河北省霸州供电局刘明海崔跃春

摘要：因电力部门原先用于通信的一个微波频段将逐步被国家收回，所以近年来许多电力公司先后启动了ADSS“光缆”系统工程建设。随之，ADSS光缆线路的设计、施工等也必然成了电力工作者的一项新课题。

ADSS光缆线路实际上就是ADSS光缆架设在原有电力线路杆塔上的一种电力通信线路。ADSS光缆对电力线路来说是一种添加物,原有的杆塔在设计时根本没有考虑过答应设计外的附加任何物体，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”原有的电力线路，尽量利用原有电力线路的设计“裕度”。因此，有必要对ADSS光缆线路的设计、施工等技术问题进行研究和探讨。

1ADSS光缆线路的设计

任何事物都具有普遍性和非凡性，相对电力线路设计而言，ADSS光缆线路设计有其不同之处，如ADSS光缆结构、选型、挂点、衰减、配盘、金具等。本文将就这些问题进行论述。

1.1ADSS光缆的概念及结构（见图1）

ADSS是AllDielectricSelf-Supporting的英文缩写，原意：全介质自承式（光缆）。全介质即光缆所用的是全绝缘介质材料；自承式是指自身加强构件能承受自重及外界负荷。

ADSS光缆常用结构有两种：中心管式结构和层绞式结构。中心管式结构的光纤以一定的余长置于填充阻水油膏的PBT管中，根据所需要的抗拉强度绕包合适的纺纶纱，再挤压制成PE（≤12kV电场强度）或AT（≤20kV电场强度）护套；层绞式结构的光缆内光纤松套管以一定的节距绕制在中心加强件（一般为FRP）上后挤压制成内护套，然后根据所需要的抗拉强度绕包合适的纺纶纱，再挤压制成PE或AT护套。

1.2ADSS光缆的选型

1.2.1按机械强度选型

ADSS光缆为全自承式，要求有很好的机械特性，对光缆厂家而言，主要通过添加纺纶纱来保证。制造光缆时，先根据电力线路的档距、光缆弧垂、气候条件、覆冰等情况计算出光缆的机械强度要求，再推算纺纶纱的使用量。

对电力部门设计光缆线路而言，光缆机械强度主要可以通过拉伸窗口（光缆受力延伸与光缆发生应变的数据变化窗口）指标显示，大跨距的情况要求ADSS光缆有更大的拉伸窗口，但此指标过大会导致光纤的微弯损耗，实践表明控制在0.8上下比较合适。

由于ADSS光缆设计寿命超过20年，因此在设计时还要考虑光缆在长期使用过程中，其表面会附上一些污物而增加负荷。

1.2.2按电腐蚀选型

就电腐蚀产生的原因而言，首先电力相线、大地间的电容耦合电位在潮湿的光缆表面会产生泄漏电流；其次，当光缆表面有干燥点时，干燥点与潮湿点间会发生电弧，引起的发热会侵蚀外护套而导致裂口，严重情况下会发生光缆断裂。

目前AT护套的ADSS光缆可在不大于25kV感应电势的安全环境中运行。一般35kV及以下架空电力线路选用PE护套光缆；110kV及以上线路选用AT护套光缆；220kV以上的电力线路不宜架设ADSS光缆。

1.2.3按结构选型

中心管式结构和层绞式结构相比，具有外径小、重量轻的优点，一般适用于覆冰较厚、风力较大、跨距较小的地区。层绞式结构可获得较大的拉伸窗口，弯曲性能也较好，因此在中大跨距时选用层绞式结构。

1.3ADSS光缆挂点的确定

ADSS光缆与高压电力线“共舞”，其表面除了要求与普通光缆一样能抗紫外线辐射之外，还要求能长期经受高压强电场环境的考验。光缆与高压相线及其与大地之间的电容耦合会在光缆表面产生不同的空间电位，在雨雪冰霜等气象环境及尘垢作用下，会使光缆表面受到灼伤并形成电痕。日久天长，外护层老化受损，由表及里，纺纶纱老化，机械性能降低，最终可能导致光缆断裂。

为尽量减轻电痕对ADSS光缆灼伤，应通过专业软件进行计算，按既定的坐标系提供杆塔的相线坐标、相线线径、地线类型、线路的电压等级等，就可得到一幅感应电场分布图，据此即可确定光缆在杆塔上的具体悬挂点（满足电场强度要求的挂点可分为高、中、低挂点3种方式。高挂点一般施工难度大，运行治理不方便；而低挂点在对地安全距离方面存在一些问题，且易发生盗窃事件，一般采用中挂点方式），在该点上电场强度应最小或相对较小，并满足光缆外护套抗电痕等级的要求。

研究表明，当ADSS光缆表面感应电势小于12kV时（35kV及以下线路）,可采用普通PE护套材料；若光缆表面感应电势大于12kV时（110～220kV线路），则必须采用耐电痕AT护套材料。

根据交叉跨越安全距离确定(见表1)：


光缆挂点的选择应考虑光缆在水平和垂直方向上的投影不应与导线和地线出现交叉，以免在风偏和摆动时产生鞭击。

光缆挂点的选择应考虑光缆不应与杆塔产生摩擦和碰撞。

参考数值：110kV线路ADSS光缆可挂在第一层横担下300~500mm间的位置；35kV及以下线路ADSS光缆感应电势小于12kV，一般只考虑交叉跨越安全距离和带电作业安全距离。

1.4光缆的传输衰减设计

设计光纤通信系统时，必须充分考虑所用光纤的衰减、带宽，以及接头连接损耗，它们都是影响传输性能的最重要的参数。

光缆系统的衰减，与光缆长度、衰减系数、接头损耗有关。衰减计算公式如下

AK=LAF nASP

式中AK——光缆系统的衰减（dB）；

　　L——光缆长度（km）；

　　AF——光纤衰减系数（dB/km）；

　　n——光纤接头个数；

　　ASP——接头损耗（dB）(取值：固定接头0.1～0.2，活接头1～2)。

由于光缆系统要长期运行，因此，设计时必须考虑预留一定的裕量来补偿维修时增加接头的需要。衰减预留量(aRes)取决于本地条件和系统的重要性，一般取值为：0.1～0.4dB/km。

对一个中继段而言，中继段的衰减值(AR）由下式求得

AR=AK AResL

式中AR——中继段衰减值（dB）；

　　ARes——衰减预留量（dB/km）；

　　L——中继段距离（km）。

在一个中继段内，通常尽可能选用长光缆来减少由于接头引起的损耗。同时，也要选用光纤衰减系数（AF）合适的光纤，以便在线路中间不加光中继器，从而减少工程投资。

1.5ADSS光缆线路金具

ADSS光缆在杆塔上的固定由安装金具来完成，安装金具必须与光缆配套使用，而不同杆塔、不同跨距、不同外径的光缆所用金具各不相同。因此，设计时对于每个杆塔上用什么样的金具、在哪些杆塔上接续等问题都应一应俱全地设计到位。

1.5.1耐张金具（见图2）


也有人称之为“终端”或“静端”金具。杆塔转角度数或光缆俯仰角度数小于15°，每个耐张杆塔配用一套“静端”金具；反之配用两套“静端”金具。其选配的依据是光缆的外径和RTS(光缆极限抗拉强度)，一般要求其握着力≥95RTS。

1.5.2悬垂金具（见图3）

也有人称之为“中程”或“悬端”金具。悬垂金具用于直线杆塔，每塔一套。一般要求其握着力≥(10~20)RTS。

1.5.3防振器（见图4）

ADSS光缆多采用螺旋阻尼器，一般100m档距以下时不配置；100~300m档距时光缆每端配置一个；300~600m档距时光缆每端配置两个；600~800m档距时光缆每端配置三个。

1.5.4引下金具（见图5）

该金具是在终端杆塔和光缆接续杆塔将光缆引下并固定时使用，一般每2m一个。

1.6ADSS光缆线路的配盘

根据线路长度配盘。由于ADSS光缆不象普通光缆可任意接续，必须在线路的耐张杆塔上进行，又由于野外接续点条件较差，因此每盘光缆的盘长尽量控制在3～5km。盘长太长施工不便；太短则接续的次数较多，通路的衰耗大，影响光缆的传输质量。

根据自然条件配盘。杆塔之间的自然条件，如牵引机行进是否方便，张力机是否可以摆放等。

根据经验公式配盘。光缆盘长＝输电线路长×系数＋施工考虑长度＋熔接用的长度＋线路误差,其“系数”包括线路弧垂、杆塔上过引长度等，施工考虑的长度为施工中的牵引所用长度。

2ADSS光缆线路的施工

ADSS光缆线路的施工相对于电力线路施工而言有其非凡性，如ADSS光缆必须张力放线、不能受压，并应具有最小弯曲半径参数等。本文将从ADSS光缆线路施工的预备、注重事项、施工记录及文件保存三个方面进行描述。

2.1施工预备

光缆外观检查：用户收到光缆后应及时检查缆盘及外层光缆，确定所收光缆未受损伤；检查缆盘中心孔有无各种可能损害光缆外护套或妨碍光缆收卷和展开的障碍物。

数量检查：检查光缆总数量、每盘长度是否与合同要求一致。

质量检查：用光时域反射仪（OTDR）检查光缆在运输中是否受到损害。检查所得数据可用来与安装后验收检测数据进行比较，并可作为数据记录的一部分，有助于日后紧急修复工作。

安装金具检查：对安装所需金具型号、数量进行清点，若与合同要求不符应立即与供货厂家联系，在实际施工前妥善解决。

2.2施工注重事项

ADSS光缆的施工通常是在带电的线路杆塔上进行，施工中必须使用绝缘无结绳索、绝缘安全带、绝缘工具，风力应不大于５级。

由于ADSS光纤纤芯极易脆断，施工中张力不应超过厂家提供的弧垂和张力表所规定的范围；光缆不能受压。

施工中ADSS光缆不能与地面、房屋、杆塔、缆盘边沿等其他物体发生摩擦和碰撞。

安装时应确保其最小弯曲半径（动态时为光缆外径的30倍，静态时为光缆外径的10倍）。

光缆受到扭曲将损坏，严禁纵向扭曲。

光缆缆芯受潮和进水易断裂，施工时光缆端部必须用防水胶带密封。

光缆的外径是与代表档距相配套的，施工中不得随意调盘。金具与光缆外径相对应，严禁乱用。

每盘光缆通常预留有足够长余缆，以便在杆塔处悬挂和熔接，在变电站应安装光纤配线架。

ADSS光缆悬挂点须考虑以下因素：场强分布、最小离地距离、最小距导线距离，同时，实际安装工作中应严格按照所选点位操作，以保护光缆的安全。

牵引、临时定位杆、熔接等地点的选择必须考虑设计、后勤和设备等各方面因素。

在固定缆盘施工中，光缆须分成几段放线，每段的长度取决于熔接点的位置、车辆是否能通过、设备安装的可行性、障碍物和光缆盘长等因素。

选择牵引机和张力机相对于杆塔的位置时，不能使杆塔负荷过载，也不能使光缆受的张力过大。牵引机到杆塔的距离应为杆塔高度的4～5倍，这样可使光缆、滑轮和杆塔负荷较小。根据ANSI/IEEE524规定，设置临时吊索以防止杆塔过载。张力机和缆盘支架必须和最近两个杆塔成一条直线，以防止光缆扭曲和滑轮两侧对光缆的磨损。

临时定位杆和金具的应用决定于光缆预期负荷张力的大小，选择金具时应考虑风振的影响。在调节光缆弧垂时，应安装临时的向下的吊索，以防止结构失衡。这时临时定位杆距杆塔距离应不小于2倍杆塔高度。在安装光缆之前，所有临时性的吊索都要拉紧。

安装路线穿越道路、公路、铁路或输电线路时，应增加一些支撑设施。在交叉地形施工时，现场人员应与牵引机和张力机操作员保持联系。

分析每一个牵引段的地形，以保证施工的安全进行。施工中如碰到障碍物，不能拖拽光缆或使光缆直接碰到障碍物，以免光缆外护套受到损伤。

在光缆熔接处，要留有足够的光缆和光纤长度以利于熔接，光缆长度应可从杆塔上引下到熔接点。光缆熔接宜在地面完成而不要在空中作业。熔接后的光缆应存在接线盒中安放在塔上或埋在地下，光缆端部应用胶带加以封闭以阻水。

为了施工的安全和有效，建议以3km/h左右的速度放缆。放缆应保持均衡的速度，牵引过程中，张力机操作员应注重牵引张力不能超过要求的最大张力，建议牵引力不超过在初始弧垂时张力的一半。由于光缆长度、滑轮使用数量、路线变化和杆塔海拔高度变化等原因，在施放较大跨距光缆时可能会需要较大的张力，这时应非凡小心，因为此时牵引端的张力比张力计上的显示值要大得多。为防止缆盘转速过快，在缆盘转轴上应施加一小而平稳的反向力。当缆将放完时，应及时减小反向力，因为此时缆上张力将增大。

2.3施工记录与文件保存

完整的记录是通信工作正常进行的必要保证。由于光缆通信涉及到设计、施工、运行和维护等多个部门，在施工完成后，各部门应相互协作，将所有记录妥善保存，以利于今后的工作。

线路地形索引图：该图记录线路和所经过道路情况。这样，在以后的工作中可以很快找到需要到达的地点。对于接头点、道路或河流交叉点，均应在图中标明。

线路组成图：该图中包括线路中各接头点、道路或河流交叉点等处所用光缆的盘号、盘长、光纤型号和芯数等。

安装图：该图记录了每一个杆塔处的设备情况和杆塔情况，及杆距、接地等情况。

光纤回路图：该图标明了实际光纤回路、使用芯数、备用芯数、光纤色标及以后发生的对光纤的处理情况。

验收数据记录：应记录下验收时测得的输入光功率、接收光功率、衰减等数据。此外，还包括用光时域反射仪（OTDR）对每条光纤（1310nm和1550nm）测得的曲线图、熔接损耗、连接器插入损耗及光纤和尾纤的照片。

厂家提供的文件：厂家提供的每盘光缆及其中光纤的数据，应用户要求计算得出的不同塔型的电位图及弧垂和张力表。

原始记录应复印多份，施工和维护单位均需保存，在系统的端点也应备有一份。在线路改造和紧急维修等情况发生后，记录应被及时修改。与普通光缆不同的是，ADSS光缆需要用户和厂家密切协作，从设计、生产、施工和维护等各个方面严格控制，满足了以上条件，ADSS光缆才能稳定运行，从而保证电力通信事业的长期效益。

3结论

ADSS光缆线路工程是一项复杂的系统工程，涉及到机械、电气、气象条件等许多方面，必须要有科学的设计态度、严紧的施工方案才能建成高质量的电力信息化通道。

参考文献：

[1]IEEEP1222草案.全介质自承式光缆在架空线路上的使用.

[2]DL/T767-2003.全介质自承式光缆（ADSS）用预绞式金具技术条件和试验方法.

[3]王守礼,严永新,乐江泼.电力系统光纤通信线路设计.北京:中国电力出版社,2002.