带状光缆施工,光缆

光纤复合架空地线（OPGW）安装技术探讨

摘  要   光纤复合架空地线（OPGW）作为电力光纤通信的主要传输媒介应用不断深入，高品质的OPGW要通过科学、合理的安装才能体现其价值，文中结合自身的施工实践对此作了全面的阐述。

关键词    OPGW   布放   紧线   金具安装

1．导言

    利用电力特有的路径资源发展通信网络，成为各国通信线路专家研究的新课题；由于光纤抗电磁干扰、自重轻等性能使它适合于在输电线路上建设光纤通信网；光纤复合架空地线（OPGW ---Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire）兼具地线与通信光缆的双重功能，被安装在电力架空线杆塔顶部，无需考虑最佳挂点与电磁腐蚀等因素，从80年代初，OPGW以其高可靠性、优越的机械、电气性能及良好的经济性和实用性在全球得到广泛的运用。

在我国，从“九五”起电力部门就将其作为电力通信的主要传输媒介之一加以推广，由于当时我国尚未具备大规模生产OPGW的能力，所采用的产品主要为国外的，仅有少数建设和设计单位接触到该产品，了解其性能；近年来，OPGW的需求猛增，国内也逐步形成规模生产。其中江苏中天科技股份有限公司经过两年多的努力，引进全套流水线形成自己的生产力；并于2000年5月13日与著名的日立电线株式会社合资成立“中天日立光缆有限公司”，不断向广大电力用户提供全球最新结构-----激光焊接不锈钢复合管式OPGW产品。

建设单位从规范管理和提高施工队的综合素质、保障光纤通信系统质量的角度考虑，亟需一套完整的自成体系的OPGW安装技术。尊重电力部门传统要求和习惯，借鉴日立电线等国外公司的做法，“中天科技”的工程技术人员分别组织建设施工单位、设计院、金具厂商座谈研讨，逐步形成了一套图文并茂、较为系统和实用的OPGW安装技术，并在广西电力、广东电力等多项工程中得以充实完善。现就OPGW安装技术问题与大家交流、探讨。

2．OPGW安装的前期准备

OPGW原则采用张力放线法，使OPGW始终保持一定的张力而处于悬空状态，避免光缆着地使外层表面受损。同时可减少青苗赔偿和减轻体力劳动并提高施工进度。

针对不同结构特性的OPGW和具体的线路情况，首先由设计单位向施工单位进行施工设计图纸交底。施工单位根据整个系统通信网光缆布放的路由、交叉跨越、光缆预留等编制OPGW光缆施工方案，一切做到心中有数。

2.1  OPGW架设主要施工机械：一般工程用量推荐如下（不含熔接、测试仪表）。

   注：辅助设施如交通工具、吊车、手板葫芦、登高板、经纬仪、望远镜、安全帽、安全带、接地线、验电器、绳索、红白小旗、毛竹、防护网、安全警示牌等在安装前都要准备齐全。

   主要施工机具操作要领：

  ⑴ 牵引机、张力机操作：张力机和牵引机上应有张力指示和限制装置，使OPGW在任何时候都能维持特定的张力值平稳地运行，防止对光缆造成任何突然的拉拽或撞击。

        ⑵ 滑轮：位于线路引入和引出点的滑轮直径不应小于800mm或固定多重滑轮组，内槽包覆氯丁橡胶弹性缓冲层。直线杆塔和交叉跨越处的滑轮直径不应小于600mm。 至少两个牵引端的滑轮应和杆塔一同接地。

   (3) 防（退）扭装置：牵引绳通过牵引网套、旋转退扭器与OPGW连接，防止光缆在牵引过程中扭绞，这是贯用的方法，包括ADSS光缆的架设；实际工程中，我们发现OPGW易退扭、松股引起铠装线拱起，破坏缆内光纤的余长，为此我们增加1～2个转矩5Nm防扭鞭，对避免“鸟笼”现象效果明显，而欧洲传统的做法是不建议使用防扭鞭的。

   (4) 紧线耐张预绞丝：一般采用临时性紧线耐张预绞丝来对OPGW进行张力和弧垂调节，其重复使用次数一般可达5次，不建议使用导（地）线卡线器，以免OPGW局部受压过大。

2.2          障碍的清除、交叉跨越协议及防护措施,保证张力机、牵引机的操作场地。

    2.3  OPGW光缆储运：如图示，OPGW光缆盘不得处于平放状态,不得堆放；盘装光缆应按OPGW盘标明的旋转箭头方向短距滚动；缆盘装卸不得遭受冲撞、挤压和任何机械损伤，应用插车装卸。储运温度应控制在-40 ^OC～+60^OC范围内。                           

    2.4  OPGW光缆及金具附件现场验收：建议到货后，对运到工地的OPGW光缆及金具附件进行现场开盘测试，并进行外观检查；与出厂报告对比，验证运输过程中的变化。除合同规定外，一般有如下材料：

    2.5  人员培训

    严格贯彻电力工业技术管理、电力安全与现场检修规程等,对施工操作人员进行有效的培训。交待对光纤的特殊保护，对有关设备应进行试组装（如耐张线夹）和试操作（如光纤熔接），保证人身和设备安全，确保工程质量和施工进度。

    3．光纤复合架空地线（OPGW）布放与紧线

    类似于电力线路的架设，OPGW架设时，原线路必须停电作业，不能在大风、雷雨等恶劣气候下施工。执行“电业安全工作规程”填写工作票，贯彻高压架空线路安全工作的组织措施，遵守电力系统的有关工作规程。在交通要道、通信线、电力线等跨越处，设专人监护。确保光缆最小弯曲半径为缆径的30倍以上，绝不能受挤压和扭曲；最大紧度时放线张力一般不超过15～20%RTS负荷。

3.1   布缆

缆  盘

张力放线机

滑轮φ800

滑轮φ600

滑轮φ800

OPGW

牵引网套/退扭器/防扭鞭

牵引绳

牵引机

 

OPGW安装示意图

A．OPGW光缆布放宜采用张力牵引（见图），将光缆盘放在有转轴的放线架或缆盘车上，先以人力展放无扭牵引钢丝绳，穿在滑轮内，通过网套、退扭器和防扭鞭牵引OPGW。或事先串接好所有接头，以折换的老地线牵引OPGW。我们通过广西桂林项目实践，老地线先换成无扭钢丝绳，牵引更可靠和迅速。OPGW都经过正确的配盘，每盘光缆都必须安装在指定的区间,做好接续预留。且不得随意切割OPGW，端头做好密封防潮处理。

    牵引力一般不超过光缆允许张力的20%，瞬时最大牵引力一般不超过光缆允许张力的40%，牵引机应慢速启动至5米/分，如果情况正常，可逐步平稳地增加到30米/分。

B. 为了保证OPGW光缆不致于在首尾杆塔处受到过度的侧压力，牵引机和张力机分别到末端和始端杆塔的距离为3～4倍的杆塔高度。

    C. 跨越放缆时，按施工方案检查各项准备，包括停电事宜、防护架、监管人员安排、验电及接地保护等。对特殊的需在塔上紧缆的耐张塔、转角塔通过临时拉线加固保护，临时拉线不允许绑扎在横担和塔身的一根主材上。

    D. 采用人力布放OPGW光缆时，缆盘可放在放线区间的中间，便于两头布放；防止打扭以大“8”字形式步放在地面；在高差较大的山区，缆盘最好放在较高一侧。

E. 布放时，OPGW从缆盘放出保持松弛弧形状态，防止在牵引过程中打圈、浪涌、劲钩、表面磨损等现象发生。由专人指挥，保持畅通的联络，发现有不合质量标准之处，迅速处理，禁止未经培训人员上岗和无联络工具的情况下作业。

         3.2  紧缆及弧垂观测

在牵引侧进行紧线，沿线路方向牵引速度要平稳，如受地形限制，须改变方向，则应设置地滑车，并严格按弧垂设计说明书的要求操作。在档距中央，OPGW与导线的距离按（在气温+15℃，无风情况下）S≥0.012L+1进行验算。针对每个耐张段操作时，是以紧线耐张预绞丝、手扳葫芦、临锚绳组合，使滑车内光缆松脱，逐个紧线、划印及挂线。

OPGW弧垂观测：一般采用等长法，绑缚弧垂板来进行，或者采用异长法，配以经纬仪，用角度法来观测。观测点一般选取在悬挂高差较小、接近代表档距的线档。经质量负责人认可后方可划印，以便金具安装。

    4. OPGW配套金具及附件安装

    一个耐张段内OPGW光缆紧缆后，应及时进行附件安装。OPGW采用预绞丝式金具组件，与ADSS光缆用金具基本相同，一般包括：耐张线夹、悬垂线夹、专用接地线、防震锤、护线条、引下线夹、中间接续盒、终端盒、尾纤等。安装方法详见厂家使用说明。

4.1   耐张线夹：一般用于终端塔、大于15°转角塔或高差大的杆塔上,每个塔配两套。

             4.2悬垂线夹：将光缆吊挂在直线塔上，起支撑作用，每个直线塔配一套。

 4.3防震锤:是为了减少风振的影响，保护OPGW的金具，延长OPGW使用寿命，放置在每个塔的耐张和悬垂两侧。

    4.4 引下线夹:主要是将从杆塔上引下或引上的OPGW紧固在杆塔上,不让其晃动,避免光缆外铠磨损，通常每隔1.5～2m配一只夹具。

    4.5 专用接地线:系统接地时为短路电流提供通路，它由铝线绞合而成一定长度，与金具、铁塔的连接应接触良好。

    5． 光纤接续与测试

       一般采用光纤固定熔接法，熔接法的原理是利用高压放电产生电弧，使光纤端面局部熔化而达到接续的目的。OPGW光纤熔接过程与普通光缆的光纤熔接相同。

       5.1    OPGW接续缆端面处理

       A. 从对OPGW保护及方便固定的角度考虑，理顺预留OPGW光缆走径，并检查其长度，截去受牵引损伤的段长，保留满足在地面多次熔接操作及塔上盘固的长度。

        B. 针对不锈钢复合管式OPGW，在距端面1m左右的地方，用1~2道尼龙扎带将光缆扎紧，以防扭动松股，用细齿钢锯和边剪钳切去OPGW光缆铠装层，在切去AA线、AS线时，不能损伤钢管单元，包括切痕和扭结。

        C. 用十字捋直轮将钢管单元捋直，在伸出端面50~100mm处做好标记，用钢管切割刀切割钢管。防止钢管变形及断裂后锐边擦伤光纤。保留PBT内衬管，纵向开剥不锈钢管15～20mm，用无水酒精棉球擦净光纤表面油膏，套上PE过渡软管和热缩管，用热风枪加热将其固定，如图所示。在OPGW横截面铠装层间隙注入环氧树脂阻水胶，并用自粘胶带裹覆。

OPGW

热缩管

PE过渡软管

全色谱光纤

环氧树脂/自粘胶带

 

OPGW端面处理

D. 按常规方法将光纤熔接，缆内不锈钢管、光纤保护软管、热缩管被固定，每个光纤接头完成后一般马上用光时域反射仪（OTDR）进行接头质量的测试，同时做好光纤连接色谱、接点衰耗等记录。

5.2     接头盒处理

OPGW一般选用金属外壳的帽式架空通信光缆接头盒，以期达到良好的耐电磁老化、抗外力损伤及防水等性能。进出OPGW光缆位于接头盒的一端，用双槽引下线夹将OPGW先行扣夹紧固，防止在扭动或盘固光缆时，使接头部分松动或扭伤。 OPGW不宜作小半径盘绕预留，每间隔1.5~2.0m用引下线夹固定在铁塔构件上，接头盒尽可能保证对地6～8m以上安全距离，防止人为破坏。引入光缆在光终端盒内与光跳线作固定连接。

        5.3  OPGW光缆线路测试

利用光时域反射仪（OTDR）对OPGW线路进行全程的光纤测试，包括线路长度、光纤衰耗特性、接续衰耗等，提供测试报告，为系统开通验收做准备。

       6  文件归档处理

现场原始记录应该一式多份，工程施工单位、维护部门各持一份。各变电所也应有相应的记录，当系统改造或紧急情况下，可用于参考解决问题。

7        结论

在本文中，我们试图从OPGW施工准备、布放与紧线、OPGW配套金具安装、光纤接续 与测试、文件归档处理等几方面概括介绍了OPGW安装过程，旨在抛砖引玉，我们深刻体会只有严把OPGW施工质量关，才能充分体现OPGW光通信的先进性，保证电力通信系统安全、高效地运行。

   参考文献：

1、  徐乃英  输电线路上的通信光缆  电力光纤通讯技术学术论文  P.3～24

2、  (日)寺田茂  佐藤强志  大森信夫  日立公司复合光纤架空地线的优良特性

   日立电线观察  1987年第6期

3、  郭良藩  光纤复合架空地线(OPGW)的架设和安装  电力建设  1989年10月  P.44～47

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