2  通信光纜設(shè)計(jì)

2.1  OPGW設(shè)計(jì)

2.1.1 光纜選型原則

OPGW應(yīng)具備架空地線和光纖通信兩個(gè)功能，其設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足送電線路相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程對(duì)地線的全部要求下，同時(shí)滿足對(duì)光纖通信性能和光纖傳輸衰耗的要求。其設(shè)計(jì)主要遵照如下規(guī)程及要求：

《110-500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T50092-1999）；

《交流電氣裝置的接地》DL/T621-1997；

《電力系統(tǒng)光纖通信工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（報(bào)批稿）；

《電力系統(tǒng)光纖通信運(yùn)行管理規(guī)定》DL/T547-1994。

OPGW結(jié)構(gòu)形式主要為中心束管式和層絞式兩種，其結(jié)構(gòu)見下

其中圖(a)為中心束管式，圖(b)為層絞式。

2.1.2系統(tǒng)短路電流

根據(jù)DL/T621-1997“交流電氣裝置的接地”規(guī)程，OPGW必須有足夠的載流容量，即當(dāng)線路上任一點(diǎn)發(fā)生接地短路故障時(shí)，流過OPGW的最大短路電流必須小于其允許短路電流，OPGW方可視作滿足熱穩(wěn)定的要求。

根據(jù)110KV南溪變電站設(shè)計(jì)的短路電流計(jì)算，110KV母線側(cè)的短路電流為8.16kA。

2.1.3 OPGW短路電流熱容量要求

 電力線路發(fā)生接地短路時(shí)，通過OPGW的地線返回電流將使其發(fā)熱，如OPGW的溫升超過允許值，則可能損壞光纖或增大光纖傳輸衰耗。一般的，OPGW選型均為按照生產(chǎn)廠家提供的允許短路容量（kA2·t）來校驗(yàn)熱穩(wěn)定。

2.1.4短路等效時(shí)間的確定

參照“電力系統(tǒng)光纖通信工程設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”（報(bào)批稿）規(guī)定，OPGW熱穩(wěn)定校驗(yàn)用短路電流等效時(shí)間應(yīng)計(jì)及自動(dòng)重合閘動(dòng)作的整個(gè)主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，即：（繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 + 開關(guān)動(dòng)作時(shí)間 + 短路電流非周期分量時(shí)間）´ 2。

110KV南溪變電站-昌興水泥廠線路配備有光纖縱差保護(hù)，本工程OPGW校驗(yàn)用短路時(shí)間取0.5s。

2.1.5地線與OPGW短路容量選擇

盡可能小的地線直徑、截面可明顯降低桿塔地線支架荷載。根據(jù)本線路防雷要求及地線短路容量限制，初步考慮選用OPGW-90-24C［OPGW-1C1/24B1(75；60) ］進(jìn)行試算（短路熱容量60 kA、0.5s，允許短路電流10.95kA）。

2.1.6 OPGW選型結(jié)論及其參數(shù)

根據(jù)短路電流選用值及鐵塔設(shè)計(jì)荷載，經(jīng)初步配置分流地線進(jìn)行試算后，線路選用OPGW-90-24C［OPGW-1C1/24B1(75；60) ］（短路容量60 kA、0.5S）。     

由于各廠家OPGW結(jié)構(gòu)及參數(shù)有一定差異，結(jié)合本工程地形條件及覆冰情況，確定選用的OPGW主要參數(shù)如下表：

表五           OPGW型號(hào)及主要參數(shù)（供招標(biāo)參考使用）

注：本表參數(shù)應(yīng)由中標(biāo)廠家與設(shè)計(jì)人員一起討論確定。

2.1.7 光纖的基本特性

本工程所用光纜的光纖特性應(yīng)符合ITU-T.625建議，通用于1310nm波長(zhǎng)與1550mm波長(zhǎng)兩個(gè)應(yīng)用窗口。

1）光學(xué)特性

表六                     給定波長(zhǎng)衰減

表七                         色散系數(shù)

衰減不均勻性0.05db/km

截止波長(zhǎng)（1206nm(1310nm)

模場(chǎng)直徑

1310nm處，模場(chǎng)直徑為9.3±0.5nm

1550nm處，模場(chǎng)直徑為10.5±1.0nm

色散

零色散波長(zhǎng)（λ0）：  1300nm≤λ0≤1324nm

零色散斜率（S0）:   SO≤0.092PS/(nm2.km)

玻璃纖維幾何尺寸

包層直徑為125±1.0μm

包層同心度誤差≤0.6μm

包層不圓度≤1%

芯/包心度誤差≤0.8μm

 光纖涂層幾何尺寸

     涂層直徑為245≤10μm

涂層與包層同心度誤差≤12μm

涂層不圓度≤6%

2）光纖的環(huán)境特性

溫度附加衰減、熱老化性能等參數(shù)按國(guó)際電工學(xué)會(huì)的最新標(biāo)準(zhǔn)。

3） 光纖的機(jī)械特性

宏彎附加衰減、光纖分離性、光纖剝離性、抗紐轉(zhuǎn)能力等參數(shù)按國(guó)際電工學(xué)會(huì)的最新標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.8  其它性能

1）光纜結(jié)構(gòu)符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7424.4-2003“光纜 第4部分：分規(guī)范 光纖復(fù)合架空地線”。

2）光纜的主要承力部件為鋁包鋼線，且應(yīng)符合ASTM B415-92《冷拔鋁包鋼線特性標(biāo)準(zhǔn)》。

3）光纜包含24芯ITU-T G.652單模光纖,為便于識(shí)別，裝載光纖的多根套管及多根光纖本身以不同顏色區(qū)分，并保證這些顏色在整個(gè)光纜壽命中不腿色。

4）裝載光纖的套管應(yīng)能有防止雨水及潮氣侵入的填充物填充，填充物應(yīng)能與之接觸的元素相容并能吸收氫原子。

5）每盤光纜中間不允許有中間接頭。

6）應(yīng)能承受運(yùn)輸、安裝時(shí)的各項(xiàng)操作而不發(fā)生對(duì)圓柱形狀的破壞，以免內(nèi)部光纖受損。當(dāng)受張力作用下，其表面不應(yīng)產(chǎn)生非圓柱形態(tài)，同時(shí)任何部分不應(yīng)產(chǎn)生相對(duì)位移，以免影響縱向光滑性。

7）表面不應(yīng)有尖刺、鋒利的邊緣、擦傷或其他缺陷，不應(yīng)使表面的線與線之間存留有雜粒和化學(xué)殘留物，同時(shí)不應(yīng)使表面產(chǎn)生脆性或在外層間產(chǎn)生凹槽。

8）在切斷時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)鼓包或散股現(xiàn)象。

9）供應(yīng)商應(yīng)就其所提供的設(shè)計(jì)出合理的防振措施，并提供相應(yīng)的防振設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)公式，說明不同情況下需安裝的防振器具數(shù)量及其安裝位置。

10）運(yùn)行溫度 -40～+85℃

11）安裝溫度 -20～+40℃

12）壽命大于30年。

3.光纜線路設(shè)計(jì)

3.1光纜線路路徑及方案

光纜線路采用一根OPGW-90-24C復(fù)合光纜，架空安裝在全線各桿塔地線支架一側(cè)，兼作該線路避雷線的作用。

OPGW-90-24C復(fù)合光纜從在原線路17#塔-22#塔與原光纜線路連接。

該線路走廊內(nèi)地質(zhì)穩(wěn)定，丘陵90%、河谷10%地質(zhì)情況大致為普通土40%，松砂石40%，巖石20%。全線高程范圍為200-320m。

線路全長(zhǎng)0.944km，曲折系數(shù)1.33， 使用桿塔7基。 

    變電站兩端構(gòu)架至站內(nèi)通訊終端柜機(jī)（含訊終端柜機(jī)）已經(jīng)安裝，不再設(shè)計(jì)。

3.2 全線桿塔的使用情況（參照線路設(shè)計(jì)圖紙）

3.3氣象條件組合

本通信工程與線路工程所使用氣象條件一致，組合如下表：

表九                  氣象條件組合表

3.4主要交叉跨越及交通狀況

交叉跨越情況及交通狀況見架空線路部分設(shè)計(jì)。

3.5 OPGW、設(shè)計(jì)張力及安全系數(shù)

按《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》DL/T 620-1997規(guī)定：在氣溫15℃，無風(fēng)的條件下，檔距中央OPGW與導(dǎo)線的間距應(yīng)滿足S≥0.012L+1m的要求。

OPGW的張力主要取決于導(dǎo)、地線之間距離的配合要求。按另側(cè)地線配合要求，OPGW光纜的設(shè)計(jì)安全系數(shù)、最大設(shè)計(jì)張力、平均運(yùn)行張力以及另一根地線力學(xué)設(shè)計(jì)如下表：

表十一                地線設(shè)計(jì)力學(xué)參數(shù)一覽表

在光纜的技術(shù)協(xié)議簽定之后，應(yīng)根據(jù)最終的各種光纜型號(hào)的參數(shù)重新進(jìn)行導(dǎo)、地線之間距離的配合計(jì)算，并重新調(diào)整、確定光纜的設(shè)計(jì)安全系數(shù)、最大設(shè)計(jì)張力、平均運(yùn)行張力。

3.6 OPGW防振

危害OPGW正常運(yùn)行的振動(dòng)方式主要為微風(fēng)振動(dòng)。

OPGW專用耐張、懸垂金具均帶有鋁包鋼或鋁合金預(yù)絞絲，已大大增加線夾出口光纜剛度，能較大程度地減小彎曲應(yīng)力和動(dòng)態(tài)沖擊應(yīng)力，抗振能力一般較好。

在輕冰區(qū)OPGW廣泛采用防振錘作為防振措施。防振錘因單位重量較大對(duì)低頻率振動(dòng)有較大的阻尼作用，是OPGW的主要防振措施。防震錘安裝需加裝專用護(hù)線條保護(hù)。

3.7 OPGW復(fù)合光纜接地

為確保OPGW、光纜安全運(yùn)行，參照其它相關(guān)設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，OPGW全線逐基鐵塔接地。接地采用與OPGW短路容量一致的專用接地線（與金具連接部位應(yīng)采用接地片）與鐵塔相連，以確保良好的電氣連接。

3.8金具

OPGW復(fù)合光纜連接金具設(shè)計(jì)實(shí)際安全系數(shù)為：運(yùn)行情況＞2.5，斷線、斷聯(lián)情況＞1.5，滿足設(shè)計(jì)規(guī)程“DL/T5092-1999”中的有關(guān)規(guī)定。用于OPGW、的預(yù)絞式金具的各項(xiàng)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法應(yīng)滿足“DL/T 766-2003”中的有關(guān)規(guī)定。

4.設(shè)備材料

表十二                  OPGW及金具、附件設(shè)備供貨表

注：金具需光纜訂貨后，根據(jù)光纜型號(hào)由金具生產(chǎn)廠家核對(duì)確定。