一、OPGW光纜簡介
光纖復合架空地線(OPGW),是將光纖單元放進架空地線中,把光纜和地線有機地結合在一起,在保證架空地線原有的電氣和機械性能前提下,可進行音頻、視頻、數據等信息的傳輸。與其它類型的光纜相比具有可靠性高;適合在各種電壓等級的電力線上架設,施工安裝簡便;可以承受較大應力,對大風、冰凌等具有較強的承受能力;被外層金屬保護,可有效避免傳統的電力通信系統由雷擊、短路電流所導致的通信線路故障;可以容納較大的光纖芯數;使用壽命較長,一般在25~30年以上。由于以上優點,在電力系統中,OPGW光纖通信作為一種較理想的通信手段已經被廣泛使用。
二、OPGW光纜的構造與技術
(相關資料圖)
(一)光纖
所謂光纖成纜,首先我們要先來了解一下光纖。光纖通信是以激光作為信息載體,以光纖作為傳輸介質的通信方式。光纖作為光纖通信的傳輸媒介。
1. 光纖的基本結構
光纖由兩層或多層透明介質拉制而成,一般包含纖芯、包層和涂覆層三部分。
2. 通信光纖的類型
通信光纖通常可分為三大類:階躍折射多模石英光纖、漸變折射多模石英光纖和單模石英光纖。G.652最簡單的單模光纖,其亦被稱為常規單模光纖或標準單模光纖。基于傳輸速率的不同,G.652光纖又被細分為了幾類:
①G.652A型光纖:10Gb/s系統傳輸距離可達400km,40Gb/s系統傳輸距離可達2km。
②G.652B型光纖:10Gb/s系統傳輸距離可達3000km以上,40Gb/s系統傳輸距離可達80km。
③G.652C型光纖:與G.652A型光纖相似,但可以工作在1360~1530nm波段。
④G.652D型光纖:與G.652A型光纖相似,但可以工作在1360~1530nm波段。
3. 光纖特性分析
光纖損耗是指光信號經光纖傳輸后,由于吸收、散射等原因引起光功率的衰減。光纖損耗的因素主要有本征損耗、制造損耗和附加損耗等。由于通信系統所采用的光纖纖芯主要成分是石英玻璃,即SiO2,且石英光纖本身對溫度并不敏感,因此在極寒條件下,要保證光纖的傳輸性能,光纖涂層的性能就成為了關鍵因素。涂層材料的性能容易隨溫度發生變化,這就使得光纖損耗在溫度偏離室溫的環境下增大。
(二)光纜
經過涂覆與套塑的光纖雖然已具有一定的抗壓強度,但仍不能承受彎折、扭曲、強拉伸以及側向壓力等,也不能承受極端溫度、濕度等惡劣環境的影響。光纖成纜即是將多根光纖與各種保護元件組合起來,封裝成捆,組成光纜的過程。
1.光纖成纜的必要性通信光纖在實際應用中之所以要成纜,主要有以下幾個方面的原因:(1)光纜在工程中安裝、敷設、檢查與維修操作便利。(2)光纜能夠更好地保護光纖,使其免受敷設過程中各種力對其產生的機械作用。
(3)光纖成纜可以避免惡劣環境對光纖的性能造成影響。
2.光纜的結構
光纜是由若干根光纖與各種保護元件組合起來、封裝成捆的實用導光線纜制品。通常情況下,光纜由纜芯、強度元件、阻水材料及護套四部分構成。其基本結構如下圖所示。
△光纜的基本結構
電力通信光纜主要包括OPGW、OPPC、ADSS光纜以及光電復合纜。電力骨干網的配套通信系統主要使用OPGW光纜,其基本結構是由一根金屬保護管與金屬(鋁包鋼、鋁合金等)鎧裝線絞合而成,除承擔通信功能外,還需滿足電力線路所需的機械及電氣性能要求。
3.光纖填充油膏
光纖填充油膏是將一種(或幾種)膠凝劑分散到一種(或幾種)基礎油中形成的一種粘稠性半固體物質。光纖油膏最主要的功能是防止光纖受水分侵蝕。除此之外,纖膏還可以起到襯墊作用,緩沖光纖所受的震動、沖擊、彎曲等機械力。另外,纖膏的使用可以更好的保證光纖的機械性能,延長其使用壽命。
4. OPGW光纜中的鋁包鋼
鋁包鋼是OPGW光纜的重要組成部分。由于普通鋼材具有低溫脆性,溫度的降低對其力學性能指標有很大的影響。隨著溫度的降低,鋼材的屈服強度(fy)和極限強度(fu)會而提高,而鋼材的塑性、伸長率(δ)、截面收縮率(Ψ)等指標則會下降。低溫脆性是極端低溫下體現鋼材性能的主要指標,鋼的低溫脆性主要受到以下幾個方面因素的影響:
(1)合金元素
(2)冶金工藝對低溫脆性的影響
(3)熱處理對低溫脆性的影響
△OPGW光纜結構圖5.OPGW光纜的應用OPGW光纜主要在500kV 、220kV 、110kV電壓等級線路上使用,受線路停電、安全等因素影響,大多在新建線路上應用。OPGW的適用特點是:
(1)高壓超過110kV的線路,檔距較大(一般都在250M以上);
(2)易于維護,對于線路跨越問題易解決,其機械特性可滿足線路大跨越;
(3)OPGW外層為金屬鎧裝,對高壓電蝕及降解無影響;
(4)OPGW在施工時必須停電,停電損失較大,所以在新建110kV以上高壓線路中應該使用OPGW。