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作 者：丁国锋¹ 李苏盈² 刘永军² 季忠² 公 司：江苏通光集团有限公司¹ 江苏通光信息有限公司² 摘 要：本文介绍了电力系统用的几种典型光缆，针对不同的结构分析光缆特性、优缺点、使用场合，并对各类光缆的成本进行分析和比较。阐述了各类型电力系统用室外光缆的使用建议。 关键词：室外；电力线路；杆塔；管道；沟槽；弧垂；防鼠；阻燃 一、前言 伴随着国家发展与支持，中国电力系统经过不懈努力成为了全世界最强大的存在，在国际中处于顶尖水平。其中电力系统通信网络也是我国专用通信网中规模最大、发展最为完善的专网，经过数十年的发展，光纤光缆通信的传输容量大、传输损耗低、抗电磁干扰能力强等优点，使得电力系统用光缆得到了大量的运用，发展成为多种类、多用途的光缆体系。 笔者就电力系统不同应用场景用光缆进行介绍和结构分析，并提供参考的使用建议。 二、光缆结构 本文简单扼要地介绍了数种电力系统用光缆（以下简称“光缆”），OPGW、ADSS已经在我国运用多年，使用经验丰富，近几年由于应用场景和要求的不断变化又衍生出防鼠加强型ADSS、防鼠高阻燃光缆、非金属耐火光缆等缆型，下面对这些光缆做具体介绍。 （1）OPGW即光纤复合架空地线，是一种含有光纤的架空地线，把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，因此具有架空地线和光通信等多重功能，主要用于架空高压输电系统的通信线路，传导短路电流并提供抗雷击保护，可靠性高。光缆选型根据抗张强度、短路电流容量两大主要参数选型或保持与传统地线尽量相似（包括直径、重量、机械性能、电气性能等）的各项参数，对于多雷地区需考虑外层单丝的耐雷击性能。光缆广泛运用于电力系统中，安装需要比较专业装备，安装成本相对较高，典型结构如图1。
图1 OPGW结构示意图 （2）OPPC是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，结构和OPGW极为相似，它充分利用电力系统自身的线路资源，特别是电力配网系统，避免在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，使之具有传输电能及通信的双重功能。一般运用于110KV以下的中低压线路，在无法安装 OPGW 或 ADSS 时才选用OPPC，用OPPC替换掉三相线中的一相，可减少线路材料，降低线路架设工程量，节约工程投资，使用寿命长。OPPC需全天候不间断传导三相电流，故有一持续温度，而OPGW在不发生短路时温度并不高；其次，为了保持与相邻相线的弧垂张力特性保持一致，OPPC的直径、重量、截面和机械特性等参数应尽量与相邻相线的参数相符；再则，OPPC的直流电阻和/或阻抗包括电气特性也应与相邻相线尽量一致，以避免远端电压变化并保持三相平衡。OPPC直接安装在高压系统中，光电绝缘/分离和连接则需要特殊的技术，安装施工专业性比OPGW更强，技术要求更高，典型结构如图2。
图2 OPPC结构示意图 （3）MASS即金属自承式光缆，结构类似于小型的中心管式OPGW，一般情况下使用镀锌钢丝铠装在不锈钢管光单元的外层，结构较小，成本低，不会像ADSS那样存在电腐蚀的问题，由于是金属自承式光缆，需要良好的接地和适当的张力弧垂计算，典型结构如图3。
图3 MASS结构示意图 （4）ADSS即全介质自承式光缆，全介质即光缆处于高压强电环境中所用的是全非金属绝缘材料，自承式是指光缆自身加强和增强构件能承受自重及外界负荷，使其实现自承式架空的功能，利用金具悬挂固定于电力杆塔之间，构成通信网络，重量轻、跨距根据抗拉计算可大可小，耐电痕性能优异，因此广泛运用于电力系统中，特别是在已建线路上使用较多，为电力部门直接利用高压输电线杆塔建设自己的通信网络提供了可行的途径，可以不断电施工，适于跨越江河、山谷、雷电集中区域以及特殊拉力环境中的架空敷设。ADSS对于电力线路是附加物，需要设计院验算杆塔荷载来确定架设的条件（各种气象条件下张力弧垂特性安装垂度）及选型。典型结构如图4。
图4 ADSS结构示意图 （5）ADSS（ZR）即加强型全介质自承式光缆，在普通ADSS的基础上增加FRP杆、扁平FRP、FRP带、玻璃纱等，增加防鼠、抗拉等性能，但由于其结构增大，重量增大，往往伴随着较多的参数调整，例如弧垂、挂点、金具的调整，在云贵川等山地多的地区有较多运用，典型结构如图5。
图5 ADSS（ZR）结构示意图 （6）OPAC（ADL、GWWOP）即附加型光缆，是捆绑、缠绕式非金属光缆，捆绑或缠绕于普通无通信功能的老式地线上，使线路具备光通信功能，一般用于老线路改造，光缆结构小，重量轻，成本低，但施工难度大，我国较少采用，典型结构如图5。
图6 OPAC( ADL、GWWOP）结构示意图 （7）GYFTH或GYFTZY即非金属阻燃光缆，GYFTY即非金属普通光缆，又称为导引缆，此三种结构相同，根据不同应用场景选择不同外护套材料，GYFTH为低烟无卤聚烯烃（LSZH），GYFTZY为阻燃聚乙烯（ZRPE），GYFTY为聚乙烯（PE），常用于管道或架空线路（10kv以下非自承架空），将光信号接入机房。非阻燃一般用于户外空旷场合架空，阻燃型的一般为进站（局）或城市管道中使用。全非金属结构、成本相对较低，被电力系统大量运用，聚乙烯外护套相对耐候性更好。典型结构如图6。
图7 GYFTY\GYFTH\GYFTZY结构示意图 （8）GYFTH68或GYFTY68即非金属阻燃防鼠光缆，两种型号光缆的区别仅内护套材料不同，GYFTH68的内护套为低烟无卤聚烯烃（LSZH），GYFTY68为聚乙烯（PE），性能基本一致，是在常规的GYFTH或GYFTY光缆基础上加入玻璃纱铠装层和阻燃外护套形成。利用玻璃纱被啮齿动物咬碎产生的尖刺刺激动物口腔达到一定的物理防鼠效果，常用于管道或架空防鼠线路，防鼠效果随玻璃纱层数增加而增加，并且还能提供较好的机械性能，典型结构如图7。
图8 GYFTH68\GYFTY68结构示意图 （9）GYFTH88或GYFTY88即非金属阻燃防鼠光缆，两种型号光缆的区别仅内护套材料不同，GYFTH88的内护套为低烟无卤聚烯烃（LSZH），GYFTY88为聚乙烯（PE），性能基本一致，是在常规的GYFTH或GYFTY光缆基础上加入FRP杆铠装层和阻燃外护套形成。利用FRP杆的硬度和咬碎的尖刺刺激动物口腔达到物理防鼠效果，常用于管道或架空防鼠线路，机械性能优异，该结构在近几年广泛运用于福建、上海、四川、云南、贵州、浙江、内蒙古等各种鼠类较多的省份，防鼠效果优异，典型结构如图8。
图9 GYFTH88\GYFTY88结构示意图 （10）非金属耐火光缆即满足在火灾环境中保持数个小时光信号不中断的特种光缆，为拯救数据、保持通信救援而生。通过在光缆外包覆可瓷化低烟无卤聚烯烃以及其他耐火材料（例如云母带、陶瓷带）等使得光缆中光纤在750℃、830℃等火焰条件下坚持30～180分钟时间保持不断，同时光缆还需满足GB31247-2014标准中B1级燃烧的相关规定。典型结构如图10。
图10 非金属耐火光缆结构示意图 三、总结及建议 根据光缆的适用场合，笔者简单对光缆进行了分类，分类如下，见表1。
（1）OPGW、ADSS光缆在国家电网公司已有标准型谱和安装使用标准，设计应用已非常成熟，均可参照执行，OPGW对应Q/GDW 13261.2-2019和Q/GDW 13261.2-2019，ADSS对应Q/GDW 13280.1-2019和Q/GDW 13280.2-2019。随着传感技术的不断演进，OPGW的光纤分布式传感技术的运用也正逐步得到开发和应用，为OPGW运行状态的监测和维护提供了一种优良的技术手段。 （2）城市配网系统中选用GYFTH是最经济的。如果需要防鼠可考虑加防护管或者选用非金属光缆考虑防鼠优先选用GYFTH88或GYFTY88，其物理防鼠性能最为优异，其次是GYFTH68或GYFTY68，若可以选用含金属光缆，钢丝铠装型（如GYTA33）是防鼠性能绝佳的产品。采用外护套料中含辣味素的防鼠方式由于使用场景的局限性和时效性较短正逐步淘汰。 （3）对于山区鼠患相对严重的电力传输杆塔段，OPGW、MASS、FRP铠装的增强型ADSS光缆是不错的选择。对于使用增强型ADSS的区段，必须严格核算张力弧垂特性和杆塔的荷载，严格按照设计安装垂度进行架设。 （4）OPPC在国内很多个试验段运行，相对于OPGW、ADSS光缆来说施工、维护技术要求非常高，一直未得到广泛推广。 （5）OPAC（ADL、GWWOP）一般用于老线路改造，施工难度大，我国较少采用，随机安装技术不断进步以及运用场景的限制，在未来配网系统中有可能有作为。 （6）非金属耐火光缆在近几年得到了进一步发展，技术也趋于成熟，但成本还较高，还需进一步努力优化，对于重要场合，例如数据中心、变电站、山火频发地区的通信建设的首选产品。 通光集团经数十年光缆设计、生产、服务技术，已全系列地开发了本文中所有的光缆，本文中的光缆结构和应用建议供大家参考。 |
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