ADSS光纜

全介質自承式光纜，是一種全部由介質材料組成、自身包含必要的支撐系統、可直接懸掛於電力桿塔上的非金屬光纜，主要用於架空高壓輸電系統的通信路線，也可用於雷電多發地帶、大跨度等架空敷設環境下的通信線路。.....

基本介紹

• 中文名：ADSS光纜
• 外文名：All Dielectric Self-Supporting Optical Fiber Cable
• 英文簡稱：ADSS光纜
• 也稱：全介質自承式光纜

簡介

ADSS光纜也稱全介質自承式光纜，全介質即光纜所用的是全介質材料，自承式是指光纜自身加強構件能承受自重及外界負荷。這一名稱就點明了這種光纜的使用環境及其關鍵技術：因為是自承式，所以其機械強度舉足輕重；使用全介質材料是因為光纜處於高壓強電環境中，必須能耐受強電的影響；由於是在電力桿塔上架空使用，所以必須有配套的掛件將光纜固定在桿塔上。即ADSS光纜有三個關鍵技術：光纜機械設計、懸掛點的確定和配套工具的選擇與安裝。

ADSS光纜機械性能光纜機械性能主要體現在光纜最大允許張力（Maximum Allowable Tension，簡稱MAT）、年平均運行張力（Every Day Strength，簡稱EDS）及極限抗拉強度（Ultimate Tensile Strength，簡稱UTS）等。

普通光纜的國家標準明確規定了不同使用方式（如架空、管道、直埋等）的光纜應具有的機械強度。而ADSS光纜是自承式架空光纜，所以它除了必須承受自身重力的長期作用外，還必須能經受住自然環境的洗禮。如果ADSS光纜機械性能設計不合理、與當地天氣不相適應，則光纜就會存在安全隱患，壽命就會打折扣。因此，每個ADSS光纜工程都必須根據光纜路由所處的自然環境和跨距ADSS的架設檔距可達到1800米/擋，耐壓高、抗電蝕性能好、防雷擊，可以在500kV電壓等級的輸電線路桿塔上敷設，並具有很強的抗彈擊性能，一般的砂槍在10米以外的距離射擊不會對光纜造成故障性傷害。還具有很強的耐低溫性能和環境適應性。光纜不依賴於輸電線而獨立敷設，施工和維護都比較方便，而且不需要停電作業，光纜也比較便宜。

分類

由於ADSS光纜是與高壓電力線同路共舞，所以其表面除要求與普通光纜一樣抗紫外線輻射之外，還要求能長期經受高壓強電環境的考驗。光纜與高壓相線及其與大地之間的電容耦合會在光纜表面產生不同的空間電位。在雨雪冰霜等氣象環境及塵垢作用下，電位差在潮濕污穢的光纜表面局部引起漏電流，產生的熱效應使光纜表面部分區域水分被蒸發，在蒸乾的瞬間，漏電流中斷從而產生電弧和較大熱能，積累的熱能會灼傷光纜表面，形成象樹枝狀的痕跡，這就是所說的電痕。天長日久外護層老化受損，由表及里，芳綸紗老化機械性能降低，最終就會出現光纜斷裂。主要從兩方面來解決這個問題。一是採用專用耐電痕護套料來擠制芳綸紗外的外護層，即採用AT耐電痕護套來減少強電對光纜表面的電痕腐蝕；另外通過專業軟體對電力桿塔上的空間電位分布進行計算並繪製出電場強度分布圖，根據這一科學依據來確定光纜在桿塔上的具體懸掛點，這樣來避免光纜受更強的電場作用。

特性

ADSS光纜具有與架空導線不同的結構，其拉伸強度由芳綸繩來承受，芳綸繩的彈性模量比鋼小一半多，熱膨脹係數是鋼的幾分之一，這決定了ADSS光纜弧垂對外界負載變化比較敏感。在覆冰狀態下ADSS光纜伸長量可達到0.6%，而導線僅為0.1%；弧垂對溫度變化比較遲鈍，在溫度變化時弧垂基本保持不變；在大風條件下其風偏角很大，在風速為30m/s時，風偏角可達80°，而導線的風偏角僅為光纜的一半左右。

耐受極端惡劣氣候（大風、覆冰等）的能力較強。

ADSS光纜外護層為AT或PE材料，運行於強電場中，存在電蝕問題。

ADSS光纜會發生風振動。平滑穩定的橫向風吹向光纜，會發生風振動，會在掛點處發生疲勞損壞。

ADSS光纜具有一定的抗壓力，能承受耐張線夾較大的握力。

光纜架設

注意事項

⑴ADSS光纜架設過程中，必須注意安全問題，其中人員的安全是最重要的，在施工中必須遵守各項安全規章制度。

⑵ 關於金具

安裝ADSS光纜所需的金具包括用於耐張塔的耐張金具、用於懸掛的懸掛金具、防振鞭、接地線及引下夾具等。

施工順序

先確定每盤光纜所經過的塔號，特別是啟始塔和結束塔的塔號，並在每座塔上布放牽引繩和滑輪，再在啟始塔處放置牽引機，在結束塔處放置光纜盤和張力機。在跨距中部的懸垂點，滑輪直徑不得小於12英寸，在諸如線路情況變化較大（如水平或垂直方向的角度達到25度或更大），以及線路起始端和終止端使用的滑輪不應小於20英寸或纜徑的40倍。滑輪凹槽內應有彈性橡膠作緩衝材料，以減小光纜外護套的磨損。光纜的入輪角和出輪角都應小於30°，光纜布放時的張力應小於1噸，放纜的速度為每小時3-8公里，光纜與牽引繩應由旋轉補償扣相連，以防止光纜在布放過程中因扭曲而受切向應力。光纜牽引到結束塔後，在逐段調整各個耐張段的張力和弧垂（張力和弧垂的調節應從整個線路的一端開始進行，直至線路另一端結束，調節的方向應與安裝光纜方向相反，以保證最大限度的利用光纜），然後安裝金具，將光纜從塔上引下、拉直，並安裝好引下夾具，最後將余纜盤好等待接續。在放纜的過程中，必須注意：光纜不得與塔身刮擦，如發現光纜外皮被刮破，應立即停止施工，待問題解決後再繼續。

接續施工

由於ADSS光纜的特殊性，它不能象普通光纜一樣任意接續，其接續必須在輸電線路的耐張塔或懸掛塔上進行，而不能線上路中間進行接續。一般來說，在地面進行接續就行。熔接作業時，一般需要熔接車輛，並備有充足的余纜，通常，余纜長度應能達到從桿塔引下，並延伸到熔接作業點。注意: 從引下夾具處算起的15米左右的光纜應當割去，以免系統中用到受擠壓損壞的光纜。熔接時套用一台OTDR對接續工作進行實時監測，以保證熔接質量。熔接點的衰耗應符合設計要求（一般是小於0.05 dB）。

測試驗收

光纜接續完畢後，進行全程指標測試。測試儀表一般選用OTDR，或者使用光源和光功率計。

測試參數有: 總體衰耗: 應符合設計要求，對1310 nm的光纖來說一般應小於0.35dB/km。接點衰耗: 應符合設計要求，一般應小於0.05dB。

護套種類

ADSS光纜在不同的電力路線採用不同的護套，最常見的ADSS護套有兩種：PE護套和AT護套。

PE護套：普通的聚乙烯護套。用於110KV以下電力線路。

AT護套：抗電痕護套。用於110KV以上電力線路。

代表結構

國內外主要流行兩種ADSS光纜。

ADSS光纜結構圖

1、中心管式結構

光纖以一定的余長置於填充阻水油膏的PBT（或其他合適材料）管中，根據所需要的抗拉強度繞包合適的紡綸紗，再擠制PE（≤12KV電場強度）或AT（≤20KV電場強度）護套。

中心管結構易於獲得小直徑，冰風負載較小；重量也相對較輕，但光纖余長有限制。

2、層絞式結構

光纖松套管以一定的節距繞制在中心加強件（一般為FRP）上後擠制內護套（在小張力和小跨距時可省略），然後根據所需要的抗拉強度繞包合適的紡綸紗，再擠制PE或AT護套。纜芯可填充油膏，但當ADSS工作在較大跨距並帶有較大弧垂的狀況下，由於油膏的阻力較小，纜芯易“滑動”，松套管節距易發生變化。用合適的方法把松套管固定在中心加強件上和乾式纜芯可以克服，但有一定的工藝難度。

層絞結構易獲得安全的光纖余長，雖然直徑和重量相對稍大，在中大跨距套用時較有優勢。

技術參數

ADSS光纜工作在大跨距兩點支撐的（通常為數百米，甚至超過1公里）架空狀態，與傳統概念的“架空”完全不同（郵電標準的架空吊線掛鈎程式，平均0.4米對光纜有1個支點）。所以，ADSS光纜的主要參數與電力架空線的規程接軌。

MAT

最大允許張力

指在設計氣象條件下理論計算總負載時，光纜所受到的張力。在此張力下，光纖應變應≤0.05%（層絞）和≤0.1%（中心管）且無附加衰減。通俗而言，即光纖余長在這一控制值上剛好被“吃”完。根據該參數和氣象條件以及控制的弧垂，可計算在此條件下光纜的允許使用檔距。因此，MAT是弧垂-張力-跨距計算的重要依據，也是表征ADSS光纜應力應變特性的重要證據。

RTS

額定抗拉強度

又稱為極限抗拉強度或破斷力，指承載截面（主要計紡綸）強度之和的計算值。實際破斷力應≥95%計算值（光纜中任意元件的斷裂均判為纜破斷）。該參數並不是可有可無的，很多控制值與之相關（例如桿塔強度、耐張金具、防震措施等）。對光纜專業而言，如果RTS/MAT（相當於架空線的安全係數K）的比值不恰當，即使用了很多紡綸，而可用的光纖應變域很窄，則經濟/技術性能比很差。通常，MAT約相當於40%RTS。

EDS

年平均應力

有時稱為日平均應力，是指在無風無冰及年平均氣溫下，理論計算負載時光纜所受到的張力，可認為是ADSS在長期運行時的平均張（應）力。EDS一般為（16~25）%RTS。在此張力下，光纖應無應變、無附加衰減，即非常穩定。EDS同時是光纜的疲勞老化參數，據此參數決定光纜的防振設計。

UES

極限運行張力

又稱為特殊使用張力，是指在光纜有效壽命期內，有可能發生超出設計負載時光纜所受的最大張力。意味著光纜允許短時過載，光纖可以在有限允許範圍內承受應變，通常UES應>60%RTS。在此張力下，光纖應變<0.5%（中心管）及<0.35%（層絞），光纖會出現附加衰減，但在此張力解除後，光纖應恢復正常。該參數保證了ADSS光纜在壽命期間內的可靠運行。

硬體設備

所謂金具是指安裝光纜使用的硬體。

1、耐張線夾

雖稱為“線夾”，其實以螺旋預絞絲為佳（小張力和小跨距除外）。也有人稱之為“終端”或“靜端”金具。配置的依據是光纜的外徑和RTS，一般要求其握著力≥95%RTS。必要時應與光纜作配合試驗。

2、懸垂線夾

也以螺旋預絞絲型為好（小張力和小跨距除外）。有時被稱為“中程”或“懸端”金具。一般要求其握著力≥（10-20）%RTS。

3、防振器

ADSS光纜多採用螺旋阻尼器（SVD），如果EDS≤16%RTS，可不考慮防振，當EDS為（16-25）%RTS時，需採取防振措施。如光纜安裝在振動多發地區，必要時應通過試驗確定防振方法。

4、接續盒

ADSS光纜接續盒一般採用鋁合金制接頭盒，這種接頭盒可以直接用於室外，可以為光纜的接續提供很好的保護。

實際套用

ADSS光纜的設計施工是一項綜合性的系統工程，本文針對ADSS光纜的結構特點、使用壽命、掛點的選擇原則、配盤、解讀弧垂張力表等方面進行論述，對ADSS光纜在特定環境中的運用給出一個較深入的認識。電力系統通信網的建設近幾年來主要以ADSS光纜為主。ADSS光纜全稱為全介質自承式光纜（AllDielectricSelf－Supportingaetialopticalcable），它採用特殊的絕緣材料，具有良好的絕緣和耐高溫性能，抗拉強度高，可架設在電力線路的原有桿塔上，已成為電力系統組網的首選特種光纜。

1．ADSS光纜的結構特點

已生產的ADSS光纜從結構上可分為層絞式和中心束管式兩類，其中層絞式光纜內有FRP的加強芯，重量比束管式略重。同時又由於其運行在高壓環境下，根據電場強度又可分為AT護套耐電蝕型和PE護套標準型。ADSS光纜的特點如下：

（1）專為電力系統設計，是一種全絕緣介質的自承式架空光纜，它的結構中不含任何金屬材料；

（2）全絕緣結構和較高的耐壓指標，有利於在帶電運行的架空電力線路上架設施工，不影響線路運行；

（3）採用抗拉強度高的防綸材料即能承受較強張力，滿足架空電力線路的大跨距要求，又可防止鳥啄和人為的槍擊；

（4）ADSS光纜的熱膨脹係數較小，在溫度變化很大時，光纜線路的弧度變化很小，且其重量輕，它的履冰和風荷也較小。

2．ADSS光纜的使用壽命

ADSS光纜架設在高壓輸電線路上，其一般壽命在25年以上，而影響其壽命的因素很多，

主要的因素有：

（1）桿塔附近的高壓感應電場梯度變化較大、高壓感應電場對光纜有強烈的電腐蝕。一般KV及以下架空電力線路用PE型，110KV及以上線路用AT型；

（2）對雙迴路的桿塔，由於線路的一迴路停電或線路改造，在選擇掛點時要加以考慮；

（3）線路經過有鹽霧酸氣的工作地帶時，化學物質會腐蝕光纜外皮，其耐電保護套受損，易受到電弧的傷害；

（4）施工不當造成外皮傷害或磨損等，在長期的高壓電場中運行，其表面易腐蝕，而外護套平整光滑的光纜能有效地減少電腐蝕而延長壽命。

3．光纜掛點的選擇原則

（1）光纜應懸掛在電場強度較小的位置，即AT型護套≤20KV?m?PE型護套≤20KV?m；

（2）光纜在水平和垂直方向上的投影不應與導線和地線出現交叉，以免在風偏和擺動時產生鞭擊；

（3）光纜不應與桿塔產生摩擦和碰撞；

（4）光纜必須保持與居民區、鐵路、公路、通信線路和其他電力線路的安全距離；

（5）懸掛光纜的金具必須裝在桿塔可承受側向拉力的塔材上，使桿塔受力最小。

其中，高壓感應電場的大小一般有ADSS光纜生產廠家根據電力設計院的初步設計進行核

算，給出不同桿塔型號的電場強度大小及分布圖，再結合施工具體難易程度，最終確定光纜的掛點位置。在專門的套用軟體中，只要按既定的坐標系提供桿塔的相線坐標、相線線徑、地線類型、線路的電壓等級等，就可得到一幅感應電場分布圖，因此，在初步設計的準備階段，線路資料的詳盡可靠是整個工程質量的保障。

4．光纜典型掛點的選擇

根據對各種桿塔電場強度的計算結果，滿足電場強度要求的掛點可分為高、中、低掛點3種方式。高掛點一般施工難度大，運行管理不方便；而低掛點在對地安全距離方面存在一些問題，且易發生盜竊事件。一般在信息網工程中採用中掛點方式。

110KV線路耐張桿、門型桿、雙迴路鐵塔、鋼管單桿、水泥單桿等，光纜可掛在第一層橫擔下300～500mm間的位置。

5．ADSS光纜的配盤

光纜的配盤是光纜定貨施工中的重要問題。當採用的線路及狀況明確後，就要考慮光纜的配

盤，影響配盤的因素有：

（1）由於ADSS光纜不象普通光纜可任意接續（因為光纖的纖芯不能受力），必須線上路的耐張桿塔上進行，又由於野外接續點條件較差，因此每盤光纜的盤長儘量控制在3～5Km。盤長太長施工不便；太短則接續的次數較多，通路的衰耗大，影響光纜的傳輸質量。

（2）除輸電線路的長度是光纜盤長的主要依據外，還應考慮桿塔之間的自然條件，如牽引機行進是否方便，張力機是否可以擺放等。

（3）由於線路設計的誤差，光纜的配盤可使用如下的經驗公式：

光纜盤長=輸電線路長×係數+施工考慮長度+熔接用的長度+線路誤差；

通常“係數”包括線路弧垂、桿塔上過引長度等，施工考慮的長度為施工中的牽引所用長度。

（4）ADSS光纜掛點距地最低一般不小於7m，在確定配盤時，要簡化檔距差，以便減少光纜的種類，即可減少備品備件的數量（如配置的各種懸掛金具等），又方便施工。

6．ADSS光纜施工的基本要求

（1）ADSS光纜的施工通常是在帶電的線路桿塔上進行，施工中必須使用絕緣無極繩索、

絕緣安全帶、絕緣工具，風力應不大於5級，必須保持與不同電壓等級線路的安全距離，即35KV大於1．0m，110KV大於1．5m，220KV大於3．0m的安全距離。

（2）由於光纖纖芯極易脆斷，施工中張力和側壓力不能過大。

（3）施工中光纜不能與地面、房屋、桿塔、纜盤邊沿等其他物體發生摩擦和碰撞。

（4）光纜的彎曲是有限的，一般運行的彎曲半徑≥D，D為光纜的直徑，施工時彎曲半徑≥30D。

（5）光纜受到扭曲將損壞，嚴禁縱向扭曲。

（6）光纜纖芯受潮和進水易斷裂，施工時光纜端部必須用防水膠帶密封。

（7）光纜的外徑是與代表檔距相配套的，施工中不得隨意調盤，同時金具又與光纜外徑相對應，也嚴禁亂用。

（8）每盤光纜施工完成後，通常預留有足夠長余纜，以便在桿塔處懸掛和熔接，在變電站安裝光纖配線架。

7. 弧垂張力表

弧垂張力表是反映ADSS光纜空氣動力性能的重要數據資料，完整地了解並正確地運用這些資料是提高工程質量的必要條件。通常廠家可提供3種恆定條件下的弧垂張力表，即安裝弧垂恆定（安裝弧垂為檔距的固定百分比）；安裝張力恆定及負荷張力恆定。此3類張力表從不同的側面對ADSS光纜的弧垂張力性能作了具體的描述。

它只是用來說明ADSS光纜產品在給定的使用條件下的弧垂張力特性，與實際的工程套用不同，必須予以重視。需注意弧垂張力表中的檔距是實際檔距，準確地說是孤立檔的實際檔距，即耐張段只有一段時的檔距。在實際工程中，應先求出該耐張段的代表檔距，再從弧垂張力表中查出與該代表檔距數值相同或相近的那一檔所對應的弧垂和張力數據。切記此時的弧垂一般為複合弧垂，通過風偏角，求出水平弧垂和垂直弧垂，在此代表弧垂，代表張力，代表檔距的理論值基礎上，計算出實際的數據。在控制條件中，風荷控制與ADSS光纜的機械性能有關，通常出現在600m以上的大檔距，30ms以上大風的情況下，ADSS光纜的重量輕於導線，它的風偏角大於導線的風偏角，較易伸長。這就有可能造成在大風中ADSS光纜與導線相碰。

儘管設計計算較為複雜，但在小檔距的情況下，如代表檔距小於100m時，通常取架線弧垂為0.5m，代表檔距在100m與120m之間時，架線弧垂為0.7m，ADSS光纜的弧垂最低點不應低於導線弧垂最低點。實際施工中，常在耐張桿的連續檔中，選擇中間檔或接近中間檔的較大檔距，懸點高差較小者作為觀測檔。如檔數在7～15檔時，則應在兩端分別選2個觀測檔，常見的觀察方法有等長法和異長法觀測弧垂，也可用張力測量法觀測弧垂。

ADSS光纜工程設計施工是一項複雜的系統工程，涉及到機械，電氣，氣象條件，施工人員的素質等許多方面，既要有科學的態度，又要有行之有效的工作方法。隨著電力信息網工程的不斷進展，必將積累起越來越多的施工和日常維護經驗，使ADSS光纜的套用得到更大的發展。

工程設計

1、光纜規程參數①與高壓線最小距離：根據國際電力安全法規(NESS)中235條款，具體規範為：

與35kV高壓線最小距離為：1.0m；

與110kV高壓線最小距離為：2.0m；

與220kV高壓線最小距離為：3.0m。

②相線與光纜最小距離(SD)

SD=E/15

其中：SD(英寸)最小距離E：相導線與大之間的電壓(kV)

③交叉跨越最小垂直距離

距鐵路軌項：7.0m；

距通訊線：0.6m；

距市區馬路：5.5m；

1-10kV電力線：2.0m；

距一般道路：5.0m；

35-110kV電力線：3.0m；

距屋頂：0.6m；

154-220kV電力線：4.0；

距樹枝：2.0m；

距供電線接戶線：0.6m；

距河流(船帆頂)：1.0m；

距霓虹燈及鐵架：1.6m。

2 、 安裝位置確定原則

① 確保輸電線路安全運行；

② 安裝位置的感應電場強度應小於12kV/m；

③ 避免與電力線發生 鞭擊；

④ 距地面及障礙物有足夠的安全距離；

⑤ 架設及維修方便。

3、 電力線電場強度計算

根據電力線的電壓等級及桿塔塔頭布置，利用《電力工程高壓送電線路設計手冊》中“電場 強度及其計算”一節里所介紹的鏡像法及計算公式可算出桿塔與電力線周圍任意點的電場強 度，並可用計算機將結果繪圖，可得一電位曲線圖。