不銹鋼管型OPGW光纜的性能特點

OPGW光纜的結構型式沒有特別要求，只需能滿足實際使用條件，具有穩定性與可靠性的產品都可以被接受。若需要選擇為大多數用戶所傾向的產品結構，應該是不銹鋼管型松套結構，OPGW光纜的發展方向。據了解，在近幾年已架設的OPGW中超過50%是不銹鋼管型，不銹鋼管型OPGW已成為主流產品。它具有以下幾點性能特點：

OPGW光纜產品結構
（1） 不銹鋼管型OPGW光纜結構，無論光纖單元或整根光纜均比中心鋁管結構具有更 高的（約為2.5倍）抗側壓和抗沖擊能力。
（2） 不銹鋼管內填充特殊性能的光纖油膏，能夠防止潮氣或水分滲入及氫損老化，并調 節光纖余長使光纜具有良好的溫度特性。
（3） 采用纜芯間隙填充防腐纜膏技術使OPGW具有優良的抗電化腐蝕性能。
（4） 優異的野外環境（覆冰、積雪、大風）適應性。

OPGW光纜設計
3.1 OPGW產品的設計必須遵循以下設計理念
1） 保證產品質量的前提下采用最優化的產品結構；
2） 適合工業化生產、便于質量控制；
3） 高可靠性的產品使用壽命和產品性能。

3.2 OPGW結構設計
OPGW產品都是根據用戶的具體要求進行針對性設計，這些具體要求基本包括OPGW 機械、電氣和光纖方面的要求。設計人員可利用專用設計軟件進行纜的結構設計。下面給出 了 OPGW設計的基本流程。
在OPGW結構設計中材料的選擇是主要內容之一。OPGW的導體材料主要有:
a） 鋁包鋼線，它在 GB/T 17937-1999、ASTM B416-98 和 IEC 61232： 1993 對 OPGW 所用鋁包鋼線作出了明確規定，比較而言ASTM標準要求要高一些。根據實際的設計要求， 可以選擇不同導電率的鋁包鋼線。
b） 鋁合金線，它在 GB/T 81344997、ASTM B398-99 和 EC 60104： 1987 對 OPGW 所 用鋁包鋼線作出了明確規定，比較而言ASTM標準要求要高一些。

其次是光單元的結構性能要求。不銹鋼管光單元是由薄壁不銹鋼帶通過激光焊接成型 并通過冷拉拔而成，因此必須保證足夠的焊接強度和合理的光纖余長。光纖容納在不銹鋼帶 焊接而成的保護管內，不但可以防止潮氣和水分的侵入，還可以防止與金屬單線在絞合成纜 時的側向壓力對光纖帶來的損傷。OPGW外層絞線的感應電流，特別是輸電線路發生事故 時產生的故障電流會使光單元承受較高的溫度。通過OPGW結構的合理化設計，不銹鋼管 型OPGW中的光單元能承受由短路電流弓|起的溫升。

依據以上設計流程可以看出，OPGW結構設計的關鍵點是通過選擇AA線和AC線的 規格和它們的匹配比例來計算OPGW的關鍵技術指標，如纜徑、纜重、抗拉強度、彈性模 量、短路電流容量等等。應用專門的設計軟件可以準確、快捷得出討傅結果，同時設計軟件 可以進行OPGW應用性能的計算，如短路故障時纜的溫升計算、在各種工況條件下各種弛 度和張力的計算以及不同應力條件下纜的應變討算，全面了解OPGW結構設計的可行性和 合理性。

3.3 OPGW工藝設計
3.3.1 絞合節距
OPGW各層絞線的絞合節距應確保OPGW的拉伸性能符合相關標準規定。層絞式結構 單線內層的節徑比應在10到16的范圍內，最外層的節徑比應在10到14的范圍內；中心束 管式結構外層節徑比在10到14的范圍內。

3.3.2光纖余長
光纖余長需通過光纜的尺寸、不銹鋼管的尺寸、光纖芯數與絞合節距來綜合考慮。在 實際工藝設計中，絞合節距與光纖余長設計關系比較密切。對于層絞式結構，含光單元的內 層節距的設計會直接影響到光纖余長。在絞合過程中合理的絞合節距使光纖獲得二次絞合余 長，能夠改善纜的最終光纖余長。

光單元的放線張力也能夠影響光纖余長。對于中心管式結構，不銹鋼管光單元處于纜 的中心。在放線張力作用下，光單元會被拉伸，拉伸量一般控制在1鬆以內，以至這樣的拉 伸不會對光纖余長產生影響。對于層絞式結構，不銹鋼骨光單元同樣會受放線張力而影響光 纖余長。不同外徑規格的光單元管受張力的影響程度不一樣，一般外徑小的光單元管容易被 拉伸而吃掉部分光單元原有光纖余長。

這里針對層絞式結構的OPGW引入一個光纖凈余長的概念，就是取一段OPGW測量其 所含光纖的長度，在考慮光單元絞入率的情況下考察OPGW絞合后的光纖余長狀況。光纖 凈余長的公式如下：

光纖長度-光纜長度X絞入率 光纜長度x絞入率

X100% =光纖凈余長
根據光單元外徑和光纖芯數的大小，_般將光纖凈余長控制在2~6%e范圍內可以獲得很 好的拉伸性能和高、低溫性能。

3.3.3絞合方向
絞線相鄰層的絞向應相反，最外層的絞向為右向。

3.3.4線間隙計算
OPGW在安裝過程中，每根絞線的接觸面受到滑輪的摩擦和緊壓，以及OPGW受安裝 張力所產生的預伸長，都會使纜節距增大。因此必須考慮絞線之間留一定量的線間隙。線間 隙的大小和絞線單絲的外徑和根數有關，計算方法如下：

GAP=dxPD-dx[l+ (S x PD/P) 2]1/2xn
其中：GAP--線間隙(mm)
PD--層心徑(mm)
P--絞合節距(mm)
n——絞線單絲根數

一般將線間隙的大小控制在0.8~2.0mm的范圍，OPGW絞合外觀和拉伸性能就比較理 想。

3.3.5絞線放線張力

絞合設備的每個絞線單元都由直流電機驅動控制放線張力，保持放線張力的一致。由 于不同層的材料不同，放線張力引起的應變也不同，因此要根據絞線材料的不同合理設計放 線張力大小，以減小層間加工應力、減少層間收縮。

3.3.6絞線預成型
絞線預成型一般采取導輪式對絞線做預成型處理，這樣能夠使絞線絞合得服帖。切斷 并敲打纜的斷頭，絞線不會出現散股現象。

根據生產設備和材料的情況，增加下壓導輪的壓下量或減小壓下量能夠增大或減小絞 線的成型深度，同時在保持下壓導輪壓下量不變的情況下，增加放線張力或減小放線張力也 能夠改變絞線的成型深度。

絞線的成型深度要使用檢測儀器測量深度值，并且計算絞線的成型率。計算方法如下： 絞線成豐獸值xlQO% =成型率

纜外徑

必須將絞線的成型率控制在工藝設計要求的范圍內。

3.3.7防腐纜膏
不銹鋼管型OPGW用幾種不同材料進行絞合，不銹鋼管和鋁相接觸，其間有水或其他 電解質時，兩種金屬之間就會產生電流，形成原電池。鋁的電極電位有-1.33,不銹鋼的電 極電位有-0.44,處于低電位的鋁不斷地以離子狀態經電解質向處于高電位的不銹鋼管聚積, 使處于低電位的鋁逐漸損失破壞，形成電化學腐蝕。為了減少發生電化學腐蝕的危險性，其 絞線內層有必要涂覆防腐油膏給予保護。

3.3.8防銹油
OPGW生產出來到用戶安裝架設必定有一段時間，期間包括運輸、存儲等環節，特別 是存儲時間有可能較長。經過一段時間的日曬雨淋，OPGW的鋁表面可能會產生變色等銹 蝕現象，為了防止這種現象可以在OPGW表面采最涂抹防銹油的處理辦法。

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