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1、1.1 光纤复合地线OPGW (Optical Ground Wire)OPGW首先是架空(避雷)地线,必须满足传统地线的一切功能和性能,然后才是一条光缆,所以,电力业 内人士更愿意称它为“地线复合光缆” OPGW是架空地线和光缆的复合体,但并不是它们之间的简单相加。常见的OPGW结构主要有铝管型(图1)、铝骨架型(图2)和不锈钢管型(图3)等三大类。图1铝管型图2铝骨架型图3不锈钢管型在满足地线要求的前提下,OPGW的结构应对相对脆弱的光纤提供有效保护,以期保证在长期运行中光纤的 传输性能保持稳定,还希望与传统地线尽量相似(包括直径、重量、机械性能、电气性能等参数),以便在 双地线系统中与对
2、侧地线匹配。OPGW的技术关键之一是光纤必须有合适的余长,但是过大的光纤余长不但无必要甚至是有害的,应该根据 工程具体情况而定,一般要求综合余长为0.6%左右。技术关键之二是短路电流引起的温升和最高使用温度。计算和试验结果均表明:限止OPGW最高使用温度的 因素并不主要是光纤而是在结构中承载的铝材料。成熟的、结构合理的OPGW承受300C左右的瞬时高温对 受到缓冲和保护的光纤并不构成严重威胁,但若结构中含有铝材,在超过200C以后,首先是铝材料产生不 可逆的塑性形变,在结构受到破坏(如发生“乌笼”)的同时,OPGW的弧垂将降低到不能保持与导线的安 全间距甚至与导线相碰的程度。若是不含铝材的全钢
3、结构或铝材料不承载的全铝包钢结构,则能应用到 300C。通光集团斥巨资引进了当代成熟领先的OPGW全套生产流水线,包括光纤着色加色环、不锈钢管光单元激光 焊接、行星式绞线机等主要设备,批量生产的不锈钢管型OPGW (图3)己有数千公里安装500/220/110KV 的线路上。1.2 光纤复合相线OPPC (Optical Phase Conductor)在有些不架设架空地线的电网中,为了满足光纤联网的要求,与OPGW技术相类似,在传统的相线结构中以 合适的方法加入光纤,就成为光纤复合相线(OPPC)。它与OPGW的结构虽雷同,但从结构设计到安装和运 行,OPPC与OPGW有原则的区别。OPPC
4、传导的是三相系统中的永久性电流,故有比OPGW或架空地线高的持续温度;为了保持与相邻导线的弧 垂张力特性保持一致,OPPC的直径、重量、截面积和机械特性等参数应尽量与相邻导线的参数相符或相近; 与此同时,OPPC的电气特性如直流电阻和/或阻抗也应与相邻导线相似,以避免远端电压变化并保持三相平 衡。表2:典型的相线与OPPC对比表型号LHAGJF2 - 240/30OPPC - 244/30-24B1截面图*结构:铝合金+钢24X3.6+7X2.424X3.6+(5X2.5+1X2.6)铝合金截面:mm2244.3244.3钢截面:mm231.6629.85直径:mm21.622.0重量kg/k
5、971.3937计算破断力:KN107.85107.0直流电阻:Q/km0.1370.137总之,跟OPGW相比,OPPC与相邻导线的相似(符)性比OPGW与相邻地线相似性的要求高得多。在众多的 OPGW/OPPC结构中,也许不锈钢管结构相对较容易达到设计要求,以常用的中防腐钢芯热处理铝镁硅合金绞 线(GB9329-88)LHAGJF2-240/30为例,所设计的OPPC(含24芯光纤)各项参数与之几乎一致(表2)。OPPC直接安装在高压系统中,如果说绝缘金具尚可以采用成熟技术和商品,光电绝缘/分离和连接则需要特 殊的技术,对施工的要求也更高。OPPC的线路终端接头盒(图4)是特殊的,必须保证
6、接头盒对地的绝缘, 其位置一般放在绝缘支架上(图5)。线路中间接头盒的位置处于两个耐张绝缘子串间的跳线上(图6),对 跳线长度和对铁塔的安全间距有要求。有些国家巳允许OPPC用于不大于150KV的系统中并巳运行。虽然国 内目前暂还没有应用的报导,但这是一种很有使用价值和应用前景的光缆。通光集团己研制成功了 OPPC光 缆,可以满足国内外客户的需求。3电力架空光缆的适用标准和主要技术特性3.1适用标准(部分主要的)GB/T 12357通信用多模光纤系列GB/T 9771-2000(所有部分)通信用单模光纤系列GB/T15972-1998 (所有部分)光纤总规范(eqv IEC 60793-1-1
7、995)GB/T 7424.1-1998 光缆第 1 部分总规范(eqv IEC794-1-1-1996)GB/T 18899-2002全介质自承式光缆DL/7 788-2001全介质自承式光缆YD/T 980-2002全介质自承式光缆GB/T 7424.4-1-2003光缆-第4部分:分规范 光纤复合架空地线DL/T 832-2003光纤复合架空地线JB/T 8999-1999光纤复合架空地线DL/T 767-2003全介质自承式光缆用预绞丝金具技术条件和试验方法DL/T 766-2003光纤复合架空地线用预绞丝金具技术条件和试验方法IEC 60794-4-1-1999光缆第4-1部分:用于
8、高压架空电力线的光缆IEEE P1222 -1997 (草案)用于架空输电线路的全介质自承式光缆IEEE标准IEEE Std 1138用于公用电力线路的光纤复合架空地线IEEE标准JB/T 8134-1997架空绞线用铝-金美-硅系合金圆线(idt IEC 60104-1987)GB/T 17937-1999电工用铝包钢线IEC 60888-1987绞线用镀锌钢线GB/T 17048-1997架空绞线用硬铝线IEC 61394-1997架空线-铝、铝合金及钢裸线用油膏3.2电力光缆的主要技术特性3.2.1主要机械特性(1) 重量指光缆内所有组成元件的重量之和的计算值,单位为kg/km。该参数对
9、杆塔强度敏感。(2) 直径指光缆内所用组成直径元件之和的计算值,OPGW、MASS和OPPC是指绞合单线标称直径(包括光单元)之和 的计算值,单位为mm。该参数与冰、风荷载影响较大。(3) 承载截面指光缆内所有受力元件截面积之和的计算值,单位为mm2。该参数与OPGW、OPPC、(MASS)的强度、直流电 阻、短路电流或载流量等参数相关。(4) 额定抗拉强度-RTS指光缆内所有承载截面强度之和的计算值,单位为KN。该参数与杆塔强度等相关,是配置耐张金具、光纤 应变限量、安全系数等计算控制的重要依据。(5) 最大允许使用张力-MAT在设计气象条件下理论计算总负载时光缆受到的最大张力,在此张力下,
10、光纤的余长应保证光纤无应力和无 附加衰减。通常,要求OPGW、OPPC、MASS和ADSS的MAT约为RTS的40%左右。MAT是弧垂-张力跨距和安全系数计算控制的重要依据。(6) 日平均运行张力-EDS又称为年平均运行张力,是光缆在长期运行时受到的平均张力,对应于在无风无冰及年平均气温的气象条件 下理论计算负载时受到的张力。在此工作点上,光纤应无任何应变和无任何附加衰减。根据不同条件,EDS 一般为RTS的(1625)%EDS又是一个疲劳老化参数,是光缆包括所用金具作振动老化试验时的参照依据。(7) 应变限量又称为极限运行张力。对应于在电力架空光缆有效寿命期内,短时的、有可能超出设计气象条件
11、的最恶劣条 件时所受到的最大张力,约为RTS的60-70%。在此张力值下,光纤的余长释放完,光纤开始受力并产生受 控的应变和附加衰减,但要求在此张力解除后,光缆应能恢复到原始状态。该参数一般作为设计校验条件, 重冰区要求较高。(8) 应力一应变特性应力应变特性反应光缆在受到拉伸时,光缆应变量、光纤应变量、光纤衰减变化量的性能。是验证光缆结构 设计、工艺制造、运行工况条件下的综合性能参数。(9) 弧垂一张力一跨距特性安装在导线之下的光缆,如ADSS和MASS要考虑到与上至导线下至地面或交越物之间的安全间距,ADSS还 要考虑到安装位置上的电场强度。OPPC要考虑到与相邻导线的孤垂相一致,而OPG
12、W更要考虑与导线的间距。在无风、无冰及15C的情况下,OPGW的弧垂最低点与导线的间距必须满足(1)式要求:SN0.012L + 1 (m) (1)S:安全间距(m)L:档距(m)在不同的气象条件下,弧垂是不同的,以典型的OPGW为例,计算结果见图15ADSS、OPPC. MASS均有类似 的特性。OPGW-24B1-80 56 : 7.4图15典型的OPGW弧垂-跨距特性(10) 蠕变特性光缆在受张力情况下,长期的随时间伸长称为蠕变,除ADL和GWWOP外,蠕变将使弧垂增大。为克服蠕变, 常在施工时用“降温法”紧线来抵消这部分的伸长。3.2.2电力架空光缆的的电气特性ADSS主要考虑外护套的
13、抗电痕特性,ADL和GWWOP主要考虑外护套的耐候、耐温和阻燃, MASS不考虑电气特 性,OPPC主要考虑直流电阻和载流量。OPGW主要的电气特性如下:(1) 直流电阻指OPGW中所有导电元件在20C时的并联直流电阻计算值。在双地线系统中,该参数与OPGW和对侧地线的 短路电流分流比有关。(2) 短路电流当系统短路时(一般取单相对地短路),OPGW在一定短路时间内可以承受的最大电流计算值。在计算时,短 路电流时间的取值和起始、终止温度的取值对结果有影响,应尽量接近实际工况。(3) 短路电流容量是短路电流平方与时间的乘积,即I2t。4. 电力架空光缆的工程管理4.1工程设计(工程前期)在此所叙
14、的工程设计并不是替代设计部门所承担的设计工作,只是与光缆供应厂商直接相关并应相互确认的 部分工程设计内容。ADL、GWWOP光缆的设计周期最短,只需复核光缆附加后对杆塔的影响。以下简述OPGW、 ADSS、MASS和OPPC的共性问题。4.1.1配盘配盘是决定每盘光缆的长度,与光缆接头的安排有直接关系,还决定了光缆的安装区间,必要时还应决定放 缆的方向。光缆厂商在接到确认的配盘表后才能生产,应慎重处理。(1) 配盘原则光缆配盘原则上应服从线路的耐张段,为减少光缆接头,两个相邻的较小耐张段可以合并。应根据线路资料 或现场勘察,尽量避免在水稻田、沼泽、水塘、山顶、深谷等不利地形处接头。应尽量选择交
15、通便利,能方 便地获取公用设施的地点安排接头。当线路中有二个及以上的90度转角或四个以上45度转角时,应尽量分 盘,转而在这些转角塔上安排接头。每一盘光缆应有一个与安装区间对应的盘号。(2) 单盘长度在平原地区,单盘35km是较佳的选择,如在地形较复杂的山区,应尽量控制在3km盘长左右,以一个施 工队可以在一天内放完为宜。OPGW、OPPC和MASS的单盘长度还取决于金属单线的直径,这是因为绞线机的 工作盘具上能容纳的单线长度是有限的。当遇有超长耐张段或最大单盘长度不能满足耐张段要求时,一种处 理方法是在保持原有铝钢比、直径、截面和避雷特性的前提下,把单线直径减小增加绞线层。另一种方法是 在中
16、间找一个合适的直线杆塔加固为承力杆塔,或采用特殊的施工工艺和金具,在直线杆杆塔上分盘并接头。(3) 配盘长度(DL)推荐的配盘长度由(2)式表示。DL:=LxA+2 (H+h) +2B (m)(2)式中:DL:配盘长度(m)L:线路长度(m)A:长度预留系数 平原:1.021.03;丘陵:1.031.04;山区:1.041.05H:光缆输入端施工滑轮离地高度h:光缆输出端施工滑轮离地高度B:牵引预留长度:通常取6 10m4.1.2金具配置以下的金具配置原则适用于OPGW和ADSS。MASS和OPPC (须绝缘)可用作参考,ADL和GWWOP不适用。(1) 耐张线夹的配置原则上服从电力线路杆塔耐
17、张线夹的配置。在承力塔上一般配置耐张线夹。转角超过5度的耐张杆塔或终端 杆塔必须使用耐张线夹。图16是典型的单侧OPGW耐张线夹组件示意图。直线耐张塔上应首选耐张钱夹,如果地势平坦,杆塔两侧负载平衡时也可以配置悬垂线夹。在线路终端(例 如龙门架等)应配置单侧耐张线夹。在光缆接头和光缆跳线处应配置双侧耐张线夹。耐张线夹的额定破坏强度和握着力均应大于95%光缆RTS。在此张力下,线夹在不对光缆造成机械损伤的条 件下与光缆不能产生相对滑移,不能影响光纤传输性能耐张线夹应和光缆一起应通过振动试验。试验后,线夹任何部件不应有损伤,予绞丝不应有断股,其握着力 仍应不小于95%光缆RTS且不影响光纤性能。耐
18、张线夹预绞丝的内径与光缆外径是直接相关的,应重视光缆的外径公差与之匹配。(2) 悬垂线夹的配置原则上服从电力线路杆塔悬垂线夹的配置。在直线杆塔上一般应配置悬垂线夹。图17是典型的OPGW悬垂线 夹组件示意图。当水平角和垂直角小于30度(即单边15度)时,可配置单悬垂线夹。当垂直角大于30度(单边15度)、 小于60度(单边30度)时,应配置双悬垂线夹。如果中间耐张塔两侧的负荷平衡也可配置悬垂线夹。但如 果直线塔两边落差大于300 (单边)或两侧档距差较大,造成不平衡张力大于光缆20%的RTS时,及超大跨 距时,宜配置悬垂耐张线夹。悬垂线夹对光缆的握着力(水平方向滑动负荷)一般为(1020) %
19、RTS光缆。基于这样的原则,当ADSS光 缆采用双支点悬垂线夹时应慎重,以免改变直线杆塔的受力状态并对光缆造成危害。悬垂线夹不得对光缆产 生有害的应力集中,能承受振动和舞动的影响,当OPGW通过最大短路电流时(包括接地装置)不应有机械损 伤。悬垂线夹是工程中用量最大的部件之一。图16典型的单侧OPGW耐张线夹示意图L fl图17典型的OPGW悬垂线夹示意图(3)接地线配置OPGW多采用逐基塔接地的方式,接地线的载流量不应小于OPGW的载流量,在接头处两侧耐张线夹都应配置接地线,其他双侧耐张(跳线)可在任一侧配置一根,每个悬垂线夹也应配置一根接地线。接地线的一端连接在杆塔构架上,另一端与OPGW
20、相连(参见图16中的部件3),连接方式依不同的金具厂 设计而各异,常见有用并沟线夹与OPGW连接、与嵌入预绞丝与OPGW之间的接地片连接和与金具金属外套相 连接等三种主要形式,这三种方式各有优缺点。OPPC与杆塔须绝缘,MASS和ADSS (若需要)可参考OPGW接地方式,ADL、GWWOP不考虑接地。(4)电力架空光缆的防振除了 ADL和GWWOP,其他四类架空光缆电与电力架空线一样须采取防振措施,目前常见的有防振锤和防振鞭 两种OPGW常用防振锤而ADSS常用防振鞭,如果光缆的年平均应力EDS16%RTS,原则上可不考虑防振,当 16%RTSEDS25%RTS时,应采取防振措施。防振锤(鞭
21、)的安装数量和位置一般由设计部门或专业的供应 商确定。第1个防振锤安装在线夹予绞丝上,第2个及以上的防振锤不能直接安装在光缆上,必须配置合适的予绞丝 再安装。图18是防振锤和防振锤用予绞丝的示意图。(上图:防振锤;下图:护线条)图18防振锤和防振锤用予绞丝护线条示意图(5)其他附件电力架空光缆在接头杆塔引下时需要用导引线夹(图19),通常1.5-2米左右配置一个较合适。为了恢复两段被接续的电力架空光缆的电气特性,宜配置金属(通常为铝或铝合金)接头盒。施工必备器材一般包括:牵引网套、防扭器、防扭鞭、紧线予绞丝和紧线器。从终端杆塔至通信机房的光缆称为导引光缆。为避免强电引入机房,现常用非金属(类似
22、ADSS)光缆,这 种结构防潮、抗压和防鼠咬性能稍弱;也可采用非金属中心加强件、外护套含钢带或铝带的单金属结构,这 种结构防潮性能较好,其中含钢带结构有适当的抗压和抗鼠咬性能,但应在与OPGW连接端将金属部件接地 (在导引段长内金属部件的导电性应保持连续),引入机房后金属部件应悬浮,避免电气地和信号地间的电 位差对通信设备造成危害和干扰;应禁止使用缆内有相互绝缘的双金属结构作为导引光缆,在强电磁场感应 下这两层金属有可能发生电弧击穿造成故障。图19导引线夹示意图4.2厂检和开盘测试在光缆交货前,应根据合同进行出厂检验,一般为抽样检测OPGW和ADSS的出厂检验规则和要求在己经或 即将颁布的国标
23、和行标都作了详细规定。光缆交货后或施工前,应进行开盘测试,以确认在运输后和施工时用的是合格光缆,这一程序很有必要。限 于现场条件,一般用OTDR检测所有光纤芯的衰减和长度再加上目力观察包装和外观。开盘测试要有详细记 录,既用作施工前后对照,也用于运行维护参考。4.3施工管理4.3.1施工组织设计电力架空光缆的施工组织设计与电力线架设的施工组织设计类似。如属新建线路,建议将这两部分的工作有 机地结合起来,主要内容如下。(1) 工程简介业主单位、设计单位、施工单位、施工监理单位,要求工期、开工及竣工日期,质量等级及其他重要要求。(2) 工程概况光缆型号、规格,光缆配盘表、金具配置表,工程特点、工程
24、量、沿线地形地貌及气象,交叉跨越、交通运 输等。(3) 施工方案及施工组织施工方法、施工机具器材、滑车滑轮、防扭器、防扭鞭、紧线予绞丝、融接机及专用工具、施工程序、人员 配置、通信联络、必要的设施等。(4) 总平面布置施工指挥机构、临建设施、材料中转和运输半径、牵张场安排、光缆盘支架、金具临放等。(5) 施工技术及物资供应计划光缆施工交底及要求,仪器仪表性能、光缆安装指导手册、牵引张力、牵引速度,紧线、调弧垂技术和工艺 方法及必要的物资供应保障计划。(6) 综合进度按排放线进度、光纤融接、光纤测试、初验、竣工及验收开通等。(7)主要技术措施特高塔、大跨越、大高差、交叉、跨越等。(8)现场管理质
25、量保证、安全、现场文明施工措施等。4.3.2光缆施工注意事项以下注意事项主要适用于OPGW、ADSS、OPPC和MASS。ADL、GWWOP作参考。(1)张力/拉当对光缆施加张力时,除了必须采用合适的设备和工艺方法外,还应核对光缆的技术参数,不允许超过施工 安装张力。(2)弯曲/滑轮直径光缆在安装和接续工程中,其最小弯曲半径不能小于光缆直径的15倍,位于线路引入和引出塔滑轮直径不 小于600mm,直线塔滑轮不小于450mm,所有滑轮内槽要求包覆氯丁橡胶或类似材料。(3)摩擦在安装前、安装中,连接过程中应防止光缆在地面或滑轮边槽和塔顶构件及其他部件上擦伤。(4)扭转光缆的过分扭转会破坏缆内光纤的
26、“余长” 。OPGW、MASS和OPPC的过份扭转会导致金属绞线拱起,形成 “鸟笼”现象,单层绞线的OPGW、MASS在施工时应采用防扭鞭。双层或多层绞线的OPGW和OPPC,如施工张力较小(10%RTS)可省略防扭鞭,但必需使用两个退扭器。(5)压缩必须使用与光缆外径,张力相匹配的导引线夹。紧线时应用紧线予绞丝,不可使用压缩型的线夹,以防光缆 过份受压。(6)防水虽然光缆有轴向和纵向的防水功能,但在施工前和施工过程中,应避免浸水,尤其是在光缆端口部位,在开 盘测试后和架线结束接续前,光缆端口应采取防水措施。4.3.3光缆接续(1)合格的接头盒电力架空光缆的接头盒处于强电磁场中,一般的工程塑料
27、很容易老化,所以多见的是金属接头盒,以铝或铝 合金材料为主。接头盒应耐腐蚀、耐老化,具有气闭性和防水性,必须具备一定的机械强度且操作维护简便, 图20示出一种较成熟的接头盒。(2)接续的一般要求接续前应核对光缆的型号规格、光纤类型、色标和芯数。接续方法、工序和工艺应符合规范和规程。接续时 要创造良好的工作环境,防止水汽、灰尘的影响,以保证每个接头符合要求。当环境温度过低时,应采取升 温保温措施,确保人员和设备正常工作。每个光纤接头都应有编号和融接损耗数据。图20 一种金属帽式接头盒4.3.4竣工测试和竣工资料竣工测试又称中继段测试,这不仅是对工程质量全面考核自我鉴定的过程,同时还为建设单位提供
28、运行维护 资料。竣工资料应包括:(1)光缆出厂资料:光缆规格、型号、技术参数,出厂数据等;光缆盘测资料:开盘测试数据等;(2)光缆配盘资料:光缆配盘明细表,金具配置明细表等;(3)全程固定接头资料:光缆接续时每个光纤固定接头的接头衰耗(如有条件可包括每个接头的OTDR双向 测试资料);(4)中继段全程衰减测试资料:用两点法(即光源-光功率计或光盘-光功率计)测试的每个光通道的全程 衰减原始资料,有条件时可包括接入活动连接器(尾纤)前、后两套资料;(5)中继段OTDR全程后向散射曲线:用OTDR测试的每个光通道的全程正反向曲线和数据资料;(6)变更资料:设计变更(如有)通知,开、停、复、竣工通知
29、等;(7)其他资料:包括技术协议、工程协商/协调纪要、己安装的设备清单、余料清单等资料。4.3.5验收开通(1)随工验收:由建设单位委派的工地代表随工验收,若发现质量问题可随时向施工单位指出并及时整改。(2)交工验收:当一个中继段完成后,施工单位按工程设计及验收大纲或规范对工程进行严格检查,提供 完整准确的竣工资料,由验收小组进行检查或抽查。如验收小组己派代表参加了中继段全程衰减等测试,交 工验收可不专门测试。属随工验收的项目一般不再重验。(3)试运行:当上述条件具备并满足时,可交相关运行部门投入试运行。5. 电力架空光缆的运行和维护电力通信是电力和电信两个敏感行业的交叉点,既受益也受制于两个
30、行业的发展和变革。电力光缆网络和电 信光缆网络的管理原则是一致的,但电力系统的内部机制与电信有区别,故有较大差异。5.1电信光缆网络的运行管理机构设置及职责(资料性)国内外电信光缆传输网己较成熟,一般采用以下运行和维护模式,供电力光缆通信网络的各级主管参考。5.1.1 一级网管中心-网络技术管理中心网络技术管理中心,也称为一级网络管理中心。是各光纤传输网运行和值勤维护业务管理机构,属总公司(总 局或相应的一级主管部门)领导,主要职责是:(1)负责全网一级传输系统的运行监控和质量管理;(2)负责全网光通道和信道资源管理,协调全网与其他通信网的业务关系;(3)组织协调处理重大通信障碍、事故并及时上
31、报;(4)订定、组织、实施全网一级传输系统维护测试和备品备件的筹供;(5)组织一级系统的机线设备大修理、技术改造方案和实施,参加新建工程的竣工验收;(6)负责新技术培训,指导下级通信网络中心的业务并提供技术支持。5.1.2二级网管中心-省级通信网络管理中心是各单位光纤通信传输网运行和值勤维护业务管理机构。主要职责是:(1)在本单位(相应的二级机关或部门)领导下开展工作,并接受一级网管中心的业务指导;(2)负责管区内一级和二级光纤传输系统的运行监控和质量管理;(3)管理二级及以下系统的光通道和信道资源,拟制上报通路组织调整方案,协调管区内与其他通信网的 业务关系;(4)管理、组织、协调管区内重大
32、通信障碍和事故的处理并及时上报;(5)拟制、实施二级传输系统维护测试及备品备件的筹供;(6)组织、实施管区内二级及以下系统机线设备的中、大修改造,参加新建工程的竣工验收;(7)组织新技术和业务培训,指导下级网管中心的业务工作并提供技术支持。5.1.3三级网管中心-地、市通信传输网管理机构是各地、市光纤通信网运行和值勤维护管理机构。主要职责是:(1)在本单位(相应的三级机关或部门)领导下开展工作,并接受上级网管中心的业务指导;(2)掌握维护区域内一级和二级传输系统的运行状况,负责三级及以下系统的运行监控;(3)传达上级命令和指示,检查基层日常值勤维护工作完成情况;(4)制定机线设备抢修代通方案,
33、组织完成各项通信保障,拟制上级维护区内通路组织调整方案;(5)组织区域内维修中心或传输站、线路维护分队及时处置各类通信障碍和事故;(6)组织完成区域内中、大修改造,拟制备品备件计划;(7)负责区域内机线设备质量管理,参加区域内维护测试;(8)指导值勤维护单位的业务工作并提供技术支持。5.2电力架空光缆网络运行管理模式的建议电力架空光缆事实上是输电线路的组成部分之一,根据我们对目前我国电力系统内部机制和现状的了介和理 介,电力架空光缆似主要牵涉到电力的保护、自动化、输电和通信等四个相关专业。保护和自动化专业只在线路两端利用光纤通道,与光缆的运行关系不很大。对输电专业来说,OPGW和OPPC卒身就
34、是架空地线和相线(比如OPGW将直接参与防止大气过电压的保护), 对附加在地线上的ADL或GWWOP光缆和加挂在杆塔上的ADSS或MASS光缆则要监控对输电系统(包括架空线、 杆塔等)的影响。为安全生产,输电专业的线路运行部门很完善。电力架空光缆的运行与输电线路运行显然 不可分离。所有的通信指标都由通信专业监控,为保障通信正常进行,通信专业的线路运行部门也很完善。通信专业要 利电力架空光缆的光纤作为通信手段,要保证信号的传输运行,须监控线路衰减、线路接头衰减、终端活接 头衰减和线路色散等指标。电力架空光缆的运行与通信专业也密不可分。看来,按目前的机制和现状,电力架空光缆宜由这两个专业共同运行。
35、建议由通信专业运行缆内的光纤部分,偏重于光缆的传输和光学部分,其职责和专业内部分工可参照电信光 缆传输网运行模式(5.1节)。建议由输电专业运行通信专业运行部分之外的部分,偏重于光缆的机械和电气部分,其职责和专业内部分工 主要执行输电运行规程这两个专业间的分工界面可为:通信专业运行光缆室外线路接头盒、室内终端接头盒、活动连接器(尾纤) 含适配器;除此外的部分由输电专业运行。5.3特殊区域和大跨越管理随输电线路同行的电力架空光缆,少则几公里,多至上百公里甚至数百上千公里,沿线地形、地貌、环境、 气象条件比较复杂,宜根据本单位的运行组织机构将沿线分为若干特殊路段,结合输电运行,有针对性地对 电力架
36、空光缆加强运行维护巡线,并进行季节性预防工作。5.3.1特殊区域的划分电力架空光缆线路的特殊区域一般指下列区域,这些地区将可能污染、腐蚀光缆的护套或金属绞线,也可能 对光缆的机械、电气和传输特性有影响,还可能破坏光缆线路和杆塔。(1)污秽区:火电厂、化工厂、水泥厂、冶金厂或类似工厂附近区域,还包括盐碱严重、风沙较大的地区。(2)覆冰区:温湿暖流与冷空气交汇地区。(3)强风区:河口、山谷、沿海台风多发区和其他因地形易形成强风、飓风、龙卷风的地带。(4)雨水冲刷区:山坡、河堤、低洼处、水库下游,汛期易受山洪或雨水冲刷地区。(5)滑坡沉陷区:山坡、大坝、矿业采挖区,易塌落及地面沉降地区。(6)易舞动
37、区:山谷、风口、沿海附近,易造成架空线舞动地区。(7)雷击频繁区:年雷暴日超过30天以上的地区(8)易受外力破坏区:林场、果园、靶场、焦塘、机耕作业、放炮取石、村头路边、某些易盗和破坏高发 区。5.3.2大跨越对跨越大江、大河及山川的线路和跨越塔,应结合电力系统运行维护要求设立专责班组对光缆加强运行维护。主要内容有:(1)定期日巡、夜巡、登塔、登线检查;(2)检查塔体各部分结构、各附件的变化;(3)检查、定期测量光缆和导线的孤垂变化;(4)检查和监视光缆和导线的振动和舞动,检查维护光缆线夹和附件、防振和防舞装置。5.4电力架空光缆的值勤维护5.4.1维护单位设置和职责(资料性)一般的电信光缆网
38、络均设置维护(修)中心(局、站)和维护队两个机构,他们之间的分工界面通常为光缆 进入局(站)后的第一个光纤活动连接器(即机房内光缆终端盒的尾纤出线)。连接器(含适匹器)以内由 维护中心维护,连接器外由维修队维护。根据具体情况,由上级明确维护范围的划分。(1)光纤通信传输网维护(修)中心维护(修)中心是光纤通信传输网机线设备集中维修的实施单位,负责维修区域内各类机线设备的维修和维 护指导。一般设置在光缆汇接局(站),配备相应的专用抢修工程车辆和仪器仪表及专用工具。主要责职是:负责机线设备的集中维修;备品备件的筹供;各类仪表的维修、校验;区内新建台站、机线设 备资料的管理和录入;承担中、大修改造工
39、程;机线设备障碍的修复并为传输站和线路维修队提供技术支持(2)光纤通信传输站和线路维修队按功能,光纤通信传输站可分监控站、网管站、终端站和中间站,也可以合并。每个站都设有光缆线路维修 队。光缆线路维修队的主要职责是:执行上级命令和指示完成管区内各项通信保障任务;配合维护中心工作;制 定光缆线路具体维护作业计划;线路设备日常巡护、巡检和维护管理;光缆线路维护测试、障碍测试和抢修 代通。5.4.2技术资料、仪器仪表及工具配置管理(1)技术资料技术资料是管理和指导光缆运行维护的主要依据。各级维护单位应具备管区内全部光缆线路和设备的技术资 料。维护中心应具备:管区内通信网络图、组织图、光通道图,维护区
40、域划分图,光缆和设备说明书、光缆路由 图,杆塔明细表、断面图、配盘表及光纤配纤图,维护员分布联络图,巡线系统图;工程设计资料、竣工资 料、验收文件及工程遗留问题处理意见;光缆线路路由和设备变更记录;光缆线路传输测试资料(中继段光 纤衰减、OTDR曲线等);专用仪器、仪表、工具登记卡;光缆线路故障登记、分析、处理资料;沿线水文、 气象等相关资料。维护队应具备:维护责任区内光缆路由图、杆塔明细表、断面图、光缆配盘和金具配置明细表、光通道图; 工程竣工资料、光缆设备说明书;光缆路由及设备变更记录;光缆线路传输测试资料;各维护员的祥细资料; 光缆线路故障登记、分析、处理结果资料;光缆线路巡线报告单、工
41、作记录、维护日志;专用仪器仪表、工 具登记卡和备品备件清单等相关资料。(2)仪器仪表及工具配置维护中心和线路维护队的工作任务性质、工作环境有区别。一般情况下,维护中心可配置较大型、精度较高 也较贵重的仪器仪表,线路维修队的配置以便携、轻巧的工程仪器仪表为主。主要的光缆线路维护器材包括:光源和光功率计、光可变衰减器、光纤故障识别仪或光后向散射仪(OTDR)、 标准测试光纤、光电话、光纤融接机、步话机、专用工具和常规工具、工程车、(充气)帐蓬、汽油发电机 等。5.5光缆线路维护的基本要求5.5.1技术资料收集、整理和归档主要的技术资料如下。(1)光缆技术协议:光缆型号、规格、技术参数,光缆配盘和金
42、具配置明细表等。(2)厂检和开盘测资料。(3)竣工资料:光缆路由、杆塔明细表和金具配置、断面图、光缆配盘表和接头位置、光纤通道图、各光 纤通道的衰减、接头衰减、总衰减及两个方向的OTDR曲线图、路由变动资料等。(4)日常资料:日常积累的技术资料、日常维护工作资料。(5)维护测试资料。5.5.2制定、执行维护规则应根椐本单位的实际具体情况,制定严密、严格的维护规则并实施和监督检查。光缆线路常规维护一般分为 日常维护和定期测量两部分(1)日常维护110-500KV线路,一般每月至少巡线一次,如有特殊情况和气候发生时应增加。结合电力系统巡线项目,应 对光缆巡视,包括:光缆外观、弧垂、线夹、防振锤(鞭
43、)、接头盒等项目。有异常应及时报告处理。维护性测试由维护中心实施,维护队配合。建议在线路竣工后的一年内平均每三个月测一次,以后每6个月 测试一次,特殊情况可以缩短周期。主要对中继段每根光纤通道进行正反向OTDR信号曲线检查。对照竣工 时的数据,如发现0.1dB/km或中继段总衰减大于5dB则判为异常,应及时分析处理。(2)定期测试维护性测试由维护中心实施,维护队配合。建议在线路竣工后的一年内平均每三个月测一次,以后每6个月 测试一次,特殊情况可以缩短周期。主要对中继段每根光纤通道进行正反向OTDR信号曲线检查。对照竣工 时的数据,如发现0.1dB/km或中继段总衰减大于5dB则判为异常,应及时
44、分析处理。5.5.3及时检修与紧急抢修(1)及时检修在日常维护中发现的问题应及时检修,例如防振锤(鞭)脱落、接头盒松动、余缆松驰等现象。(2)紧急抢修由于光缆线路的原因发生通信业务阻断称为光缆线路故障。当故障发生后,应首先判断故障在站内还是在站 外,如有条件应及时实现系统倒换或自动切换。如有迂回线路但尚未建成自愈环网或SDH未建立网管系统时, 则需人工倒换或调度电路。如确属光缆线路故障,又没有迂回线路可供调度,那就需要紧急抢修。(3)备品备件电力架空光缆的抢修不象普通光缆那么简单。除了架设在导线之下的ADSS或MASS,一般都要停电检修。除 ADL和GWWOP外,其他的光缆一般要求用同型号同规
45、格光缆更换一个耐张段长度。因此可考虑在重要的工程 中对每一型号规格光缆作最大耐张段长度的备盘及相应的金具和接头盒。5.5.4 ADSS、OPGW常见故障及故障原因初探(1)ADSS常见故障和初步分析ADSS最常见的是外护套受电腐蚀造成的各种故障直至断纤甚至断缆。也有机械参数配置不当引起的断纤。 以下主要探讨电腐蚀故障。统称为电腐蚀故障其实包含三种基本模式,分别为击穿(A模式)、电痕(B模式)和腐蚀(C模式)。(A模式):击穿是由于发生了足够能量的电弧产生了足够大的热量,使光缆护套发生有熔融状边缘的穿孔。 常伴有同时烧断纺纶使光缆强度急剧下降,到维持不了张力的那一刻致使断缆。击穿故障在安装后发生
46、的时 间较短。(B模式):电痕是由于电弧在护套表面形成放射(树枝)状碳化通道,然后不断加深,在张力的作用下开 裂并露出纺纶,有时转换成A模式。电痕故障在安装后发生的时间比A模式要长。(C模式):腐蚀是由于通过护套的泄漏电流产生热量,使聚合物慢慢失去结合力最终失效。表现在表面粗 糙、护套减薄,在光缆寿命期间是正常现象。这种现象是缓慢发生的。要严格区分这三种模式确实不容易,由于多种原因,行业内也不愿意公开讨论这些敏感问题。其实发生这些 问题是正常的。首先不排除光缆质量(包括原材料和加工)问题,但即使是优质(合格)光缆如不合理的应用仍会产生严重故 障。况且有些不合理的应用正是由于在激烈的商业竞中,光
47、缆企业自身对用户的误导所致,例如:水平相当 的设计和工艺、相同的原材料,却在商业宣传中把悬挂点场强数值越提越高,而用户却愿意接受这种承诺和 保证,这不能不说是一种悲哀。这些不合理的应用主要表现:例如:先招标,后(由光缆厂商)设计悬挂点,光缆企业中标以后才拿到相关资料,只能去找场强相对低然 而并不是合理或架空理想的悬挂点,由于找不到挂点而退标的企业绝少且后果是严重的。何况光缆企业对电力系统并不十分熟悉(这不是他们擅长的专业),挂点设计只考虑静态而不考虑动态条件, 这些动态条件至少包括系统空(轻)载时的电压上升、塔头上的相序(包括换位)、多回线、共架线、分裂 导线、风摆等,如原本挂点场强设计过高或临界的,很容易出现A和B模式故障。再例如:不考虑当地的环境和气象条件,挂点设计或安装(不按设计施工或安装误差)在不合理或临界状态, 当污染积累到一定程度或发生酸雨、台风或