光纜的架設高度，必須滿足在極端氣候條件下光纜弧垂最低點與地面或構筑物的安全距離。塔頭將決定光纜的掛點位置，在該點上電場強度應最小或相對較小，并符合光纜外護套抗電痕等級的要求。
2.4 ADSS光纜空氣的動力性能
ADSS光纜的空氣動力性能主要與ADSS光纜的機械性能、桿塔情況及氣象條件有關。ADSS光纜的機械性能包括纜徑、纜重、抗拉強度、彈性模量等;桿塔情況主要指檔距、安裝弧垂等;氣象條件是指風速和覆冰厚度，它可以等效成光纜所承受的風力負荷和覆冰負荷。
ADSS光纜架設在高壓線的強電場環境中，ADSS光纜與高壓相線間及ADSS光纜與大地間的耦合電容所產生的電位在潮濕的光纜表面產生電流，當光纜表面有半干半濕的情況時，會在干燥區發生電弧，電弧引起的熱量會侵蝕ADSS光纜的外護套。為防止上述現象的產生，ADSS光纜國際標準要求光纜能在12 kV/m場強中正常工作。若電場強度大于12 kV/m，則需選用防止腐蝕護套的ADSS光纜。
3 光纜掛點的確定
3.1 電氣部分
ADSS光纜掛點的選取，首先必須滿足電力線的有關規程，有關ADSS光纜的規程要求及掛點處場強度小于12kV/m的要求，否則難以安全運行。其次是滿足電力線的基礎資料要求，如氣象條件、《平斷面圖》、交叉跨越、弧垂等。要求ADSS光纜能與電力線有良好的互融性，相吻性。充分考慮ADSS光纜安全系數、應力和弧垂。ADSS光纜抗拉強度大，自重輕，較易按設計意圖選用參數，給設計完成上述要求提供了一個較為廣泛的空間，為進一步合理選擇掛點提供了保證。
3.2 結構部分
為了減少光纜對桿塔的強度影響，其掛點盡量選擇在較低位置，并應考慮到受力影響選擇主、斜對交點處，這樣有利于減少主材受力影響。光纜靜端掛點，應選擇鐵塔橫隔面處為宜 ，如果沒有橫隔，應增加橫隔面，以有利于分散受力，并給予桿塔補強。一般線路增掛一條光纜，其桿塔強度均能滿足，對于個別大跨距處，應根據所增光纜荷重來驗算桿塔強度及基礎受力情況，提出補強措施。
3.3 桿塔的強度校驗
近一年多以來，先后完成了廣東梅縣長沙、丙村，蕉嶺等ADSS光纜通信工程的設計、施工。但各種桿塔掛點位置從初設到施工圖幾經變化，歸納起來掛點的確定主要應考慮以下因素：
掛點場強應不大于20 kV/cm，以減少電腐蝕，保持光纜的應有壽命；
盡可能采用低掛，以減少桿塔附加彎矩，降低桿塔加固補強的工程量，節省工程投資；
盡量避免光纜與導線的交叉，防止鞭擊現象發生。而設計應避免ADSS與導線在側視圖中和俯視圖中交叉，實在無法避免的交叉，也要將交叉點盡量設置在兩側桿塔附近。同時要驗算導線與光纜在有風時不同步擺動和無風時弛度變化；
光纜弧垂最低點不得超過導線弧垂的最低點，以保證交叉跨越距離，免受外力破壞。
4 ADSS光纜配盤問題
ADSS光纜配盤是光纜訂貨施工中的重要問題，當工程已確定采用的線路，并明確路徑狀況后，接下來就要考慮光纜的配盤及影響配盤的因素。
4.1 接續問題
由于ADSS光纜的特殊性，決定它不能象普通光纜那樣任意接續，其接續必須選擇在輸電線路的耐張塔上進行，決不能在線路中間空中接續。由于它的施工條件較艱苦，野外接續地點條件較差，因此應盡量減少光纜的接續次數，故每盤ADSS光纜的盤長應盡量控制在3～5 km范圍。
4.2 ADSS光纜長度與線路之間的關系
ADSS光纜是懸掛在高壓輸電線上，高壓輸電線路的長度是決定ADSS光纜長度的主要依據之一，除此之外，ADSS光纜盤長中還應考慮輸電線路中桿塔之間的自然條件。
另外需要考慮桿塔上的過引、弧垂、光纜接續時所需長度、施工中的牽引所用長度等。再一個考慮輸電線路允許的設計誤差;由于設計輸電線路時允許有±1%的誤差存在，ADSS光纜選擇時就應考慮±1%的誤差。
ADSS光纜的垂度應與輸電線路的導線垂度相近，生產廠商應提供所有技術參數，設計時應根據廠商提供的參數來計算導線最大垂度和光纜最大垂度時的距離，防止相碰，造成光纜損壞影響線路正常運行。
設計部門應根據所掌握的線路情況提出初略的光纜配盤表，提供招投標選擇時參考。待選定廠商后設計單位與廠商共同確定最后的光纜配盤，配盤表應盡量詳細。ADSS光纜配盤訂貨時，各種檔距的光纜要互相兼顧，應盡量簡化檔距差，減少光纜種類，這樣既減少備品、備件數量又降低施工中的復雜程度。
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1 ADSS光纜綜述
ADSS光纜是繼OPGW和GWWOF后又一適合電力系統、郵電系統和其它通信傳輸中特殊施工環境(如跨越江河或與電力線路同塔架設等)使用的新型特種通信光纜。材料全部采用非金屬，具有重量輕、抗拉強度大、絕緣性能好、耐高壓、耐電磁輻射、抗槍擊等特點;沒有金屬鎧裝纜存在的電力線路短路導致溫升和瞬時火花產生的熱應力等問題，施工、安裝、維護方便; 同時具有良好的性能價格比，它可在大、中、小跨度輸電線路間直接架設，節省投資，資源共享。可完全滿足電力通信對光纜技術的特殊要求，它將廣泛應用于我國電力、郵電系統和其它需要大跨度遠距離通信傳輸的領域。
2 ADSS光纜與桿塔的關系
在已運行的110 kV線路上加掛ADSS光纜，主要問題是在原有的桿塔設計時，根本沒有考慮允許設計外的任何物體的附加，更不會給ADSS光纜留下足夠的空間，所謂空間不僅包括光纜的安裝掛點，還包括桿塔的機械強度和其它相關的因素。換言之，ADSS光纜只能盡量去適應原有的桿塔。
2.1 承力桿塔
這類桿塔承受線路的正常縱向張力和事故時的斷線張力，根據用途還可分為耐張、轉角、終端、分支等桿塔。
通常，ADSS光纜線路在這些桿塔上配置耐張(也有稱“靜端”)金具。承力桿塔是光纜配盤和接頭位置的重要依據。附加光纜的承力桿塔須經強度校核，確認在極端氣象條件下光纜的附加張力對桿塔仍是安全的。
2.2 直線桿塔
這是輸電線路中數量最多的桿塔，用于線路的直線段上，支撐線路的垂直(如重力)和水平荷載(如風荷)。根據用途，還可分為轉角、換位、跨越等桿塔。
ADSS光纜線路通常不在直線桿塔上作光纜接頭，原則上采用直線(或稱“懸垂”)金具。在特殊情況下，如必須在直線桿塔上接頭，須采用經特殊設計的金具。
2.3 桿塔型式
桿塔型式與輸電線路的電壓等級、線路回數和導線結構、氣象條件、地形地質條件等因素相關。我國的桿塔型式很多，很復雜。光纜與塔型直接相關的是掛點選擇并直接影響到使用壽命。ADSS光纜離開導線一定的距離即可安裝的觀點是錯誤的，至少是不嚴格的。
塔身將決定光纜的架設高度，必須滿足在極端氣候條件下光纜弧垂最低點與地面或構筑物的安全距離。塔頭將決定光纜的掛點位置，在該點上電場強度應最小或相對較小，并符合光纜外護套抗電痕等級的要求。
2.4 ADSS光纜空氣的動力性能
ADSS光纜的空氣動力性能主要與ADSS光纜的機械性能、桿塔情況及氣象條件有關。ADSS光纜的機械性能包括纜徑、纜重、抗拉強度、彈性模量等;桿塔情況主要指檔距、安裝弧垂等;氣象條件是指風速和覆冰厚度，它可以等效成光纜所承受的風力負荷和覆冰負荷。
ADSS光纜架設在高壓線的強電場環境中，ADSS光纜與高壓相線間及ADSS光纜與大地間的耦合電容所產生的電位在潮濕的光纜表面產生電流，當光纜表面有半干半濕的情況時，會在干燥區發生電弧，電弧引起的熱量會侵蝕ADSS光纜的外護套。為防止上述現象的產生，ADSS光纜國際標準要求光纜能在12 kV/m場強中正常工作。若電場強度大于12 kV/m，則需選用防止腐蝕護套的ADSS光纜。
3 光纜掛點的確定
3.1 電氣部分
ADSS光纜掛點的選取，首先必須滿足電力線的有關規程，有關ADSS光纜的規程要求及掛點處場強度小于12kV/m的要求，否則難以安全運行。其次是滿足電力線的基礎資料要求，如氣象條件、《平斷面圖》、交叉跨越、弧垂等。要求ADSS光纜能與電力線有良好的互融性，相吻性。充分考慮ADSS光纜安全系數、應力和弧垂。ADSS光纜抗拉強度大，自重輕，較易按設計意圖選用參數，給設計完成上述要求提供了一個較為廣泛的空間，為進一步合理選擇掛點提供了保證。
3.2 結構部分
為了減少光纜對桿塔的強度影響，其掛點盡量選擇在較低位置，并應考慮到受力影響選擇主、斜對交點處，這樣有利于減少主材受力影響。光纜靜端掛點，應選擇鐵塔橫隔面處為宜 ，如果沒有橫隔，應增加橫隔面，以有利于分散受力，并給予桿塔補強。一般線路增掛一條光纜，其桿塔強度均能滿足，對于個別大跨距處，應根據所增光纜荷重來驗算桿塔強度及基礎受力情況，提出補強措施。
3.3 桿塔的強度校驗
近一年多以來，先后完成了廣東梅縣長沙、丙村，蕉嶺等ADSS光纜通信工程的設計、施工。但各種桿塔掛點位置從初設到施工圖幾經變化，歸納起來掛點的確定主要應考慮以下因素：
掛點場強應不大于20 kV/cm，以減少電腐蝕，保持光纜的應有壽命；
盡可能采用低掛，以減少桿塔附加彎矩，降低桿塔加固補強的工程量，節省工程投資；
盡量避免光纜與導線的交叉，防止鞭擊現象發生。而設計應避免ADSS與導線在側視圖中和俯視圖中交叉，實在無法避免的交叉，也要將交叉點盡量設置在兩側桿塔附近。同時要驗算導線與光纜在有風時不同步擺動和無風時弛度變化；
光纜弧垂最低點不得超過導線弧垂的最低點，以保證交叉跨越距離，免受外力破壞。
4 ADSS光纜配盤問題
ADSS光纜配盤是光纜訂貨施工中的重要問題，當工程已確定采用的線路，并明確路徑狀況后，接下來就要考慮光纜的配盤及影響配盤的因素。
4.1 接續問題
由于ADSS光纜的特殊性，決定它不能象普通光纜那樣任意接續，其接續必須選擇在輸電線路的耐張塔上進行，決不能在線路中間空中接續。由于它的施工條件較艱苦，野外接續地點條件較差，因此應盡量減少光纜的接續次數，故每盤ADSS光纜的盤長應盡量控制在3～5 km范圍。
4.2 ADSS光纜長度與線路之間的關系
ADSS光纜是懸掛在高壓輸電線上，高壓輸電線路的長度是決定ADSS光纜長度的主要依據之一，除此之外，ADSS光纜盤長中還應考慮輸電線路中桿塔之間的自然條件。
另外需要考慮桿塔上的過引、弧垂、光纜接續時所需長度、施工中的牽引所用長度等。再一個考慮輸電線路允許的設計誤差;由于設計輸電線路時允許有±1%的誤差存在，ADSS光纜選擇時就應考慮±1%的誤差。
ADSS光纜的垂度應與輸電線路的導線垂度相近，生產廠商應提供所有技術參數，設計時應根據廠商提供的參數來計算導線最大垂度和光纜最大垂度時的距離，防止相碰，造成光纜損壞影響線路正常運行。
設計部門應根據所掌握的線路情況提出初略的光纜配盤表，提供招投標選擇時參考。待選定廠商后設計單位與廠商共同確定最后的光纜配盤，配盤表應盡量詳細。ADSS光纜配盤訂貨時，各種檔距的光纜要互相兼顧，應盡量簡化檔距差，減少光纜種類，這樣既減少備品、備件數量又降低施工中的復雜程度。
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