OPGW光缆外绞合导体的要求及制造选择

在OPGW光缆的发展中,各国根据各自实际情况,设计和开发了许多不同结构的产品,都能较好地满足使用要求。这些结构设计在遵循共同特性基础上又各有特色。通常,OPGW结构是由光纤单元(简称OP单元)
和外绞合导体组成,如图1所示。

典型的OPGW结构组成

1. OPGW对外绞合导体的要求

为便于架空输电线路设计、架设和使用,OPGW中的外绞合导体应满足相应的传统地线的性能要求。外绞合导体设计最主要的因素是选择合适的导体材料。既满足于传统架空地线的要求,又可起着保护光纤单元的作用,具体要求如下:
(1) OPGW与地线的兼容性,即要求OPGW的外径、重量和机械特性与输电线路原有地线相接近,以保证在风、冰负荷情况下,在不改变电力传输系统传统设计的基础上代替地线;
(2)保证OPGW具有较高的机械强度,使在允许的张应力范围内,光纤不会因OPGW的伸长而受到应力影响,增大光的传输损耗;
(3)尽可能地提高OPGW的电气性能,增大作为地线的短路电流的容量;
(4) OPGW应有良好的热稳定性,关键是计算短路电流的分配。

2.外绞合导体的制造

(1)外绞合导体应同心绞合在光纤单元外面;
(2)绞线可以有单层或多层,每层内可以有多种不同的导线,相邻层的绞向应相反;
(3)所有的单线在绞制时,应使用特殊的预扭装置,使绞线更服贴,并尽可能使绞线无扭力或很少扭力。如果OPGW被切断,单线能够容易地重组或者用手复原;
(4)绞线时每根单线的张力要均匀,并能自动控制,以保证绞线对光纤单元的压力均匀。

3.外绞合导线材料选择

合适的OPGW导线材料要具有良好的导电性和较高的机械强度,即要有较高的抗拉强度和弹性模数。铝包钢线、铝合金线和镀锌钢线都可用于OPGW的外绞合层。但是,铝包钢线与镀锌钢线相比具有更多的优良特性:
(1)铝包钢线耐腐蚀性更好,其钢线部分承受拉力,包覆的铝层主要起防腐作用,也可作为地线导体部分;
(2)铝包钢线具有更好的防闪电特性;
(3)如果光纤单元采用铝管来保护光缆芯,那么外绞合导体材料采用镀锌钢丝时与铝管接触,会产生电化学作用,加速OPGW的腐蚀。若采用铝包钢线与铝管结合就没有此种情况。
因此,铝包钢线是OPGW外绞合层最合适的导线材料,标准电导率为20.3% IACS和最高电导率为30%～ 40% IACS的铝包钢圆线和扇形线均可供OPGW使用,有时也采用铝包钢线和铝合金线或硬铝线混绞组
成。