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【摘 要】介绍了全介质自承式（ADSS）光缆在煤矿电力系统中应用，着重论述了ADSS光缆与电力输电线同杆架设时，如何进行设计，以及应注意的问题，对ADSS光缆在煤矿电力系统中设计有一定的参考价值。
【关键词】ADSS光缆；结构与选型；电力输电线；同杆架设；设计
全介质自承式ADSS光缆是目前使用较多的架设光缆型式，可在现有的输电线路上附挂，不停电施工，且造价越来越便宜。ADSS适用于在已运行的220kV及以下输电线路上使用，其安全性和可靠性稍次于OPGW光缆，但施工周期较OPGW短，工程造价也比OPGW短。
目前煤矿中新建110kV输电线路多采用OPGW，但已建输电线路架设OPGW存在很大问题，这就要求对已建输电线路的改造不能时间过长，且最好是能带电作业。因此，ADSS光缆的优点就体现出来。下面就ADSS光缆在煤矿电力线路同杆架设中，涉及设计方面的有关问题作以浅析。
1.ADSS光缆类型及结构特点
ADSS意为“全介质自承式光缆”，它的结构中不含任何金属材料。ADSS光缆结构目前分为两大类：层绞式和中心束管式。
（1）层绞式光缆结构特点 中心非金属加强构件与芳纶纱共 同承受光缆机械强度，光缆由2～5根松套管绕中心非金属加强构件成缆，绞合成圆整的缆芯，缆芯挤包PE内护套，并再绞合芳纶纱，最后挤包黑色聚乙烯护套。
（2）中心束管式光缆结构特点 所有光纤放置在中心管内，芳纶纱绞合在中心管上并承受机械强度。
（3）两种ADSS光纜比较。
电气特性：两种ADSS光缆如果用在感应场强超过12kV/m的工作环境时，其外护套都需使用耐电痕黑色聚乙烯护套。
结构特性：与层绞式ADSS相比，由于仅采用芳纶作为光缆的受力载体，中心束管式ADSS在相同的张力条件下，截面可以更小，重量更轻，相应对于杆塔的受力影响也更小。但是，由于中心管式ADSS光缆制造工艺比较复杂，价格相对于层绞式ADSS贵一些。
2.ADSS光缆的选型
架空电力线路周围存在高压感应电场，特别是杆塔附近的高压感应电场梯度变化较大，高压感应电场对光缆有强烈的电腐蚀。因此必须采用具有抗电腐蚀性能的AT、PE聚乙烯材料为外护套的ADSS光缆。其中AT外护套适用于≤20kV/m高压感应电场环境中，一般使用于110 kV及以上架空电力线路。PE外护套适用于≤12kV/m高压感应电场环境中，一般使用于35kV及以下架空电力线路。
3.ADSS光缆在杆塔上位置的确定
在设计ADSS光缆在杆塔上的挂点时，要考虑到光缆对工作场强的要求。通常设计时先根据杆塔的结构特点，在杆塔上选定一个比较适当的挂线位置，然后根据电力线路的电压，导、地线布置方式等数据，计算出挂线位置的场强。如果计算结果小于光缆耐受的最高环境场强，则该处为光缆挂点位置，否则重新选择。满足电场强度要求的挂点一般分为高挂点、中挂点、低挂点三种方式。它们有以下特点：
高挂点特点：（1）高挂点位于横担上方塔头地线羊角处，在导线上方，不会和导线相碰，距地面障碍物最远；（2）光缆距地线较近，刮风时因风偏方向不同可能与地线发生鞭击；（3）由于挂点较高，使杆塔受力较大；（4）施工难度大。
中挂点特点：（1）中挂点位于横担下方300mm～500mm处，光缆在导线的上方地线的下方；（2）光缆在水平和垂直两个方向上的投影不与导线和地线出现交叉，不会和导线、地线发生鞭击碰撞；（3）对杆塔受力影响比较小；（4）对地距离满足要求；（5）运行维护方便；（6）施工有一定难度。
低挂点特点：（1）低挂点在导线下方，可带电作业；（2）运行维护方便；（3）对地安全距离存在问题，尤其与其他线路交叉时；受此限制，光缆不能挂得太低，挂点提高就距导线较近，容易发生鞭击；危及光缆和电力线路的安全运行。
ADSS光缆挂点的具体选择应根据输电线路所在环境特点进行选择，同时要考虑到电力线路导线排列方式改变时，还需满足光缆最大弧垂的要求，即光缆与带电导线间的距离以及对跨越物之间的距离。
4.敷设光缆杆塔结构及基础的校验
ADSS光缆是利用已建电力线路杆塔进行架设，因此，架设前要对线路运行情况进行调查，查看砼杆有无裂纹、漏筋现象；查看铁塔和砼杆横担的锈蚀状况以及线路基础的运行情况。对运行状况差的杆塔和基础要进行必要的处理。要收集线路的设计和施工、改造的资料，考虑ADSS光缆荷载对线路杆塔和基础的影响，并进行强度计算。对于强度不够的杆塔和线路基础要采取必要的加固措施。如原有杆塔不能满足敷设要求，还要采用其它方法敷设。总之要能保证输电线路在双重荷载下安全可靠地运行。
5.光缆的配盘
在确定光缆的配盘问题上，首先要根据高压输电线路的长度粗略地确定光缆的总长度，还要考虑光缆的接续、线路弧垂、杆塔上的过引以及线路允许的设计误差等问题。一般ADSS光缆盘长应控制在3～5km范围内，过长会造成施工不便，过短会增加接续次数。光缆的弧垂应与输电线路导线的弧垂要相接近，实际放线时应比导线略紧，使弧垂高度略高。因为光缆比导线细，风速大时，其摆动范围较大，可能会与导线或地线发生碰撞，也会导致金具的作用降低。一般情况下，光缆的弧垂应比线路导线的弧垂略高5～20cm。另外，在设计光缆时应考虑1%的误差。
6.光缆的金具
金具的选择一般情况下都能满足要求，对单根杆塔而言，耐张塔选择2 套耐张金具，终端塔选择1套耐张金具，直线塔选择1～2套悬垂金具。但不能忽视悬垂金具附近的光缆与杆塔发生碰撞的可能，甚至发生光缆断裂。
光缆的防振问题也应引起注意。在档距较长、风速较大时，ADSS光缆随风摆动的幅度较大，有可能造成光缆与导线在空中碰撞的现象，使光缆受损。因此当光缆的自阻尼特性不能克服风摆的影响时，应在每档光缆的两端加装阻尼装置。
7.结束语
ADSS光缆的使用具有很多优点，在煤矿电力系统通信中获得了广泛的应用。ADSS光缆通常是与已建成的输电线同杆架设，因此，要根据实际输电线路条件，进行施工设计，适当选择ADSS光缆的挂点是减少光缆电腐蚀的一个重要手段。这样才能保证光缆通信系统长期的可靠和安全运行。
【参考文献】
[1]云南省电力设计院.电力系统光纤通信线路设计.中国电力出版社，2003.
[2]韩国聚，齐文灿.ADSS光缆与电力线路同杆架设的有关问题.电线电缆，2002，4（8）：44-45.
【关键词】ADSS光缆；结构与选型；电力输电线；同杆架设；设计
全介质自承式ADSS光缆是目前使用较多的架设光缆型式，可在现有的输电线路上附挂，不停电施工，且造价越来越便宜。ADSS适用于在已运行的220kV及以下输电线路上使用，其安全性和可靠性稍次于OPGW光缆，但施工周期较OPGW短，工程造价也比OPGW短。
目前煤矿中新建110kV输电线路多采用OPGW，但已建输电线路架设OPGW存在很大问题，这就要求对已建输电线路的改造不能时间过长，且最好是能带电作业。因此，ADSS光缆的优点就体现出来。下面就ADSS光缆在煤矿电力线路同杆架设中，涉及设计方面的有关问题作以浅析。
1.ADSS光缆类型及结构特点
ADSS意为“全介质自承式光缆”，它的结构中不含任何金属材料。ADSS光缆结构目前分为两大类：层绞式和中心束管式。
（1）层绞式光缆结构特点 中心非金属加强构件与芳纶纱共 同承受光缆机械强度，光缆由2～5根松套管绕中心非金属加强构件成缆，绞合成圆整的缆芯，缆芯挤包PE内护套，并再绞合芳纶纱，最后挤包黑色聚乙烯护套。
（2）中心束管式光缆结构特点 所有光纤放置在中心管内，芳纶纱绞合在中心管上并承受机械强度。
（3）两种ADSS光纜比较。
电气特性：两种ADSS光缆如果用在感应场强超过12kV/m的工作环境时，其外护套都需使用耐电痕黑色聚乙烯护套。
结构特性：与层绞式ADSS相比，由于仅采用芳纶作为光缆的受力载体，中心束管式ADSS在相同的张力条件下，截面可以更小，重量更轻，相应对于杆塔的受力影响也更小。但是，由于中心管式ADSS光缆制造工艺比较复杂，价格相对于层绞式ADSS贵一些。
2.ADSS光缆的选型
架空电力线路周围存在高压感应电场，特别是杆塔附近的高压感应电场梯度变化较大，高压感应电场对光缆有强烈的电腐蚀。因此必须采用具有抗电腐蚀性能的AT、PE聚乙烯材料为外护套的ADSS光缆。其中AT外护套适用于≤20kV/m高压感应电场环境中，一般使用于110 kV及以上架空电力线路。PE外护套适用于≤12kV/m高压感应电场环境中，一般使用于35kV及以下架空电力线路。
3.ADSS光缆在杆塔上位置的确定
在设计ADSS光缆在杆塔上的挂点时，要考虑到光缆对工作场强的要求。通常设计时先根据杆塔的结构特点，在杆塔上选定一个比较适当的挂线位置，然后根据电力线路的电压，导、地线布置方式等数据，计算出挂线位置的场强。如果计算结果小于光缆耐受的最高环境场强，则该处为光缆挂点位置，否则重新选择。满足电场强度要求的挂点一般分为高挂点、中挂点、低挂点三种方式。它们有以下特点：
高挂点特点：（1）高挂点位于横担上方塔头地线羊角处，在导线上方，不会和导线相碰，距地面障碍物最远；（2）光缆距地线较近，刮风时因风偏方向不同可能与地线发生鞭击；（3）由于挂点较高，使杆塔受力较大；（4）施工难度大。
中挂点特点：（1）中挂点位于横担下方300mm～500mm处，光缆在导线的上方地线的下方；（2）光缆在水平和垂直两个方向上的投影不与导线和地线出现交叉，不会和导线、地线发生鞭击碰撞；（3）对杆塔受力影响比较小；（4）对地距离满足要求；（5）运行维护方便；（6）施工有一定难度。
低挂点特点：（1）低挂点在导线下方，可带电作业；（2）运行维护方便；（3）对地安全距离存在问题，尤其与其他线路交叉时；受此限制，光缆不能挂得太低，挂点提高就距导线较近，容易发生鞭击；危及光缆和电力线路的安全运行。
ADSS光缆挂点的具体选择应根据输电线路所在环境特点进行选择，同时要考虑到电力线路导线排列方式改变时，还需满足光缆最大弧垂的要求，即光缆与带电导线间的距离以及对跨越物之间的距离。
4.敷设光缆杆塔结构及基础的校验
ADSS光缆是利用已建电力线路杆塔进行架设，因此，架设前要对线路运行情况进行调查，查看砼杆有无裂纹、漏筋现象；查看铁塔和砼杆横担的锈蚀状况以及线路基础的运行情况。对运行状况差的杆塔和基础要进行必要的处理。要收集线路的设计和施工、改造的资料，考虑ADSS光缆荷载对线路杆塔和基础的影响，并进行强度计算。对于强度不够的杆塔和线路基础要采取必要的加固措施。如原有杆塔不能满足敷设要求，还要采用其它方法敷设。总之要能保证输电线路在双重荷载下安全可靠地运行。
5.光缆的配盘
在确定光缆的配盘问题上，首先要根据高压输电线路的长度粗略地确定光缆的总长度，还要考虑光缆的接续、线路弧垂、杆塔上的过引以及线路允许的设计误差等问题。一般ADSS光缆盘长应控制在3～5km范围内，过长会造成施工不便，过短会增加接续次数。光缆的弧垂应与输电线路导线的弧垂要相接近，实际放线时应比导线略紧，使弧垂高度略高。因为光缆比导线细，风速大时，其摆动范围较大，可能会与导线或地线发生碰撞，也会导致金具的作用降低。一般情况下，光缆的弧垂应比线路导线的弧垂略高5～20cm。另外，在设计光缆时应考虑1%的误差。
6.光缆的金具
金具的选择一般情况下都能满足要求，对单根杆塔而言，耐张塔选择2 套耐张金具，终端塔选择1套耐张金具，直线塔选择1～2套悬垂金具。但不能忽视悬垂金具附近的光缆与杆塔发生碰撞的可能，甚至发生光缆断裂。
光缆的防振问题也应引起注意。在档距较长、风速较大时，ADSS光缆随风摆动的幅度较大，有可能造成光缆与导线在空中碰撞的现象，使光缆受损。因此当光缆的自阻尼特性不能克服风摆的影响时，应在每档光缆的两端加装阻尼装置。
7.结束语
ADSS光缆的使用具有很多优点，在煤矿电力系统通信中获得了广泛的应用。ADSS光缆通常是与已建成的输电线同杆架设，因此，要根据实际输电线路条件，进行施工设计，适当选择ADSS光缆的挂点是减少光缆电腐蚀的一个重要手段。这样才能保证光缆通信系统长期的可靠和安全运行。
【参考文献】
[1]云南省电力设计院.电力系统光纤通信线路设计.中国电力出版社，2003.
[2]韩国聚，齐文灿.ADSS光缆与电力线路同杆架设的有关问题.电线电缆，2002，4（8）：44-45.