全介质自承式架空光缆（ADSS）设计和制造专题研讨.ppt

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1、-设计和制造专题研讨,汇报人:罗 勇 技术部主管,江苏中天科技股份有限公司全介质自承式架空光缆（ADSS）,内 容 提 要,第一部分 通信光缆在电力系统应用概述第二部分 中天ADSS光缆的设计与制造第三部分 ADSS光缆应用的特殊性第四部分 中天ADSS光缆的检验与鉴定第五部分 ADSS光缆线路设计与金具选配第六部分 ADSS光缆线路安装,第一部分 通信光缆在电力系统应用概述,电力通信面临的特殊机遇,随着我国电力事业向大机组、大电网、高电压、高参数的不断发展，对电力通信提出越来越高的要求。电网调度自动化、配电网络自动化、MIS系统、EMS系统以及变电站综合自动化，这些信息的传输都要求有高可靠的

2、通道即“光纤光缆”通道来完成。中国电力体制的改革为发展电力通信、实施全国电力系统联网，提供了特殊机遇和强有力的保证。国际通信产业的重组、开放为国内通信体制改革开放起到强大的推动作用，加快中国电力通信事业的发展。,城市和农村电网的建设与改造为电力通信发展提供了良好的机遇！,电力系统通信光缆简介,层绞式光缆,中心管式光缆,普通光缆（另架线路或管道）,电力系统通信光缆,特种光缆（利用电力杆路）,缠绕式光缆GWWOP,捆绑式光缆AD-Lash,光纤复合架空地线OPGW,全介质自承式光缆ADSS,架空金属自承式光缆 MASS,光纤复合架空地线（OPGW）,应 用：新建或替换现有110500KV输电线路地

3、线。能经受非常高的机械和电气载荷，对光纤保护。传导短路电流并提供抗雷击保护。,光纤复合架空地线,铝合金线（AA）铝包钢线（AS）复合不锈钢管光纤单元,附 装 光 缆（OPAC）,附装在地线或相线上,应急使用，包括缠绕式光缆GWWOP、捆绑式光缆 AD-Lash。光缆依赖于架空地线或相线独立性差；缆径较小，受枪击、啄木鸟害易断纤。安装时需专门施工机具、介质扎线或夹子，并停电作业，施工难度大。缠绕或捆绑在架空线上，经常会遭受雷击，并承受突发的巨大短路电流，导致光缆护套损坏。在坡度大于30，其放线节距难以控制，还可能出现松驰而增加冰凌和风力负载，安全、适用性差。,全介质自承式架空光缆（ADSS）,层

4、 绞 式 中心管式,ADSS-AT-24B1-KN ADSS-XAT-24B1-KN,ADSS光缆的优越性能,标准G.652、G.655单模光纤可综合设计，纤芯数量可达144芯，线路跨距达1200m。光缆全介质制成，无过电压干扰，完全避免雷击，与输电线路独立，有利于带电安装，检修更方便。直径小，重量轻，空气动力性能优越，减少塔架和支撑物的负荷。调节扭距平衡的芳纶缠绕，使光缆具有极高的抗拉强度和防弹能力。温度适应范围广，线膨胀系数小，满足恶劣环境要求。特种AT材料制成的外护套，使光缆在高压感应电磁场中耐电晕、电腐蚀性能更卓越。,ADSS光缆应用前景分析,电力基础设施是发展电力通信的特有资源，在输

5、电线路上安装、挂设全介质自承式光缆（ADSS）是对现有资源最充分的利用。,特种光缆在电力系统中的应用,第二部分 中天ADSS光缆的设计与制造,ADSS光缆典型结构指标,注：所选用ADSS规格视实际线路、气象条件另行设计。,ADSS光缆设计条件及报价依据,光缆,电力系统概况,杆塔,初始垂度,气象条件,安装条件,芯数跨距线路长度,电压等级地线与相线的直径和代号绝缘子的型号相线在塔上的排列杆塔明细表线路平断面图净空要求,塔型图,主材尺寸,初始垂度最大垂度,最大风速最大覆冰厚度最高、最低温度，平均温度出现最大负载时的风速、覆 冰厚度、温度,安装时的气象条件,中天ADSS光缆工艺流程图,芳纶绞合+外护层

6、,着 色,光 纤 进 厂,二 次 套 塑,成 缆,内 护 层,成 品 包 装,填充绳挤制,FRP加强件,充油、扎纱,阻水带绕包,检 测,检 测,检 测,检 测,检 测,检 测,最先进的芳纶旋转绞合机头,世界上最先进芳纶旋转绞合机头，将芳纶完全均匀一致地缠绕在缆芯周围。采用陶瓷导孔，把芳纶放线拉力和磨损降到最低限度，放线张力波动小于5克。芳纶节距和张力的最佳设计，保证光纤应变窗口的精确控制。,法国波迪亚设备,中天ADSS光缆主要选材-FRP,中心支撑元件-FRP 澳大利亚太平洋复合材料公司产品 1、非金属加强件对电击不敏感 2、不受电源线产生的感应电流干扰。3、不被腐蚀，强度与重量比优于钢制加强

7、芯。,中天ADSS光缆主要选材-芳纶,抗张加强材料-芳纶KeVlar，美国杜邦公司产品 1、比重轻、高强度、高模量。2、非磁非电性，不受电磁场干扰。3、低断裂伸长、热稳定性好，耐磨、耐疲劳。,芳纶加强材料-防弹性能优越,中天ADSS光缆选材-AT护套料,全球唯一耐电晕(Anti Track)护层材料-北欧化工产品 1、适应400kv高电压及以下电力线路。2、耐电晕满足光缆25年的使用寿命。3、极好的机械性能，抗拉强度可达25MPa。,AT料与阻燃料材料机理对比,A T 料,高密度基料,非金属添加剂,抗拉强度高，可达25MPa,适用自承式结构护套,满足400KV线路，25年寿命,A T 料-耐

8、电 晕,交联,掺入,特征,通过增加C-H键之间的结合力实现目的,阻 燃 料,软基料,水合金属氧化物,抗拉强度低，标准仅为10MPa,不能做自承式结构护套,挤出性能差，拉伸比小,阻燃料-减缓燃烧,包裹金属阻止燃烧,掺入,特征,它的材料机理决定它不耐电晕,目的,目的,耐电晕与阻燃是两大类别，这两种特性不可能在一种材料中同时最佳，一种特性的获得是以牺牲另一种特性为代价的。,第三部分 ADSS光缆应用的特殊性,ADSS执行标准：IEEE P1222草案、DL/T 788-2001、YD/T 980-2002等,高压输电线路中的电腐蚀现象,感应电流的叠加由金具汇入大地,导线,光缆,感应电流,铁塔,铁塔,

9、E,I,i,e,电腐蚀活动区,光 缆 电 腐 蚀 过 程,电痕 导线和大地之间的电容耦合使光缆表面感应一个电位；潮湿的污秽附着光缆表面，感应电压的驱使产生表面放电；侵蚀 电流生热造成水份蒸发成小水珠，出现干带拉弧放电现象，导致聚合物受破坏，光缆表面腐蚀成树枝状碳化通道；最终形成恶性循环，在应力、应变下干带电弧产生的热作用使光缆外护套机械强度破坏。破裂 腐蚀加剧，材料破坏性松驰和熔化，最终护套暴露出光缆缆芯或断裂。,ADSS 电 腐 蚀 案 例,ADSS 电 腐 蚀 案 例,电场强度计算与最佳挂点设计,1、在杆塔或者其它金属结构存在的地方，输电线路电场将受到一定的影响并发生复杂的变化。2、根据电

10、场唯一性原理，模拟导地线及杆件表面的电压状况，求得空间各点电场。3、对导（地）线以悬链线形状进行模拟；根据杆塔的杆型、塔头布置、杆件的形状和尺寸，用线电荷进行模拟，同时考虑其对地电容的影响。4、考虑所有导体对电场的影响，计算铁塔周围空间、档距中间空间各点电场，以图示方式直观输出，描述周围复杂的电场分布。,5、确定光缆悬挂点及悬挂金具以后，对光缆上感应电势进行验算。,中天自主知识产权的“输电线路电场计算软件”,逆相序空间电磁场,非同相序空间电磁场,同相序空间电磁场,双回路缺相时空间电磁场,依据标准与措施,标准 IEEE P1222草案(最新版97年)、DL/T 788-2001、YD/T 980

11、-2002规定光缆分A、B类标准 A类：适用敷设在电场分布中，其空间电位小于12KV场合。B类：适用敷设在电场分布中，其空间电位大于12KV场合。B类护套即现常说的抗电痕护套（AT型）措施 光缆材料：半导体棒，芳纶浸渍、半导电护套料 采用耐电痕料（AT料）。光缆工艺，护套挤制，完整、紧密、光滑。金具配合，精心施工，表面不括毛。使用均匀电场，防电晕线圈（或环）。,特定的张力、弧垂计算,1、根据所选用光缆几何尺寸、物理参数、架设环境（气象条件、地形地貌、平均高度）计算出各种工况的比载（g1-g7）。2、按所选用的光缆破断张力、弹性模量、温度系数、通信路由等级，选用光缆安全系数，确定架设时最大允许张

12、力。3、利用临界档距来判别最大允许张力在那一种工况出现，用悬链方程计算出那时的弧垂。4、按照弹性理论确定的状态方程计算出所需工况张力。5、按被紧缆耐张段的规律档距计算出规律档距的应力和弧垂，以档距的平方比关系换算出观测档的弧垂，控制紧缆的施工张力。,垂度和张力的关系,光缆的弧垂变化 恒定伸长决定于初始弧垂、跨距、自重、光缆的结构强度。变动伸长由环境条件所致，如风速、覆冰、温度变化、鸟类停留附加负荷所引起。光缆加强件在长期应力下的蠕变。,耐张段应力与弧垂计算 L2g f=-8f:档距光缆的弧垂，mL:档距，mg:代表光缆的比载，N/mmm2:代表光缆承受的应力，N/mm2,铁路系统可利用的杆路资

13、源,我国铁路线累计长度约7万多公里，即铁路贯通线长度有7万多公里，加上2万公里的电气化铁路线，可供架设ADSS光缆的杆路资源长度超过9万公里。“铁路提速，通信先行”！,第四部分 中天ADSS光缆的检验与鉴定,ADSS拉伸应变试验,4000 8000 12000 16000 20000 24000 28000,风 激 振 动 试 验,激光器,中间支座,末端支座,负荷传感器或测力器,末端组件,有效跨距,悬挂组件,后面跨距,适当的振动器,大约20米,大约30米,大约10米,中间支座,末端组件,末端支座,我国首次ADSS光缆风激振动试验，引起知名专家、同行的强烈关注。,过 滑 轮 试 验,净负荷系统,

14、光学设备,测力计,旋转节,末端,ADSS试验样品,滑轮,固定杆,行进,扎紧纤维,末端,负荷,2,国内首次ADSS光缆过滑轮试验，试验单位为此专门研制配备检测仪表设备。,10 m,最 高 级 别 的 测 试,试验依据 ASTM G53-84 IEC 60-1,试验结果：-护套未见击穿-护套壁厚腐蚀不超过50%-无表面火花和燃烧现象-光缆内部无断裂,16立方米盐雾室,10kg/m3盐水喷雾 施加设计张力并通电 1 m 光缆 电极 测试条件60KV 50Hz,205 经1000小时试验 喷嘴,1.5m光缆，2000h加速老化,老化测试机,丁道齐教授评价：60KV的测试电压可适应550KV线路的场强。

15、,试 验 样 品,普通PE外护套材料,耐电晕AT外护套材料,舞动试验-100000次循环,过 程（IEEE P1222标准草案附录C）将一段43m长的光缆用中等张力介电终端端接，并加张力2.44KN。光缆的中间跨距用一个悬挂器支挂。光缆受到2.4HZ频率的激励，产生第一种谐振模式，在主动跨距及背后跨距上，舞动振幅均为0.8m，持续时间是10万次循环。用高度张力终端取代中等张力终端。光缆张力在10分钟内加到最大工作应力20KN。结 果 完成10万次循环时，光缆或金具没有损坏。通信光缆的 光信号在舞动试验过程中最大增加0.026dB,在最大工作 应力试验中增加0.006dB.,舞动试验装置,中天A

16、DSS在线运行超过25000km,ADSS是高科技的结晶，中天是唯一中标的国企,ADSS在电力光通信工程中具有优越性，是电力调度自动化的必然选择。,中天在广东省电网通信工程中标,飞越渭河 中天ADSS,中天跨渭河ADSS光缆开通运行,陕西宝鸡供电局,1000m及以下跨距全介质自承式光缆生产定型鉴定会,中天1000m跨距ADSS光缆鉴定是首家部级鉴定。,1998.11.14在南京金陵饭店隆重举行,金陵饭店,目前最高级别的鉴定,国家信息产业部组织，国家科学技术部国家电力公司中国电信总局中国联通公司国家电力调度中心国电通信中心12个研究设计院、所参加,中天1000m及以下跨距全介质自承式（ADSS）

17、光缆通过国家鉴定,新光缆可沿“老路”空中行ADSS架设既省钱又省力,86名代表参加；由15名专家组成鉴定委员会，其中8名为电力部门专家；华北、东北、华东、西北四大电力集团公司代表参加了鉴定活动。,中天ADSS光缆通过部级鉴定,鉴定语：中天ADSS光缆性能指标完全符合 国际标准 IEEE P1222无金属自 承式光缆技术标准的要求,可替 代国外同类产品。,鉴定语：中天生产的大跨距(1000m)全介质自 承式(ADSS)光缆为首家通过部级生 产定型鉴定，产品质量达到了国际 同类产品的水平。它的批量投产可 满足国内光缆市场对特种光缆的需 求，将会形成巨大的社会效益，促 进通信事业的发展。,鉴定语：中

18、天主要生产设备和检测仪表具有国际先进水平，能保证批量生产的 要求，同意转入批量生产。,第五部分 ADSS光缆线路设计 与金具选配,设计方法与过程探讨,根据用户提供的路由设计，收集有关输电线路路径图、线路杆塔明细表及沿线交叉跨越、原设计所采用的气象资料等。现场勘察光缆路由，校对上述资料，实地协商复杂地段设计原则。逐杆逐档核对档距、高差、水平转角、耐张段长和代表档距，绘制光缆路由明细表；配制光缆型号和盘长、金具附件类型和数量。根据线路特点、档距、气象条件、通信等级、光缆技术条件，确定光缆安全系数、计算运行工况弧垂、应力变化，验算光纤余长，提供施工弧垂和张力表。根据杆塔单线图、线路电压、杆件结构等计

19、算电场强度分布图，结合交叉跨越情况，确定ADSS光缆最佳悬挂位置。根据所选金具、挂点主材尺寸等，确定过渡用具的规格和数量，编制施工方案，提出施工要求。,光 缆 盘 长 配 制,ADSS盘长以线路明细表为依据，为了方便运输和施工，结合光缆生产工艺，一般ADSS盘长以25km为宜；接续点原则上应选在交通便利的耐张杆塔上。,L L0(1+3%)+h1+h2+30(m)L0-光缆耐张段长或标称长度(m)h1-始端杆塔呼称高(m)h2-终端杆塔呼称高(m),同时考虑自然坡度、接头预留、设备预留、牵引头、弧垂、抽检长度等因素；一般以线路档距得出光缆耐张段长后，增加预留系数、接头和牵引长度30米，为单盘订货

20、缆长。,金具选配原则,根据用户设计要求、最大负荷、缆径大小选配。ADSS一般选用预绞丝式金具，类型：悬垂线夹、耐张线夹等。线路水平角度变化大于15杆塔，与铁路、河流等交叉处，宜用静端金具。采用PVC螺旋减振器控制空气振动，抑制空气共振和随机性扰动。超长跨距采取联合防震措施。使用防晕环均匀金具末端电场，提高ADSS护套表面起晕电压！,ADSS悬端夹具,防 晕 环,特 种 接 头 盒,非标准件过渡金具制造,第六部分 ADSS光缆线路安装,ADSS光缆安装维护方便,参照IEEE STD 524-1992架空传输导线的准则DL/T547-94电力系统光纤通信运行管理规程,安装方法,安装位置确定,依据电

21、场分布图选择挂点允许最小近地距离应符合有关规程规定光缆与相线间距离保证相线与光缆不产生放电现象，光缆与相线、地线在任何恶劣条件下都能保持一定的距离。,中天专业施工督导服务队提供全程服务,操作要点,光缆允许最小弯曲半径滑轮和导轮的安装光缆允许牵引力张力机张力调整牵引绳的安装盘具到第一滑轮的距离（4:1)金具安装安装路径上的障碍物光缆的垂度、终端和光纤融接,ADSS光缆张力放线装置,4H1,4H2,ADSS光缆施工注意事项,1、建设与施工单位密切配合，对施工线路实地考察，确 定施工计划及必要安全辅助设施及标志。2、准备好必备的器件及通信联络工具，服从统一指导。3、控制最大放线张力及光缆允许的最小的

22、动态弯曲半径。4、沿途使用的导轮必须转动灵活，有条件轮槽内要带有 橡胶防护层，保证光缆外表皮不被划伤、磨损。5、缆端使用专门的夹具或静端金具紧固牵引、紧线。6、高空中缠绕预绞丝，应与电力线保持一定的距离，谨 防意外发生。,耐张线夹在铁塔上安装图,耐 张 线 夹,GWWOP,引下线夹,接头盒,悬垂线夹在铁塔上安装图,附 件,U形闩,连接盘,悬垂线夹,U形夹,防震器（阻尼装置）及安装图,全 长,小螺旋,防震区,紧固区,500mm 1500mm,500mm 1500mm,中天协办技术研讨会,把握国际通信发展趋势，展望电力通信广阔前景,ADSS光缆应用技术研讨会在广东虎门成功召开,1999.4.10研

23、讨会由中国电机工程学会电力通信专委会和广东省电机工程学会电力通信专委会主办。江苏中天光缆集团协办。来自国家电力公司、国电通信中心、各电力集团公司、各省市电力调度通信局以及电力设计院、大专院校80多名代表参加了研讨会。,与会代表参观了中天ADSS光缆在广东电力线路上应用的现场,原国电通信中心曹友治主任到会作重要讲话；知名专家中国电力通信专委会主任丁道齐教授作了专题汇报。,电力光纤通信规程在中天审查,于1999年5月25-28日在中天召开国家电力公司规划设计总院主持电 力 建 设 规 程 审 查 通 过标志着电力通信建设跃上快车道,电力系统光纤通信工程初步设计内容深度规定电力系统光纤通信工程可行性研究内容深度规定,送审稿审查会,积极参与电力光纤通信规程审查，为电力通信发展尽中天微薄之力！,中天铭记专家、领导的扶助,中天1000m跨距ADSS光缆鉴定创三个全国第一，是目前最权威的鉴定。中天与电科院合建“ADSS光缆盐雾试验室”，致力高压线路电场效应的研究。中天协办技术研讨会和承办电力通信规程审查会，呈献报效电力光纤通信事业的拳拳之心。,不仅是过去而且今后ADSS仍然是电力系统重要的传输媒介，中天将伴随着电力通信事业的发展而发展！,