2  通信光纜設(shè)計

2.1  OPGW設(shè)計

2.1.1 光纜選型原則

OPGW應具備架空地線和光纖通信兩個功能，其設(shè)計應在滿足送電線路相關(guān)設(shè)計規(guī)程對地線的全部要求下，同時滿足對光纖通信性能和光纖傳輸衰耗的要求。其設(shè)計主要遵照如下規(guī)程及要求：

《110-500kV架空送電線路設(shè)計技術(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)計技術(shù)規(guī)定》（報批稿）；

《電力系統(tǒng)光纖通信運行管理規(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，即當線路上任一點發(fā)生接地短路故障時，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)計的短路電流計算，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，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）來校驗熱穩(wěn)定。

2.1.4短路等效時間的確定

參照“電力系統(tǒng)光纖通信工程設(shè)計技術(shù)規(guī)定”（報批稿）規(guī)定，OPGW熱穩(wěn)定校驗用短路電流等效時間應計及自動重合閘動作的整個主保護動作時間，即：（繼電保護動作時間 + 開關(guān)動作時間 + 短路電流非周期分量時間）´ 2。

110KV南溪變電站-昌興水泥廠線路配備有光纖縱差保護，本工程OPGW校驗用短路時間取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)計荷載，經(jīng)初步配置分流地線進行試算后，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型號及主要參數(shù)（供招標參考使用）

注：本表參數(shù)應由中標廠家與設(shè)計人員一起討論確定。

2.1.7 光纖的基本特性

本工程所用光纜的光纖特性應符合ITU-T.625建議，通用于1310nm波長與1550mm波長兩個應用窗口。

1）光學特性

表六                     給定波長衰減

表七                         色散系數(shù)

衰減不均勻性0.05db/km

截止波長（1206nm(1310nm)

模場直徑

1310nm處，模場直徑為9.3±0.5nm

1550nm處，模場直徑為10.5±1.0nm

色散

零色散波長（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)按國際電工學會的最新標準。

3） 光纖的機械特性

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)按國際電工學會的最新標準。

2.1.8  其它性能

1）光纜結(jié)構(gòu)符合中華人民共和國國家標準GB/T 7424.4-2003“光纜 第4部分：分規(guī)范 光纖復合架空地線”。

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

3）光纜包含24芯ITU-T G.652單模光纖,為便于識別，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光纜壽命中不腿色。

4）裝載光纖的套管應能有防止雨水及潮氣侵入的填充物填充，填充物應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）應能承受運輸、安裝時的各項操作而不發(fā)生對圓柱形狀的破壞，以免內(nèi)部光纖受損。當受張力作用下，其表面不應產(chǎn)生非圓柱形態(tài)，同時任何部分不應產(chǎn)生相對位移，以免影響縱向光滑性。

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

8）在切斷時不應出現(xiàn)鼓包或散股現(xiàn)象。

9）供應商應就其所提供的設(shè)計出合理的防振措施，并提供相應的防振設(shè)計原則及設(shè)計公式，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

3.1光纜線路路徑及方案

光纜線路采用一根OPGW-90-24C復合光纜，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（含訊終端柜機）已經(jīng)安裝，不再設(shè)計。

3.2 全線桿塔的使用情況（參照線路設(shè)計圖紙）

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。

3.5 OPGW、設(shè)計張力及安全系數(shù)

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

OPGW的張力主要取決于導、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)計安全系數(shù)、最大設(shè)計張力、平均運行張力以及另一根地線力學設(shè)計如下表：

表十一                地線設(shè)計力學參數(shù)一覽表

在光纜的技術(shù)協(xié)議簽定之后，應根據(jù)最終的各種光纜型號的參數(shù)重新進行導、地線之間距離的配合計算，并重新調(diào)整、確定光纜的設(shè)計安全系數(shù)、最大設(shè)計張力、平均運行張力。

3.6 OPGW防振

危害OPGW正常運行的振動方式主要為微風振動。

OPGW專用耐張、懸垂金具均帶有鋁包鋼或鋁合金預絞絲，已大大增加線夾出口光纜剛度，能較大程度地減小彎曲應力和動態(tài)沖擊應力，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低頻率振動有較大的阻尼作用，是OPGW的主要防振措施。防震錘安裝需加裝專用護線條保護。

3.7 OPGW復合光纜接地

為確保OPGW、光纜安全運行，參照其它相關(guān)設(shè)計、運行經(jīng)驗，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復合光纜連接金具設(shè)計實際安全系數(shù)為：運行情況＞2.5，斷線、斷聯(lián)情況＞1.5，滿足設(shè)計規(guī)程“DL/T5092-1999”中的有關(guān)規(guī)定。用于OPGW、的預絞式金具的各項技術(shù)條件和試驗方法應滿足“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)光纜型號由金具生產(chǎn)廠家核對確定。