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電力光纜
閱讀�4315時間�2018-05-02 14:18:52

智能電網(wǎng)要求電力系統(tǒng)中輔以信息技�(shù)為支撐,實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、自動化和互動化的特�;FTTx�3G�(wǎng)�(luò)建設(shè)要求信息通信的同時解決網(wǎng)�(luò)終端�(shè)備的用電問題,因此應(yīng)用于電力系統(tǒng)中兼顧電力傳輸和信息通信的各類復(fù)合纜和特�光纜即電力光纜�

種類及結(jié)�(gòu)

  1、OPGW光纜(也稱光纖復(fù)合架空地線)�

  把光纖放置在架空高壓輸電線的地線�,用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信�(wǎng),這種�(jié)�(gòu)形式兼具地線與通信雙重功能,一般稱作OPGW光纜�2.OPPC光纜(OpticalphaseConductor,簡稱OPPC)是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜,是在傳統(tǒng)的相線結(jié)�(gòu)中將光纖單元�(fù)合在�(dǎo)線中的光�,是充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資�,特別是電力配網(wǎng)系統(tǒng),避免在頻率資源、路由協(xié)�(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾,使之具有傳輸電能及通信的雙重功��3.ADSS是AllDielectricSelf-Supporting(全介質(zhì)自承式)的縮寫。全介質(zhì)即光纜所用的是全介質(zhì)材料。自承式是指光纜自身加強(qiáng)�(gòu)件能承受自重及外界負(fù)荷。這一名稱就點(diǎn)明了這種光纜的使用環(huán)境及其關(guān)鍵技�(shù):因為是自承�,所以其�(jī)械強(qiáng)度舉足輕重;使用全介�(zhì)材料是因為光纜處于高壓強(qiáng)電環(huán)境中,必須能耐受�(qiáng)電的影響;由于是在電力桿塔上架空使用,所以必須有配套的掛件將光纜固定在桿塔上。即ADSS光纜有三個關(guān)鍵技�(shù):光纜機(jī)械設(shè)�、懸掛點(diǎn)的確定和配套金具的選擇與安裝�4.OPLC光纖�(fù)合低壓電纜或電力光纖。將光纖組合在電力電纜的�(jié)�(gòu)層中,使其同時具有電力傳輸和光纖通信功能的電纜稱為光纖復(fù)合電力電�。與光纖�(fù)合架空地�(OPGW)一樣,光纖�(fù)合電力電纜集兩方面功能于一�,因而降低了工程建設(shè)投資和運(yùn)行維�(hù)總費(fèi)�,具有明顯的技�(shù)�(jīng)�(jì)意義�

  地線纏繞式光纜GWWOP和捆綁式光纜ADL

 ?�?)地線纏繞式光纜GWWOP——是一種直接纏繞在架空地線上的光纜,它沿著輸電線路以地線為中心軸螺旋纏繞在地線上,形成一種依附于輸電線支承的光傳輸媒��

 ?�?)捆綁式光纜ADL——是一種通過一條或兩條抗風(fēng)化的膠帶、被覆芳綸線或金屬線捆綁在地線或相線�。與GWWOP光纜相比,減少了光纜由于彎曲纏繞而引起衰減偏大或�(yīng)力增��

  這兩類光纜被�(tǒng)稱為附加型光纜—OPAC,一般用�35kV以下線路�,早在上世紀(jì)80年代初就已經(jīng)開發(fā)并被電力部門所使用,是電力系統(tǒng)中建�(shè)光纖通信�(wǎng)�(luò)既經(jīng)�(jì)又快捷的方式。他們不是自承式光纜,是附加在原有地線或相線上的,如�1所示,因此該纜具有輕型柔軟、且外徑小等�(yōu)�(diǎn),一般采用全介質(zhì)中心管式光纜�(jié)�(gòu),非金屬加強(qiáng)層通常采用芳綸纖維�、玻璃纖維紗和玻璃纖維帶等柔性材��

  這兩類纜安裝時需要特殊的器具,安裝完�,光纜直接與電力線接觸,所以都需要承受線路短路時相線或地線上�(chǎn)生的高溫,都有外�(hù)套材料老化問題,因此雖然研究和�(yīng)用早于ADSS光纜,但是在國內(nèi)沒有大范圍的�(yīng)�。在線路�(shè)計時,還需覆冰和風(fēng)載校驗電力線和桿塔強(qiáng)��

  2、全介質(zhì)自承式光纜ADSS和金屬自承式光纜-MASS

 ?�?)全介質(zhì)自承式光纜ADSS是一種利用現(xiàn)有的高壓輸電桿塔,與電力線同桿架�(shè)的特種光�,具有工程造價�、施工方�、安全性高和易維護(hù)等優(yōu)�(diǎn)�

  ADSS光纜是自承式架空敷設(shè),應(yīng)具有較大的抗拉強(qiáng)度,以保證正常運(yùn)行時能承載外界環(huán)境影�。ADSS光纜主要承載元件為芳綸紗線,根據(jù)�(jié)�(gòu)可分為中心管式和層絞式兩�,其中層絞式�(jié)�(gòu)分為單護(hù)層和雙護(hù)套結(jié)�(gòu)�

  ADSS光纜在力�(xué)�(shè)計時,除具有一定的抗拉�(qiáng)度外,還需考慮一定檔距下安裝ADSS光纜對地面的安全距離和滿�(fù)載環(huán)境下對地安全距離,以防影響路面正常運(yùn)作。另一方面,由于高壓電力線周圍存在著一定的高壓電場�(huán)�,容易腐蝕損害ADSS光纜,因此ADSS光纜在敷�(shè)時不僅要選擇適宜的懸掛點(diǎn),同時外�(hù)套也需具有一定的耐電腐蝕能力。根�(jù)DL/T788-2001《全介質(zhì)自承式光纜》標(biāo)�(zhǔn)要求,外�(hù)套可以分為A級(電位小于12kV)和B級(電位大于12kV�,其中B級護(hù)套(通常稱為耐電痕護(hù)套料)根�(jù)實際�(yīng)用,一般建議懸掛點(diǎn)�(yùn)行電位不超過25kV�

 ?�?)金屬自承式光纜-MASS——不銹鋼管光纖單元結(jié)�(gòu),考慮MASS光纜同ADSS光纜一樣與�(xiàn)有桿塔�(jìn)行同桿架�(shè),為減少對桿塔的額外�(fù)�,要求MASS光纜�(jié)�(gòu)小、重量輕。因此MASS光纜�(jié)�(gòu)采用中心管式,即不銹鋼光纖單元外面絞合一層鍍鋅鋼絲或鋁包鋼絲,通常從成本考慮,以鍍鋅鋼絲為主,如�3所��

  MASS光纜在力�(xué)�(shè)計時與ADSS光纜類似,同樣需要�(jìn)行檔距—拉力—弧垂驗�。但是在安裝敷設(shè)�,應(yīng)選擇合適的懸掛點(diǎn),一方面與電力線保持一定的安全距離;另一方面,因為MASS光纜是金屬結(jié)�(gòu),通過良好的接地處理和選擇弱電場安裝點(diǎn),可以方便的解決電腐蝕問�。因為MASS光纜是全金屬�(jié)�(gòu),在一些鼠害猖狂地區(qū),它還可以作為有效的防鼠光纜架空�(yīng)��

  3、光纖復(fù)合架空地線OPGW和光纖復(fù)合架空相線OPPC

  �1)光纖復(fù)合架空地線OPGW——它具有傳統(tǒng)地線防雷的功�,對輸電�(dǎo)線抗雷電提供屏蔽保護(hù)的作用,同時通過�(fù)合在地線中的光纖來傳輸信�。常見的OPGW�(jié)�(gòu)主要有三大類,分別為鋁管�、鋁骨架型和不銹鋼管��

  OPGW的關(guān)鍵技�(shù)之一是短路電流引起的溫升和OPGW的使用溫度,�4中前兩種�(jié)�(gòu)的OPGW在短路電流沖擊時,鋁管和鋁骨架會�(chǎn)生相對較高的溫度且向�(nèi)部擴(kuò)散,�(jìn)而影響光纖傳輸甚至斷纖現(xiàn)�,而不銹鋼管型明顯改善很多。若�(jié)�(gòu)中含有鋁,在超過200℃以�,首先是鋁產(chǎn)生不可逆塑性形變,在結(jié)�(gòu)受到破壞的同�,OPGW增大的弧垂不但不能保持與�(dǎo)線的安全間距還將可能與導(dǎo)線相�,若是全鋼結(jié)�(gòu)則可短時工作�300��

  OPGW在新建線路中�(yīng)用具有較高的性價�,在�(shè)計時,OPGW的短路電流越大時,就需要用更多的鋁截面積,則抗拉強(qiáng)度相�(yīng)降低;而在抗拉�(qiáng)度一定的情況下,要提高短路電流容�,只有增大金屬截面積,從而導(dǎo)致纜徑和纜重增加,這樣就對線路桿塔�(qiáng)度提出了安全問題。但是OPGW�(shè)計時其電氣性能(如直流電阻)和�(jī)械性能(如檔距—張力—弧垂特性)�(yīng)與另一根地線接��

 ?�?)光纖復(fù)合架空相線OPPC——是將光纖單元復(fù)合在相線�,具有相線和通信的雙重功�,彌�(bǔ)了新建電�(wǎng)線路中無架空地線卻要通信的場�,主要有中心管式和層絞式兩種,如�5�

  雖然OPPC�(jié)�(gòu)與OPGW類似,但是在�(shè)計卻有很大差�。首先,OPPC由于具有相線的功�,長期承載電力傳�,因考慮長期�(yùn)行溫度對光纖傳輸性能和光纖壽命的影響;其�,OPPC的機(jī)械性能和電氣性能�(yīng)與相鄰導(dǎo)線一致,如直流電阻或阻抗與相鄰導(dǎo)線相�,以保證�(yuǎn)端電壓變化保持三相平�;再次,OPPC安裝在高壓系�(tǒng)�,其安裝的金具和附件(如耐張線夾,懸垂線夾和終端接頭盒)需絕緣,線夾可用相�(yīng)的絕緣耐張線串或絕緣懸垂串,光電絕�/分離和連接則需要特殊的技�(shù),對施工的要求也比較��

  4、接入網(wǎng)用光電混合纜GD

  接入�(wǎng)用光電混合纜GD——俗稱綜合光�,它集光�、金屬線對和饋電線于一�,可以同時傳輸光信號、電信號和電��

  隨著接入�(wǎng)技�(shù)和市場的快速發(fā)�,光纖通信開始�(jìn)入新一輪高速增長階�,移動通信、數(shù)字電視(中間�(zhuǎn)換)、寬帶接�、FTTx、農(nóng)村村村通工程等將通信光纜和設(shè)備不斷地向用戶延�,遠(yuǎn)端基�、通信�(jī)房、用戶接入點(diǎn)等設(shè)備開始大量應(yīng)�,而設(shè)備的供電卻成為通信�(yùn)營商十分棘手的問�,為解決此問�,中國通信�(biāo)�(zhǔn)化協(xié)會發(fā)布了YD/T2159�2010《接入網(wǎng)用光電混合纜�,為該產(chǎn)品的�(shè)計和�(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)�

  雖然我們可以通過GD光纜可以給遠(yuǎn)端設(shè)備供電和傳輸信息,但是饋電線中存在線路損耗,且隨著傳輸距離的加長而增�,同時還存在著壓降問�。因�,高壓直流遠(yuǎn)供電無疑是解決長距離通信的方�。高壓直流遠(yuǎn)供電系統(tǒng)的原理是將機(jī)房內(nèi)開關(guān)電源�48V直流電通過�(yuǎn)供電源局端設(shè)備隔離升壓到�200�400V直流高壓,將直流高壓電通過GD光纜中饋電線傳輸?shù)竭h(yuǎn)端設(shè)備處,傳輸過程中電源處于對地懸浮狀�(tài),通過�(yuǎn)端設(shè)備�(jìn)行電壓逆變,變換到�(yuǎn)端設(shè)備所需電壓(如DC48V或AC220V),最終實�(xiàn)�(yuǎn)端設(shè)備正常通信�

  GD光纜在結(jié)�(gòu)�(shè)計過程中,主要是饋電線的截面積選�,饋電線的截面積與傳輸距雀用電設(shè)備功�、傳輸電壓等級、遠(yuǎn)供電�(shè)備接收電壓范圍等有關(guān),線纜設(shè)計完�,還需�(jìn)一步驗算線纜損耗,一般線纜損耗功率不超過�(yuǎn)供局端設(shè)備輸出功率的10%為宜�

  5、光纖復(fù)合低壓電纜—OPLC

  光纖�(fù)合低壓電纜OPLC——是將經(jīng)過保�(hù)后的光纖單元置于電力線纜�,可用于額定電壓0.6/1kV及其以下電力系統(tǒng)中,同時解決光纖信息通信的問�。OPLC倡導(dǎo)的電力光纖到戶(PowerandFibertothehome,簡稱PFTTH�,即配合無源光網(wǎng)�(luò)(PON)技�(shù),實�(xiàn)電信�(wǎng)、電力傳輸網(wǎng)、電視網(wǎng)和互�(lián)�(wǎng)等“多�(wǎng)融合”的概念完全符合我國�(xiàn)階段電信�(yùn)營商提出的“三�(wǎng)融合”建�(shè)的浪�,因此可以通過OPLC�(gòu)建電信公共服�(wù)平臺,加速和節(jié)約我國光纖到戶建�(shè)�

  OPLC在設(shè)計時,主要考慮是光單元�(jié)�(gòu)的選�,層絞式光纜可以包含較多芯數(shù)光纖,比較適宜配�(wǎng)時光纜的分歧和交接應(yīng)用;蝶形光纜因施工接�(xù)時可采用快速連接器�(jìn)行冷�,施工快速方便,比較適合入戶�(yīng)�。根�(jù)組網(wǎng)特性和實際使用芯數(shù)狀況,我們選取中心管式光�、層絞式光纜和蝶形光纜三種結(jié)�(gòu)作為OPLC的光單元,且光單元由非金屬全介質(zhì)材料組成�

  層絞式光單元和中心束管式光單元根�(jù)不同的敷�(shè)形式,又分為干式和油膏填充式。干式光單元可以滿足大芯�(shù)垂直敷設(shè)的需要,特別是在高層樓垂直布線中�(yīng)用較�,可以解決垂直敷�(shè)時油膏滴流問�,為OPLC在不同場合的�(yīng)用提供了方便??紤]緊套光纖�(jié)�(gòu)對溫度敏感性較�,一般不建議在OPLC中應(yīng)用。OPLC�(jié)�(gòu)如圖9所�,分為入戶用和配�(wǎng)用兩大類�

�(yīng)用前�

  1、電力光纖OPLC將成為智能電�(wǎng)用戶接入端的方案。光纖入戶是�(fā)展智能電�(wǎng)的內(nèi)在要求,目前電網(wǎng)用戶端光纖化率幾乎為�。光纖復(fù)合低壓電�(OPLC)將光纖和電纜�(fù)合制造,在鋪�(shè)電纜的同時完成了光纖入戶,產(chǎn)品毛利率高于普通光�?;贠PLC的PFTTH方案與主流FTTB+LAN相比,只增加不到10%的材料成�,可使綜合成本降�40%左右�

  2、國家電�(wǎng)正在快速推�(jìn)電力光纖OPLC入戶。國家電�(wǎng)已選�10個網(wǎng)省公司啟動首批小區(qū)試點(diǎn),年�(nèi)�(guī)劃覆�4�7萬戶�7月初與中國電信簽署戰(zhàn)略合�。電�(wǎng)“只服務(wù)不競爭”的低姿�(tài)有利于獲得三�(wǎng)相關(guān)方的支持。我們預(yù)計在電網(wǎng)十二五規(guī)劃方案最終確定后,電力光纖入戶將迎來爆發(fā)性增�。智能電�(wǎng)和傳�(tǒng)三網(wǎng)開始在用戶端走向融合,我們即將�(jìn)入多�(wǎng)融合的時��

  3、國家電�(wǎng)的積極推�(jìn)將催生OPLC新市場和提升EPON�(shè)備需�。保守預(yù)測僅新建住宅對OPLC的年均潛在需求就超過350億元(64萬公�/�),預(yù)�2015年市場規(guī)模可�(dá)�70�,復(fù)合增�65%。目前擁有OPLC�(chǎn)品的供應(yīng)商只有中天科技和亨通光電,此舉也將提升對光通信EPON�(shè)�(烽火通信)的需求預(yù)��

  4、電力部門原先用于通信的一個微波頻段將被國家收�,因此近幾年許多電力公司先后啟動了光纖通信線路及系�(tǒng)的建�(shè)。作為電力通信用的ADSS光纜受到青睞的原因是它加掛在已建成的高壓輸電線路桿塔上,有效地利用了電力部門的高壓桿塔資�,節(jié)省了大量工程施工�(fèi)��

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