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电力光纤通信OPGW光缆线路部分施工图设计

发布于：2022-09-22 15:42:22 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：通信线路工程设计

一、概述

光纤通信是用光导纤维传输信息的通信系统。发信端首先把用户想传送的信号变为电信号, 然后使半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）等通信光源发出的光随电信号变化 (称为调制) , 并用光纤把该光信号传向远方, 收信端则用光源探测器接收光信号,在还原为电信号(称为解调)后,再变成用户能理解的信号,这样就构成一个完整的光纤通信系统。电力系统除了采用普通光缆外, 更多采用的是电力特种光缆, 这些依附于输电线路同杆架设的光缆, 不仅充分发挥了光纤通信的优点, 而且开发利用了电力系统的杆路资源, 降低了工程综合造价,已成为电力系统的主要通信方式。

利用电力线杆路资源开设光纤通信的光缆结构型式有五种:光纤复合架空地线(0PGW)、全介质自承式光缆(ADSS)、架空地线缠绕光缆(GWWOP)、全介质捆绑式光缆(ASF)和光纤复合相线 (OPPC)。其中最常用的方式为光纤复合架空地线(OPGW)和全介质自承式光缆(ADSS)。无论是采用光纤复合架空地线(OPGW), 还是全介质自承式架空光缆 (ADSS),都必须满足下述基本条件:

1、不改变原有输电线路杆塔的基本结构；遵守有关规定。

2、不影响原有输电线路的安全。

3、此外尚需考虑工程的经济性、可行性等,特别是对已有线路需改造为复合电力特种光缆的输电线路。

ADSS的相关内容请点击"ADSS光缆选型原则"查看，本文将介绍关于OPGW的相关内容。

二、OPGW架空光缆线路有关设计技术规定

2.1、术语和定义

下列术语和定义适用于本文。

1）、光纤复合架空地线( Optical fiber composite overhead ground wires)简称OPGW或OPGW光缆，是将光纤媒体复合在输电线路的架空地线里, 防雷和通信功能合二为一，具有传统架空地线和光纤通信能力的双重功能。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。

2）、光单元：由光纤和保护材料构成的部件。保护材料可以是金属的，也可以是非金属的，它可构成 OPGW 的承力部分，金属保护材料也可组成 OPGW 传输电流的部分。

3）、额定拉断力（RTS）：按光缆结构计算的拉断力，其值为各承载构件的承载截面积、最小抗拉强度和绞合系数的乘积之和。

4）、最大允许张力（MAT）：在预期的最恶劣运行条件下, OPGW所能承受的最大水平张力。

5）、年平均运行张力（EDS）：在无风、无冰及年平均气温下, OPGW弧垂最低点的张力。

6 ）、重冰区：设计冰厚为20mm及以上地区。

7）、稀有风速，稀有覆冰：根据历史上确实存在，并显著地超过历年记录频率曲线的严重大风、覆冰。

8）、大跨越：线路跨越通航江河、湖泊或海峡等，因档距较大（在1000m以上）或杆塔较高（在100m以上），导线选型或杆塔设计需特殊考虑，且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。

9）、铝包钢线：由一根圆钢芯外包一层均匀连续的铝层构成的圆线。

10)、铝合金线：由一根热处理的铝-镁-硅合金材料制成的圆线。

11）、拉力重量比：OPGW 的额定拉断力与计算单位长度质量的比值，简称拉重比，单位为km 。

2.2、OPGW结构和分类

2.2.1、结构形式

1）、组成

OPGW光缆主要是由铝包钢线（ACS）或铝合金线（AA）组成的外部绞线包裏着光纤缆（光单元）、中心加强件等组成的。其中，光纤提供了传输通道，钢成分主要提供了机械强度，铝成分则主要承载短路电流。OPGW的外层为铝包钢或铝合金，OPGW 光缆外层铝包钢线单丝直径，110kV 线路不应小于2.8mm，220kV 及以上线路不应小于 3.0mm，以减少雷击断股。

2）、材质和元部件

a、金属单线
①铝包钢线

OPGW结构中的铝包钢线应采用符合GB/T17937要求LB14、LB20、LB23、LB27、LB30、LB35、LB40型铝包钢线，其参数应满足下表的要求。

②铝合金线

OPGW结构中的铝合金线应采用符合GB/T23308要求的LHA1或LHA2型铝-镁-硅系合金圆线，其参数应满足下表的要求。

b、光纤

①光纤类型，光纤有两种类型：多模和单模。

多模的纤芯芯径较粗，LED发出的光耦合进光纤有一定角度，因此光在光纤中以不断折射方式传播，即在一定长度L的光纤中，光经过的路程大于L所以多模光纤的光损耗较大，一般多模光纤的传播距离不大于4km。

单模光纤的纤芯很细LED耦合光纤的光是以直线方式传播，光损耗较小，因此传播距离较长时才考虑。

光纤损耗：光在光缆纤芯中传输可产生的光损失称为光损耗。光损耗与光纤类型、纤芯的芯径，光传播的波长有关。

②光纤芯数配置及选用类型应遵守的原则：

⑴光纤芯数的配置应根据电力系统通信业务需求预测,并综合考虑网络冗余要求、预期的系统制式、系统配置数量、网络可靠性及新业务发展需求等因素分段配置,并留有适当余量,通常在可行性研究或接入系统设计阶段就已有明确的建议,应按审批意见执行.

⑵新建SDH主干光缆传输工程中光纤类型宜为:G.652型色散末位移单模光纤,可应用于1310nm和1550nm两个波长区:G.653型色散位移单模光纤,主要应用子1550nm工作波长区:G.655型非零色散位移单模光纤,主要应用手1550nm工作波长.

⑶光纤类型的具体选用应根据技术经济比较,结合工程实,可选用G.652和G.655光纤,特别是业务量较大的主干光缆应用高速率、多信道的WDM系统方式时,宜选用G.655光纤.

⑷工程设计中选用的光缆应尽可能采用同一类型的光纤成缆,当必须采用不同类型的光纤混合成缆时,应认真研究与综合考虑因纤芯性能不一致而对线路设计的不同影响。

⑸传输系统容量的确定亦应以电力通信业务预测为依据,并考虑各区段内原有通信网的利用,且满足网络一冗余要求,当有可行性研究或接入系统设计时,应按审批意见执行。工程设计中如考虑配置两个及以上较低速率的SDH传输系统时,应论证选用较高速率SDH传输系统或波分复用系统的可行性。

⑹标称工作波长的选用应符合以下规定:

应用G.652型光纤,短距离传输宜选用1310nm工作波长,长距离传输宜选用1510nm波长。

应用G.655.型光纤,应选用1550nm波长。

根据目前的光纤技术、系统方式及业务需求的发展趋势,不推荐采用G.653型光纤。

③光纤规格

⑴光纤规格由光纤数量代号和光纤类别表示。光纤数量代号用OPGW中同类别光纤的实际有效数目的数字表示,当OPGW中具有不同类别的光纤时,应当分别表示,中间用“+”相连。常用的光纤类别代号表示如下:

B1.1一非色散位移单模光纤(G652A, G652B):

B1.3一波长段扩展的非色散位移单模光纤(G652C, G652D):

B4一非零色散位移单模光纤(G655A, G655B, G655C,G655D, G655E):

Ala-50/125?m渐变型多模光纤;

Alb-62.5/125?m渐变型多模光纤。

⑵ 同批次、同类型OPGW产品应使用同一设计、相同材料和相同工艺制造出来的光纤。

⑶用于成缆的单模光纤的涂覆层结构、光纤强度筛选水平、模场直径和尺寸参数、截止波长、1550mn 波长上的宏弯损耗和传输特性均应符合 GB/T 9771相应部分的有关规定: B1.1类单模光纤应符合 GBIT 9771.1的有关规定, B1.3类单模光纤应符合 GB/T9771.3的有关规定, B4类单模光纤应符合GB/T9771.5的有关规定; 多模光纤的特性应符合 GB/T 12357相应部分的有关规定。

⑷松套管中的光纤,应采用全色谱来识别,其标志颜色应符合GB/T6995.2的规定,并且不褪色、不迁移,原始的色码在整个OPGW的设计寿命期内应可清晰辨认。前12芯的光纤标志颜色的优先顺序见下表。