OPGW光纜的特點
1. OPGW光纜的特點
光纜鎧裝層有很好的機械強度特性，因此，光纖能得到最好的保護不受磨損、不受拉伸的應力、不受側(cè)向壓力，在根本上保證了光纖不受外力損害。 光纜鎧裝層有很好的抗雷擊放電性能和短路電流過載能力，因此，在雷電和短路電流過載的情況下，光纖仍可正常運行。 OPGW光纜，可直接作為架空地線安裝在任意跨距的電力桿塔的地線掛點上。
特殊設計的OPGW光纜可直接替換原有高壓線路的架空地線，不用更換原有塔頭；與高壓線路同步建設光纜通信系統(tǒng)，可節(jié)省光纜施工費用，降低通信工程造價；纜徑小，重量輕，不會給鐵塔帶來大的額外荷載；運行溫度-40～+70℃。
2. 選擇使用OPGW光纜應注意的問題
2.1合理選擇光纖外護套。光纖外護套有3種管材：塑料管有機合成材料、鋁管、鋼管。塑料管造價低。為滿足塑料管護套對紫外線的防護要求，最少要使用兩層鎧裝。塑料管OPGW承受短路電流引起的短時溫升能力＜180℃；鋁管造價較低。由于鋁材阻抗小，因此能加大OPGW鎧裝層承受短路電流的能力。鋁管OPGW承受短路電流引起短時溫升能力＜300℃；不銹鋼管造價高。但是由于鋼管的管壁薄，在相同截面條件下裝入不銹鋼管的光纖芯數(shù)比塑料管和鋁管都要多，因此在多芯條件下單位光芯造價并不高。鋼管OPGW承受短時溫升的能力可達450℃。用戶可根據(jù)工程具體情況，合理選擇光纖外護套。
2.2當用OPGW光纜更換老線路地線時，必須選擇與原有架空地線的機械特性和電氣特性相當?shù)腛PGW。即OPGW的外徑、單位長度重量、極限拉力、彈性模量、線膨脹系數(shù)、短路電流等參數(shù)與現(xiàn)有地線參數(shù)相接近，這樣既可以不改變現(xiàn)有的塔頭，減少改造工程量，又可以保證OPGW與現(xiàn)有相導線的安全距離，確保電力系統(tǒng)安全運行。
2.3安裝施工OPGW光纜與安裝ADSS光纜差不多，使用的金具也幾乎一樣，只是掛點不一樣，OPGW光纜要安裝在架空地線的位置上。光纜線路的中間接頭位置必須通過配盤落在耐張鐵塔上。
在以上幾種光纜的選擇應用中，還需要共同注意的一點是：選擇松套結(jié)構(gòu)光纜，不要選用緊套結(jié)構(gòu)光纜。因為光纖在松套管內(nèi)可以留有一定的余長，控制范圍在0.0%～1.0%之間典型數(shù)值為0.5%～0.7%。當光纜在施工時，或在重力和風力的作用下而發(fā)生拉伸時，只要光纜的拉伸長度在余長范圍內(nèi)，光纖則具有應變能力而不承受張力，從而保證光纖的傳輸質(zhì)量不受外力影響。
3. OPGW施工方法
雖然OPGW與地線在施工方法及施工要求方面無大的區(qū)別，但OPGW還同時承載整段長度的光纖，所以在壓折、彎曲和安裝上都有特殊的要求。目前國內(nèi)外施工方法使用較多的是張力放線法。
新建線路：利用導線、地線安裝時的準備裝置，如張力牽引機具、跨越架、牽引繩、導引滑輪等，達到資源利用最大化的效能。傳統(tǒng)的安裝方法是通過張力機及牽引機的主牽引與助牽引的作用力。在控制系統(tǒng)的監(jiān)控及導動下OPGW平穩(wěn)放線，以10～20 m/s的速度較穩(wěn)定的架設到各基桿塔上。安裝技術(shù)人員先進行耐張段的緊線，在觀察檔看尺度。驗證了弧垂張力表的數(shù)據(jù)后開始安裝耐張線夾，然后安裝懸垂線夾。接續(xù)測試后，OPGW的安裝工作至此告一段落。值得注意的是在緊線時，尤其是高差角較大的情況，為保護光纜上揚時不與滑車碰撞，需要打拉線緊固等。
4. OPGW光纜接續(xù)
光纜接續(xù)是OPGW光纜施工中一道重要工序，其質(zhì)量好壞將直接影響線路傳輸質(zhì)量，在已發(fā)生的OPGW故障中，接頭部位的故障發(fā)生率很高。故障的發(fā)生不僅取決于光纜連接護套的方式、質(zhì)量，也包括內(nèi)部光纖接頭增強保護方式、材料的質(zhì)量，同時也與光纜接續(xù)工藝、接續(xù)人的責任心有關(guān)。OPGW光纜的接續(xù)方法基本同于普通光纜的接續(xù)，但也有不同之處，并且要求更加嚴格。接續(xù)材料的質(zhì)量要求：OPGW光纜因其與高電壓等級線路同桿架設，因光纜本身采用了耐電腐蝕材料，所以其接續(xù)護套也必須是經(jīng)過鑒定的產(chǎn)品，除了應具備良好的防水防潮性及一定的機械性能外，同時也需具備一定的抗電腐蝕能力。接頭盒的壽命應該要大于OPGW的使用壽命。
安裝要求：為防止人為破壞，光纜接頭盒必須安裝在離地面6 m以上的位置，同時由于OPGW光纜的特殊性，需預留較多的余纜，余纜及接頭盒盡量選擇在易于盤放的地方如鐵塔的橫格面。接頭盒應具有在桿塔上不打孔安裝和緊固的功能，固定必須美觀牢靠。
接續(xù)損耗要求：光纖接頭的連接損耗，應低于內(nèi)控指標，且盡量做到邊接續(xù)邊測試，以確保每條光纖通道連接損耗達到設計要求。為有效控制光纜接頭的接續(xù)質(zhì)量，熔接機提示的接續(xù)衰耗只能作為參考值，應采用光時域反射儀OTDR從兩個方向監(jiān)測，接頭衰耗取其平均值。
5. OPGW的選用原則一般從以下幾個方面加以考慮和驗算:
5.1需要滿足氣象條件的要求、本身抗拉強度的要求以及鐵塔允許設計荷載的要求。
5.2在OPGW的設計中要考慮的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是：光纖類型、光纖芯數(shù)、光纜直徑、光纜截面積、光纜單位質(zhì)量、極限張力強度、短路電流、直流電阻、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、年平均運行應力、最小彎曲直徑、最大盤長等。
5.3在環(huán)境溫度為+15℃、無冰、無風情況下，且與另一根地線的弧垂保持一致的條件下，可選擇OPGW光纜。
5.4 OPGW允許短路電流的確定。先確定短路電流等效時間，一般220kV線路在短路電流很大時，故障電流等效時間可按0.3s考慮。根據(jù)系統(tǒng)提供的短路電流，計算線路入地總短路電流，通過OPGW與另一根地線的短路電流分配計算，在變電站出口處驗算OPGW和另一根地線的短路熱穩(wěn)定值。當線路上發(fā)生單項短路時，架空地線上出現(xiàn)短暫的大電流，電流產(chǎn)生的熱量使光纜和分流線的溫度升高。因為電流持續(xù)時間很短，熱量不會散發(fā)到周圍環(huán)境中，致使電線溫度升高。當電線溫度超過其允許溫度時，將會嚴重影響安全運行。所以滿足熱穩(wěn)定要求是確定OPGW和分流線的重要條件。對于OPGW而言，一般采用廠家提供的允許短路電流及允許溫度，我們僅對它進行校對，OPGW可以按照線路各處的短路電流情況分段選型。
5.5 OPGW要有良好的耐雷水平，雷擊OPGW時，通信質(zhì)量不應受影響，金屬部分不應發(fā)生斷股。
6. 與OPGW匹配的另一根地線的選擇
為了滿足短路電流的要求，單純地加大OPGW截面，不僅不經(jīng)濟，而且還與另外一根地線極不協(xié)調(diào)和匹配。解決的辦法是另一根地線采用導電性能較好的良導體地線，由于其電阻和自阻抗較低，有更多的電流分配到該地線中，使通過OPGW的電流減少，起到了良好的分流作用。雖然分流線的電阻可以降得很低，但是其感抗下降的很慢，因此分流線的作用有一定的局限。分流線和OPGW一樣，可以按照線路各處的短路電流情況分段選型。需要特別注意的是，在分流線改變型號的地方因分流線變細，更多的電流分配給了OPGW，故OPGW的電流會突然升高很多，因此分流線的選型要進行反復計算。
7. 幾個關(guān)鍵問題
7.1 分盤和預留長度
由于光纖信號每經(jīng)過一個接頭，產(chǎn)生一定的衰耗，在實際工程設計中，OPGW一般采用定長生產(chǎn)，中間不能接續(xù)，接頭必須借助專門的接續(xù)盒。因此OPGW的分段應結(jié)合本體線路的路徑條件、施工場地、塔型及制造運輸條件等因素綜合考慮。
設計時，應在OPGW施工明細表中注明光纜配盤數(shù)量、型號和長度。每盤光纜的長度需考慮光纜弧垂的影響，以及接續(xù)盒、進站預留長度。一般凡有接續(xù)盒的桿位考慮增長60m，而進入變電站內(nèi)則考慮預留長度為150m。
OPGW在維修過程中，重新接頭和局部移動時需要伸長光纜，所以在接頭處、復雜地段和重要跨越處，都應在OPGW設計長度中做適當?shù)念A留長度。
7.2 力學計算
按照實際工程的氣象條件，OPGW光纜必須滿足電氣和機械使用條件的要求：①OPGW的設計安全系數(shù)大于導線的安全系數(shù)；②檔距中央導線和OPGW的距離在15℃氣溫、無風條件下，滿足規(guī)程中S≥0.012L+1的要求；③適當考慮在上述條件下和另一根地線的弧垂盡量保持同一水平。基于以上要求，進行OPGW光纜特性曲線和安裝曲線的計算［2，3］。
7.3 初伸長處理
OPGW光纜承受拉力后會產(chǎn)生塑性伸長，從而引起檔內(nèi)弧垂加大，使OPGW光纜對導線的安全距離縮小，所以在施工過程中必須考慮補償。
OPGW光纜的塑性伸長對弧垂的影響可參照《110～500kV架空送電線路設計技術(shù)規(guī)程》第7.0.6條提供的數(shù)據(jù)，并按照廠家的要求進行降溫補償處理。
7.4 防振
微風振動是一種經(jīng)常發(fā)生在架空導線、地線和架空光纜的渦流回流現(xiàn)象。微風振動的機械原理是穩(wěn)定分層的風通過圓柱形物體(如光纜)時發(fā)生的。當風吹圓柱形物體時，在它的后面分層交錯的渦流行成一定的壓力差，這樣就使圓柱形物體在與風吹動方向相垂直的方向產(chǎn)生移動的趨勢。如果渦流的頻率與光纜的自然頻率一致時，導線將發(fā)生微風振動。這種微風振動對光纜是有疲勞危害的。
常用的OPGW防振器有防振錘、防振鞭、阻尼線防振球和防振環(huán)。從現(xiàn)有資料來看，國內(nèi)外用于光纜的防振器主要是防振錘和防振鞭。防振錘是一種調(diào)頻率減振器，對于大直徑線纜，具有非常有效的防振效果，其原理是動態(tài)吸收能量。防振鞭是目前常用的一種沖擊型減振器，防振鞭對小直徑的線纜線路的高頻率振動的減振非常有效。防振鞭通過與線纜的撞擊來消散振動能量進而到達減弱線路微風振動的效果。目前在OPGW光纜上，使用防振錘和防振鞭的均有。
7.5 金具及附件
OPGW的主要配套金具包括懸垂線夾、耐張線夾、專用接地線、防振錘、引下線夾、抱箍、接續(xù)盒、熱塑套管等，一般由光纜廠家或供貨商提供。為了保證OPGW光纜在桿塔上的可靠掛線，一般根據(jù)桿塔掛線孔的實際情況，設計與其對應的金具組裝串。
7.6 接地
OPGW的接地屬于很小但非常重要的一部分，很多設計人員往往容易遺漏這個問題。OPGW通過專用接地線在每基桿塔上做可靠接地。金具串通過并溝線夾與專用接地線連接，接地線的另一端用螺栓固定在桿塔地線架預留的孔上。一般懸垂金具串配置1根接地線，耐張直通式和需斷開接續(xù)的配置2根接地線。
