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ADSS光缆结构设计与施工问题的探讨

发布时间:2019-10-26 09:30:50编辑:迪威国际登录-16563835730阅读次数:
ADSS光缆结构设计与施工问题的探讨

  文章作者:周银山(南通中天信息工程有限公司)

  摘要:本文就ADSS光缆的结构设计与光缆的性能和光缆在施工过程中的常见问题的关系,阐述了针对不同地区、不同施工条件、不同环境下的ADSS光缆结构设计的区别。并对一些常见施工故障进行了简单分析。

  引言

  全介质自承式ADSS光缆以其自重轻、抗干扰、防雷击等特点,已广泛应用于我国的电力通信,为我国的电力通信承载着半壁江山。由于我国地大物博,大江南北,崇山峻岭,地形地貌,十分复杂,特别是在部分高山地区,乱石磷列,施工环境极差。同时由于ADSS光缆的结构和使用特性,它的施工方法和要求明显不同于普通光缆。如果按常规方法进行结构设计和施工,很容易造成意外故障,目前在行业内普遍存在着由于施工不当或设计缺陷,造成光缆施工后的意外故障,有可能造成断纤或高衰耗点,厂家与工程队意见不一,责任不清,类似于这些情况,都是厂家包揽责任、背黑锅。因此,共同加强这方面的研究,避免在工程施工中出现故障,十分重要。以下是我们在结构改进和施工方法方面进行的一些研究和探讨 ,找到了一些规律和措施,供同行们参考。

  1、光缆结构与工艺方法

  大家都知道,光缆结构的设计,直接关系到光缆的结构成本和光缆的使用性能,合理的结构设计,会带来两方面的好处。达到最优化的性能指标和最优良的结构成本是大家共同追求的目标。

  通常ADSS光缆的结构分为层绞式和中心束管式两种,而且层绞式偏多,结构如图一所示:

  从图中我们可以看出,层绞式ADSS的特征是具有一根FRP中心加强件,它主要是起中心支撑作用,也有的人称之为中心防折棒,束管式则没有。而对于中心FRP尺寸的确定,相对来讲是稍大一点好,但考虑到成本的因素,也不是越大就越好,这里要有个度。对于通常的层绞式结构,一般的都采用1+6结构,在光缆芯数不是太多的情况下,也有采用1+5结构的。从理论上来讲,在结构芯数满足的情况下,采用1+5的结构,成本会降低一点,但如是同样的管径,中心FRP的直径只有1+6结构的70%多一点,做起来的缆会更软,缆的弯曲强度较差,会增加施工时的难度。如果采用1+6的结构,在不增加缆径的情况下,就必须减少管径,这又会给工艺上带来困难,因为要保证光缆有足够的余长,必要的管径是不能小的,因此,取值一定要适中。通过对不同工艺结构的样品的试验结果的对比分析,如采用φ2.2的管,1+5结构,和采用φ2.0的管,1+6结构成本相似,但这种1+6的结构,中心FRP相对较粗,会增加缆的刚性,使光缆的性能更可靠,安全性更强,结构的圆整性更好。对这种结构的选择和每管中光纤芯数的选择,这就要看各家的工艺水平。通常情况下大芯数大档距最好还是采用层绞式,这种结构余长也相对可以做得大些,目前也是主流结构,干线上使用最合适。

  对于中心管式ADSS光缆,结构成本相对较低,属于经济型结构,缆的外径也相对偏小,自重也轻,也有利于减小风载和冰载。但由于缺少中心防折棒,光缆会显得比较软,特别是在安装金具时,一定要注意操作方法,否则会损伤光缆。这里提醒一点,生产这种中心管式ADSS光缆,生产时一定要注意生产过程的控制,一是余长,二是光缆护套的工艺。通常情况下,这种结构在小跨越或小承载力条件下使用,是一种既经济又实用的选择。光缆芯数可以做到48芯,从光纤到成品可以一次完成。农网改造是一个最佳的选择。

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  2、施工方法

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  对ADSS光缆正规的施工方法必须是采用张力法放线,但也有的施工单位,由于缺少专用施工设备,采用人工牵引放线,施工隐患很大,原因是众多的人,由于用力不均,会使光缆在不恒定的张力条件下布放,光缆局部的受力应变量不一致,余长变化也就不一样,对光缆会带来长期的隐患。如果是人工敷设,一定要注意受力的均匀性。机械放线的最大优点是张力恒定,缆的应变量始终是在一个稳定的范围内。而且由于张力的可控性,对不同规格的缆,采取不同的放线张力,以确保施工质量满足设计要求。图二是常规的施工设备工艺原理简图。

  其中牵引机有牵引轮型和卷盘型两种,通常情况下都采用牵引轮型。对牵引轮的要求,牵引轮的最小外径至少应是光缆外径的70倍,尽可能的大一些,牵引轮的槽中建议应有一层弹性橡胶作为缓冲,以避免刮伤光缆。在放线过程中,牵引和制动系统应平滑的运作,以防止对光缆造成任何突然的拉动或撞击,这些系统应能随时调整并能稳定地维持固定的张力和放线速度,张力机和放线机上,应有张力显示和限制装置,张力机和放线机在根据张力放线的要求及所安装的光缆重量和跨距来决定,张力机的拖轮上应有制动装置,可使光缆在各种牵引速度下都能维持特定的张力值,张力机和放线机都应有灵活的制动机构使得在放线暂停时,光缆上仍维持张力不变,最好是采用自动保护型的装置。

  对于滑轮的直径,也要有所要求,通常是要求骨轮直径是光缆直径的40倍或更多些。滑轮槽的最小半径应不小于缆径的55%,深度不大于缆径的25%。

  在个别施工中我们还发现过不正当的紧线方法和紧线装置损坏光缆的事件。紧线的目的是进行光缆弧垂和张力调节,不能因为紧线器的原因损坏光缆,要求紧线器所能承受的张力应大于光缆的最大牵引张力。

  在安装金具时,也极容易造成对光缆的损伤。因此在安装金具时,特别是预绞丝式金具,一定要采用预绞式专用安装金具,禁止使用螺丝刀等类似工具。由于不正确的操作,有的会在金具处使光纤折断或出现高损耗点,有时则导致光缆表面粗糙,加之金具端,很容易诱发光缆的电腐蚀。这都是非常严重的问题,一定要引起施工人员和督导、监理人员的高度重视。

  施工的放线速度的控制,也是一个重要参数,正常条件下放线的速度不得高于30米/分。在每个杆塔上都必须有人监护。

  由于ADSS光缆不同于普通缆,缆的抗折性能不是很好,因此在施工过程中要切防光缆被折,折后的现象通常是FRP被折断,松套管被折伤,用OTDR测试光纤会有高衰耗区或高衰耗点,由于护套材料的韧性特征,护套表面也不会有太大的伤痕。更严重的会使FRP戳破松套管而损伤光纤,出现断纤现象。

  这些都是由于不正当的施工所造成的。作为业主和光缆厂家,都必须加强对施工现场的督导和监护。在很多现场我们发现不少施工队,由于对ADSS光缆的知识不是十分了解,缺少ADSS光缆的施工经验,有时会拿电缆的施工经验来布放光缆;有的也缺少这方面的资质,东拉西凑几个民工,胡胡弄弄;有的设备不齐全,土法上马,作业不规范。这些都给光缆的安全布放带来了风险。

  不合理的结构设计和不规范的作业,都是造成施工后光缆异常现象的根源。作为我们光缆厂家,首先应从结构设计上入手,不同的敷设环境、气象条件、荷载大小,设计的方法理应有所区别。在工程方面,作为光缆厂家,必须加强工程的督导,避免和预防异常现象的发生。

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  3、常见的事故现象及预防方法

  3.1 外表损伤

  由于有些光缆线路是经过丘陵或山区,乱石嶙嶙,棘草丛生,光缆很容易在杂树上或乱石上磨擦,极容易擦伤,或受到弯折,特别是光缆护套被磨损,表面不光滑,在使用时由于灰尘和盐性环境,极易发生电腐蚀,对使用寿命造成极大危害。施工时一定要有多人监护,牵引前要仔细检查准备工作。

  3.2 光纤和高损耗点

  断纤和高损耗点的现象都是由于在施工放线过程中造成的局部受力,在布放过程中,光缆的跳轮,速度不均匀,受力不恒定,转角导轮直径,还有光缆的打圈等现象,都会造成,有时会发现将中心FRP折断,由于中心FRP是非金属材料,光缆在受到拉伸后再回缩,断开处会错位,断头FRP就会戮伤光纤松套管,以至伤到光纤,轻者造成高损耗点,重者会发生断纤。这种现象也是比较常发生的故障,不少人会认为是光缆的质量问题,其实是由于施工中意外造成的。因此施工时的恒张力控制很重要,而且要匀速。

  3.3 张端断纤故障

  耐张端的断纤故障也是比较频繁发生的意外之一,时常发生在耐张金具(预绞丝)附近,距离金具端1米以内,也有在金具后面从塔上引下的部分,前者往往是由于在上预绞丝金具的时候,人为操作不当造成,后者往往是由于地形不方便,在紧线时牵引端角度太小,或者与塔(杆)发生短时间的特小的受力弯曲半径,使光缆局部受力造成。在施工时应注意牵引的方向要与光缆的方向一致,让光缆直线受力。

  由于光缆护套材料和受力元件都是具有很好的弹性性能,往往在光缆受到短时间的力作用后,护套表面不会出现明显的伤痕,而里面的光纤元件已受力受损,这种时候大部分人会认为是光缆本身的质量问题,会造成问题的判断误区。希望能给分析处理这类现象问题的时候一个判别。

  对光缆施工的任何一方,施工方也好,业主也好,光缆厂家也好,都不希望发生意外,只要在施工中加强防范,注意施工方法,关注每一个细节,避免异常现象的发生。对施工前的盘测,施工中的督导,一切按程序进行,减少失误。

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  4.结束语

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  ADSS光缆由于其使用环境和自身特性,在市场前景上不容乐观,特别是在盐碱地区,高场强的环境下使用,电腐蚀现象比较严重,这是它的弱点,但在其他一些空气环境比较好的地区,电压等级又不是太高的场合使用,还是具有其优势的,随着光纤光缆价格的降低,工艺的不断成熟和完善,光缆的性能地得到进一步提高,对光缆的结构与使用环境进行有机结合,避免施工中的不规范行为,经济型的ADSS光缆的还是有一定的市场空间的。

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