1. 前言
地线复合光缆通信是将光纤单元复合于送电线路地线内,利用光纤单元开通通信通道。它随高压输电线路一起架设,不需占用新的敷设走廊,是一种传输容量大、可靠性高、不受强电干扰的通信方式。由于地线复合光缆(OPGW)尚未有统一的生产系列型号,在工程使用中必须根据具体的使用条件向各生产厂家提出详尽的技术要求。OPGW是集机械强度、电气性能及通信功能于一体的特殊产品。一方面某些关键限定指标(特别是在线路专业中使用的参数)相互牵制,难于以其中少数几项为条件勾勒出满足要求的产品;另一方面由于不可能将所有限定过程罗列在技术规范中,即便产品的参数正确响应,但该产品的整体特性能满足要求只能通过设计人员进行验算后确认。
我院在九十年代末开始陆续完成了几项的短距离OPGW工程。近年来随着电力通信事业的发展,长距离、大容量OPGW工程接踵而来,对相关的线路专业提出了更高的要求。本文通过已完成的四个有代表性的工程实例,论述了在OPGW选型工程中如何按照具体条件提出限定和要求,提出应注意的技术问题。
2. 工程实例最近几年,上海电网完成的OPGW工程,主要有以下几项:
| 序号 | 型式工程 | OPGW型号 | 形式 | 地线结构铝包钢线+铝合金线+铝管(钢管) | 直径 |
| 1 | 220kV机场站进线(唐镇—机场) | OPGW-16B1/110 | 中心束管式 | 12/2.5+3/2.5+10/2 | 15 |
| 2 | 220kV春申—古美开断环入泗泾站 | OPGW-16B1/90(110) | 层绞式 | 12/2.84+2/2.84+10.4/7.5 | 15 |
| 3 | 220kV吴泾八期送出线路 | OPGW-16B1/110 | 层绞式 | 12/2.84+2/2.84+10.4/7.5 | 15 |
| 4 | 110kV 高东—高热线 | OPGW-16B1/100 | 层绞式 | 12/2.55+6/2.55+9.4/7.0 | 15 |
其中,220kV春申—古美开断环入泗泾站OPGW及吴泾八期送出OPGW尚处于施工阶段。唐镇—机场站OPGW、吴泾八期送出线路、高东—高热OPGW选型工作与线路本体工程同步进行,OPGW选型条件较为宽松,其它工程则为老线路上改换地线,铁塔的原始条件、塔头尺寸和安全系数均已确定,对OPGW缆径和最大运行张力、安全系数、破坏强度、重量等相互关联因素提出了一定要求。
但是通过对原有线路铁塔进行验算,并采取一定措施之后,在设计人员的努力后,又均满足要求并保证工程及时进行。
3. 限定值选择
一般,在编制招标技术规范前,应结合线路本体的实际情况,确定是否需要架设良导体地线、良导体地线型号及架设长度,控制地线最大使用张力的档距条件和塔头尺寸,并确定适合的OPGW热稳定容量I 2 t和铁塔荷载条件所能接受的最大使用张力的限定值,并将后者乘以3~5的系数,即可成为对OPGW额定破坏强度的限定值,对OPGW缆径和缆重的限定值则可根据铁塔的荷载条件确定。值得注意的是,OPGW缆重、缆径和破坏强度往往是相互关联,在限定条件下,OPGW的产品参数必须经过相关的“档距中防雷间距--最大使用张力--运行安全系数”的验算。此类验算和短路电流分流验算一样,对产品的厂家来说是无能为力的,只有通过设计验算确定。对一般新建220kV工程,上海电网OPGW限定值取热稳定值为 (25 KA)2 ·(0.2”) = 125 KA 2·S作为选型条件,以满足系统要求。
4.光纤要求
上海电网一般采用美国康宁(corning)公司光纤,其性能可靠性高,参数应符合下表规定。
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序号 |
技术参数名称 |
规范值 | |
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几 |
1 |
模场直径(在1310nm下) |
9.30±0.50μm |
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2 |
模场不圆度 |
<6% | |
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3 |
包层直径 |
125.0±2.0μm | |
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4 |
包层不圆度 |
≤2.0% | |
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5 |
模场/包层同心度偏差 |
≤1.0μm | |
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6 |
涂层直径 |
245.0±10μm | |
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7 |
包层/涂层同心度偏差 |
≤12.5μm | |
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光 学 特 性 |
1 |
运行波长 |
1310nm或1550nm |
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2 |
衰减:1310nm 1550nm |
<0.37dB/km <0.25dB/km | |
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3 |
零色散波长 |
1300nm~1320nm | |
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4 |
色散:1285~1330nm 1270~1340nm |
3.5Ps/(nm·km) 6.0Ps/(nm·km) | |
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5 |
零色散斜率 |
0.092 Ps/(nm·km) | |
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6 |
光纤截止波长-2m样品 |
1190nm~1310nm | |
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环 境 特 性 |
1 |
使用温度范围 |
-30℃~+80℃ |
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2 |
衰减-温度关系 |
≤0.05dB/km | |
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3 |
加速老化(70℃)的诱导衰减 |
≤0.05dB/km |