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随着电网的发展，电力线路上复挂的ADSS光缆越来越多，特别是农网架空光缆几乎全部是自承式ADSS光缆。由于其所处环境往往是比较复杂的城镇环境。在实际运行中，受城市、厂矿、公路建设改造、农民烧荒等复杂原因，造成了光缆断裂事故多发，且呈逐年上升趋势。所以亟需找到一种经济实用又高效的恢复断缆的施工方法。
一、引言
目前处理此类故障的通行做法费时费工不经济，施工方法大致如下：更换光缆故障点所在一档或所在耐张段的全部光缆，即将故障点光缆一档或几档范围内的光缆整个切除，找一段新的同样芯数的ADSS光缆用以替换，重新架设在杆塔上，然后在新架设光缆的两端杆塔设两个接头盒，将新旧光缆熔在一起，便恢复了原有的光缆通道。这种施工方法存在的主要问题是需要的时间长，一般从发现断缆到恢复最快也得两到三天，有时半个月或更久。究其原因：一是由于要新架设一段光缆，需要准备材料：通常需要以下材料：光缆几百米、光缆金具2至10套，接头盒余缆架2个、引下线夹若干。而每次的材料型号规格都不尽相同，金具和光缆之间也存在匹配问题，所以一般情况下都是现行采购，最快也得2至5天。二是现场的熔接，需要具备良好的天气状况，晚上以及下雨下雪天一般情况下是不能进行操作的。即使天气条件允许，熔接一个头子也需要2小时左右。两个头子就是4个小时。综上所述，很难做到真正意义上的抢修。这种施工方法越来越难以满足电力系统的智能化发展和要求。
二、实施方案
本项目主要研究电力系统ADSS光缆在空中（非杆塔上）的接续方法，主要用来实现电力线路上ADSS自承式光缆在运行中出现断缆故障时，在不增加和不更换光缆的情况下直接进行空中接续，一次性快速抢通。以及在电力线路改线等特殊情况下使用。主要设想的方案是：完全利用旧光缆，不再架设新的光缆。将旧光缆从故障点剪断，将旧光缆的两个头子和专门用于空中接续的“ADSS光缆空中接续接头盒”进行连接。如此便实现了光缆通道的快速恢复。
以下是对于本技术方案的详细描述：
假设某10千伏线路上的光缆在“X”处被挂断，见图1，光缆抢修步骤如下：
第一步：见图2，将故障点两侧的光缆从本档内的杆塔上解下，方法是将用来固定光缆的连接件从杆塔上的抱箍上解下（只解开其中的U型环即可），而光缆上的預绞丝不动。再将两侧相邻的两档光缆以同样方法解下。如此故障光缆就彻底拖在了地上，拉在一起直至两个头相距2米以内，以便于下一步操作。
第二步：将光缆故障点的两个头去除损坏部分，进行剥离处理，采用半开剥方法，以节约光缆长度。开剥好后，将光缆的两个头子分别穿置于“专用接头盒”上的梭形线夹两边沟槽内，并固定紧。
第三步：将光纤剥去涂覆层，逐一插入接头盒内的对接孔内（内含光纤连接器）。与预制光纤实现精密对接。接头盒分为A盒和B 盒，A盒和B盒之间有预制光缆连接（长约2―5米）。通过上述操作，就实现了旧光缆与接头盒中预制光缆的力学连结和光纤连结。
第四步：见图3，将光缆按原位置挂在杆塔上，便完成了恢复光缆通道的操作。
三、关键技术的论证
本技术方案的关键是可用于ADSS光缆空中接续的“专用接头盒”，此接头盒与普通ADSS接头盒相比主要有以下三点不同，一是内置了用来空中接续光缆的梭形线夹（或者直接连接预绞丝的受力杆）；二是采用光纤冷接，省去了熔接的麻烦，三是内置了预制光缆和光纤连接器。如图：
下面对本技术方案涉及到的两个主要技术问题作一简单的论证：
1.“空中接头盒”产生的集中荷载对光缆弧垂和光缆受力的影响，如下：
假定接头盒悬挂在线路档距的中间，即最大弧垂处，作如下计算：
在没有悬挂“空中接头盒”时的光缆弧垂如下：
F1=rl2/8a
悬挂“空中接头盒”后的光缆弧垂如下：
F2= rl2/8a+lqb/2al
因集中荷载而增加的弧垂：
F=F1-F2=lqb/2al=qb/2a
其中：l-档距，m；q-集中荷载的单位截面荷载，N/mm2；b-集中荷载至悬挂点的距离，m；
a-光缆水平应力，N/mm2；r-光缆线材的比载，N/m*mm2；
下面，来计算一下采用使集中荷载达到最大情况下的方案时对弧垂的影响，即假定采用带有预绞丝连接件和预制光缆的“空中接续接头盒”，集中荷载就等于A盒和B盒的重量再加上两条预绞丝的重量。接头盒的主要材质为优质轻型工程塑料，预绞丝为铝包钢。经实物计量，其整体重量约为50N，分布长度为5m。设光缆外径为13mm，护拉强度为11000N，则表中参数值q=0.01N/mm2，b≈l/2*1.03，a=100N/mm2
根据上式计算，当档距为100米时，增加的弧垂F≈2.6mm，当档距为300米时，增加的弧垂F≈8mm，可以看出，在采用使集中荷载达到最大的方案时（即A、B盒加预绞丝方案），对光缆弧垂的影响也微乎其微。远远小于温度变化对弧垂的影响。
再看一下对光缆工作应力的影响，以100米档距，弧垂1.2米为例：根据力的分解列如下公式：单位集中荷载对光缆的拉力T=mg/2COS（ε/2），其中：m-集中荷载的质量，g=9.8N/kg，ε-集中荷载处光缆弧垂切线角。集中荷载按分布1米考虑，理论作用点按1分米考虑，则m=0.5kg，ε=178.6°，则T=204N，对光缆增加的工作应力=204N/110mm2=1.85N/mm2，相当于增加了工作应力的1.8%，增加了额定抗拉强度的0.45%，小于常规状态下风载对光缆应力的影响。完全在光缆运行承受的范围之内，
2.在采用了预制光纤和光纤冷接方法后，光缆接头的衰耗情况：预制的光纤连接器能做到精确对芯，光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，两光纤端面间隙几乎为零，在不加匹配液的情况下，连接损耗小于≤0.1～0.3dB，小于现有光纤快速连接器。加了匹配液后，可以达到和热熔接一样的效果。经过以上论证，所述ADSS光缆空中接续法是切实可行的，而且在已运行的光缆中做过类似试验，运行良好。 四、结语
本项目实施后，有益效果主要體现在以下三个方面：
1.ADSS空中接续法与常规的抢修ADSS光缆故障施工方法相比，有以下优点：
a.施工时间大大缩短，是传统方法的十分之一或更少，原因在于减少了重新架设新光缆用以替换旧光缆的环节，以及因此带来的材料匹配和采购等。一般材料采购期为3天至半个月，架设一个耐张段的光缆也需要3至4个小时左右。而本专利技术方案只需要解光缆和挂光缆，综合用时也就1～2小时左右。再就是接头盒采用预制光缆、预制光纤连接器、以及冷接的方法，省去了熔接的环节，冷接方法按24芯算一个头子只需要5分种，而熔接则需要1小时左右。b.费用亦大大降低，是传统方法的五分之一或更少，主要原因是节省了大量材料，包括一个耐张段的光缆以及所涉及到的杆塔上的光缆金具， 以及熔接的费用。这些费用一般需要1～2万元左右，而接头盒的费用和原接头盒的费用基本相当。再就是施工费用亦明显降低。
2.该项目中光缆快速接头盒与现有技术相比存在以下几个优点：
a.接续时间短，常规的接头盒均采用热熔接进行接续，所耗时约在2小时左右，本发明所述接头盒采用改进的冷接技术，可以将接续时间缩短至十五分种以内。b.接续成本低，用有常规接头盒光缆接续除了接头盒的费用外，熔接费用约在每芯30元左右，以24芯为例，一个头子连工带料约需要1000～1300元。用本发明所述接头盒来进行光缆接续，基本上就是材料费本身，人工费大大降低，一个头子连工带料的费用约在300～700元左右。可以降低50%以上。c.采用本发明所述接头盒进行光缆接续，不需要携带熔接机、切割刀，剥线钳等大量工具，只带少量的比如开缆刀、螺丝刀便可。d.操作简单方便，不需要专门的技术人员来操作，普通施工人员参照说明书的步骤均可完成操作。述光缆快速接头盒可用于光缆抢修、临时工程光缆的接续、支线光缆、终端光缆的接续等，这些场合下，是普通接头盒不可比拟的。
3. 该项目中ADSS锥形线夹与常用的预绞丝式金具相比，有以下优点：
a.由于所述锥形线夹在同样的握力下金具本体长度大幅缩短，就大大降低了施工过程中由金具触碰电线引发的安全事故的概率。b.所述锥形线夹一种型号就基本可以适用所有不同外径的电力系统ADSS光缆，适应范围不小于5毫米。而预绞式金具在这方面的适应性很差，只有0.5个毫米。几乎一种外径的光缆就的配一种预绞丝，否则握力达不到要求，相当不便。所以在这方面，所述锥形线夹的性能是很优越的。
总之，与传统接头盒相比，本项目中“ADSS光缆空中接续接头盒”主要有两方面的技术创新点：一方面做到了对光缆进行力学意义上的连接，其结构和光缆具有同样的机械性能，在接续完成后能够在接续点保持光缆的原有抗拉力；另一方面当需要接续的两根光缆不能拉在一起，还有一小段距离时（这种情况在断缆故障中非常普遍），在接头盒上预制了一小段光缆。用来充当两根需要接续的光缆之间的连接光缆。如此不用再架设新的光缆，可以做到快速抢修。今后将进行小批量生产，将该成果应用于电力通信网维护中，并积累运行经验，进一步改进和优化。
一、引言
目前处理此类故障的通行做法费时费工不经济，施工方法大致如下：更换光缆故障点所在一档或所在耐张段的全部光缆，即将故障点光缆一档或几档范围内的光缆整个切除，找一段新的同样芯数的ADSS光缆用以替换，重新架设在杆塔上，然后在新架设光缆的两端杆塔设两个接头盒，将新旧光缆熔在一起，便恢复了原有的光缆通道。这种施工方法存在的主要问题是需要的时间长，一般从发现断缆到恢复最快也得两到三天，有时半个月或更久。究其原因：一是由于要新架设一段光缆，需要准备材料：通常需要以下材料：光缆几百米、光缆金具2至10套，接头盒余缆架2个、引下线夹若干。而每次的材料型号规格都不尽相同，金具和光缆之间也存在匹配问题，所以一般情况下都是现行采购，最快也得2至5天。二是现场的熔接，需要具备良好的天气状况，晚上以及下雨下雪天一般情况下是不能进行操作的。即使天气条件允许，熔接一个头子也需要2小时左右。两个头子就是4个小时。综上所述，很难做到真正意义上的抢修。这种施工方法越来越难以满足电力系统的智能化发展和要求。
二、实施方案
本项目主要研究电力系统ADSS光缆在空中（非杆塔上）的接续方法，主要用来实现电力线路上ADSS自承式光缆在运行中出现断缆故障时，在不增加和不更换光缆的情况下直接进行空中接续，一次性快速抢通。以及在电力线路改线等特殊情况下使用。主要设想的方案是：完全利用旧光缆，不再架设新的光缆。将旧光缆从故障点剪断，将旧光缆的两个头子和专门用于空中接续的“ADSS光缆空中接续接头盒”进行连接。如此便实现了光缆通道的快速恢复。
以下是对于本技术方案的详细描述：
假设某10千伏线路上的光缆在“X”处被挂断，见图1，光缆抢修步骤如下：
第一步：见图2，将故障点两侧的光缆从本档内的杆塔上解下，方法是将用来固定光缆的连接件从杆塔上的抱箍上解下（只解开其中的U型环即可），而光缆上的預绞丝不动。再将两侧相邻的两档光缆以同样方法解下。如此故障光缆就彻底拖在了地上，拉在一起直至两个头相距2米以内，以便于下一步操作。
第二步：将光缆故障点的两个头去除损坏部分，进行剥离处理，采用半开剥方法，以节约光缆长度。开剥好后，将光缆的两个头子分别穿置于“专用接头盒”上的梭形线夹两边沟槽内，并固定紧。
第三步：将光纤剥去涂覆层，逐一插入接头盒内的对接孔内（内含光纤连接器）。与预制光纤实现精密对接。接头盒分为A盒和B 盒，A盒和B盒之间有预制光缆连接（长约2―5米）。通过上述操作，就实现了旧光缆与接头盒中预制光缆的力学连结和光纤连结。
第四步：见图3，将光缆按原位置挂在杆塔上，便完成了恢复光缆通道的操作。
三、关键技术的论证
本技术方案的关键是可用于ADSS光缆空中接续的“专用接头盒”，此接头盒与普通ADSS接头盒相比主要有以下三点不同，一是内置了用来空中接续光缆的梭形线夹（或者直接连接预绞丝的受力杆）；二是采用光纤冷接，省去了熔接的麻烦，三是内置了预制光缆和光纤连接器。如图：
下面对本技术方案涉及到的两个主要技术问题作一简单的论证：
1.“空中接头盒”产生的集中荷载对光缆弧垂和光缆受力的影响，如下：
假定接头盒悬挂在线路档距的中间，即最大弧垂处，作如下计算：
在没有悬挂“空中接头盒”时的光缆弧垂如下：
F1=rl2/8a
悬挂“空中接头盒”后的光缆弧垂如下：
F2= rl2/8a+lqb/2al
因集中荷载而增加的弧垂：
F=F1-F2=lqb/2al=qb/2a
其中：l-档距，m；q-集中荷载的单位截面荷载，N/mm2；b-集中荷载至悬挂点的距离，m；
a-光缆水平应力，N/mm2；r-光缆线材的比载，N/m*mm2；
下面，来计算一下采用使集中荷载达到最大情况下的方案时对弧垂的影响，即假定采用带有预绞丝连接件和预制光缆的“空中接续接头盒”，集中荷载就等于A盒和B盒的重量再加上两条预绞丝的重量。接头盒的主要材质为优质轻型工程塑料，预绞丝为铝包钢。经实物计量，其整体重量约为50N，分布长度为5m。设光缆外径为13mm，护拉强度为11000N，则表中参数值q=0.01N/mm2，b≈l/2*1.03，a=100N/mm2
根据上式计算，当档距为100米时，增加的弧垂F≈2.6mm，当档距为300米时，增加的弧垂F≈8mm，可以看出，在采用使集中荷载达到最大的方案时（即A、B盒加预绞丝方案），对光缆弧垂的影响也微乎其微。远远小于温度变化对弧垂的影响。
再看一下对光缆工作应力的影响，以100米档距，弧垂1.2米为例：根据力的分解列如下公式：单位集中荷载对光缆的拉力T=mg/2COS（ε/2），其中：m-集中荷载的质量，g=9.8N/kg，ε-集中荷载处光缆弧垂切线角。集中荷载按分布1米考虑，理论作用点按1分米考虑，则m=0.5kg，ε=178.6°，则T=204N，对光缆增加的工作应力=204N/110mm2=1.85N/mm2，相当于增加了工作应力的1.8%，增加了额定抗拉强度的0.45%，小于常规状态下风载对光缆应力的影响。完全在光缆运行承受的范围之内，
2.在采用了预制光纤和光纤冷接方法后，光缆接头的衰耗情况：预制的光纤连接器能做到精确对芯，光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，两光纤端面间隙几乎为零，在不加匹配液的情况下，连接损耗小于≤0.1～0.3dB，小于现有光纤快速连接器。加了匹配液后，可以达到和热熔接一样的效果。经过以上论证，所述ADSS光缆空中接续法是切实可行的，而且在已运行的光缆中做过类似试验，运行良好。 四、结语
本项目实施后，有益效果主要體现在以下三个方面：
1.ADSS空中接续法与常规的抢修ADSS光缆故障施工方法相比，有以下优点：
a.施工时间大大缩短，是传统方法的十分之一或更少，原因在于减少了重新架设新光缆用以替换旧光缆的环节，以及因此带来的材料匹配和采购等。一般材料采购期为3天至半个月，架设一个耐张段的光缆也需要3至4个小时左右。而本专利技术方案只需要解光缆和挂光缆，综合用时也就1～2小时左右。再就是接头盒采用预制光缆、预制光纤连接器、以及冷接的方法，省去了熔接的环节，冷接方法按24芯算一个头子只需要5分种，而熔接则需要1小时左右。b.费用亦大大降低，是传统方法的五分之一或更少，主要原因是节省了大量材料，包括一个耐张段的光缆以及所涉及到的杆塔上的光缆金具， 以及熔接的费用。这些费用一般需要1～2万元左右，而接头盒的费用和原接头盒的费用基本相当。再就是施工费用亦明显降低。
2.该项目中光缆快速接头盒与现有技术相比存在以下几个优点：
a.接续时间短，常规的接头盒均采用热熔接进行接续，所耗时约在2小时左右，本发明所述接头盒采用改进的冷接技术，可以将接续时间缩短至十五分种以内。b.接续成本低，用有常规接头盒光缆接续除了接头盒的费用外，熔接费用约在每芯30元左右，以24芯为例，一个头子连工带料约需要1000～1300元。用本发明所述接头盒来进行光缆接续，基本上就是材料费本身，人工费大大降低，一个头子连工带料的费用约在300～700元左右。可以降低50%以上。c.采用本发明所述接头盒进行光缆接续，不需要携带熔接机、切割刀，剥线钳等大量工具，只带少量的比如开缆刀、螺丝刀便可。d.操作简单方便，不需要专门的技术人员来操作，普通施工人员参照说明书的步骤均可完成操作。述光缆快速接头盒可用于光缆抢修、临时工程光缆的接续、支线光缆、终端光缆的接续等，这些场合下，是普通接头盒不可比拟的。
3. 该项目中ADSS锥形线夹与常用的预绞丝式金具相比，有以下优点：
a.由于所述锥形线夹在同样的握力下金具本体长度大幅缩短，就大大降低了施工过程中由金具触碰电线引发的安全事故的概率。b.所述锥形线夹一种型号就基本可以适用所有不同外径的电力系统ADSS光缆，适应范围不小于5毫米。而预绞式金具在这方面的适应性很差，只有0.5个毫米。几乎一种外径的光缆就的配一种预绞丝，否则握力达不到要求，相当不便。所以在这方面，所述锥形线夹的性能是很优越的。
总之，与传统接头盒相比，本项目中“ADSS光缆空中接续接头盒”主要有两方面的技术创新点：一方面做到了对光缆进行力学意义上的连接，其结构和光缆具有同样的机械性能，在接续完成后能够在接续点保持光缆的原有抗拉力；另一方面当需要接续的两根光缆不能拉在一起，还有一小段距离时（这种情况在断缆故障中非常普遍），在接头盒上预制了一小段光缆。用来充当两根需要接续的光缆之间的连接光缆。如此不用再架设新的光缆，可以做到快速抢修。今后将进行小批量生产，将该成果应用于电力通信网维护中，并积累运行经验，进一步改进和优化。