OPPC实际就是在相线的基础上增加了一根或多根不锈钢管光纤单元,采用这种结构主要是为保持线路的均衡性以及与相邻相线的匹配。目前相线基本采用钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线或铝包钢芯铝合金绞线,所以OPPC设计中除了需要考虑光纤特性外,其他的设计要求和设计参数与相邻的相线完全一致,需要考虑线路电压、导电电流、直流电阻、荷载、温升、线膨胀系数、导体截面积等参数。在施工及安装时,还需要考虑相序的调整,以便合理设置接头盒平台位置及施工的方便性。
根据具体的线路要求,OPPC可以设计成中心不锈钢管式结构和层绞不锈钢管式结构,如图5.4.1所示。
与OPGW不一样的是,相线一般较粗,所以在导线上增加了一个或多个不锈钢管光单元,对导线整体重量、传导电流、直流电阻等的影响非常小,外径虽略有增加,但在光纤芯数不大的情况下,外径增加的量也是很小的。关于OPPC结构设计不具体介绍,只是因为有光纤在其中,所以需要考虑如下几点。
图5.4.1 OPPC结构
(1)OPPC不间断传输电能,正常工作电流产生的持续高温(根据地区冬、夏季节不同,温升在50℃~80℃之间)或短路发生时瞬时高温(100℃~150℃)对光纤性能和光纤寿命会产生影响,其中包括油膏的稳定性、光纤的老化性能以及光纤与油膏之间的相容性。如果不是经常性地发生短路事故,目前常规的光纤和油膏基本能够满足温度要求,但如果频繁发生,对光纤性能的检验要求就高了很多,油膏应考虑采用耐高温型的。
长期高温对OPPC中光纤的影响主要体现在光纤涂层可能出现被油膏溶涨、脱落、变色,以及出现油膏自身的分解、滴流等现象。因此,为安全起见和长期寿命考虑,应选择耐高温的光纤,性能稳定和与光纤相容性好的油膏,且可在80℃下长期工作。
(2)光单元中的光纤应有一定的余长,以保证OPPC在施工、使用中光纤不受力拉伸。(www.xing528.com)
(3)OPPC的电性能参数,如直流电阻和/或阻抗应与相邻导线尽可能相同,最大限度避免远程电压变化过大,导致三相电压的不平衡。
(4)OPPC的物理、机械性能与相邻导线的参数应尽可能地相近。
(5)由于导线直径一般较大,光缆盘长受限,线路接头数量会远多于OPGW和ADSS光缆,需考虑系统衰减的富余量。
(6)导线接头只需保证电的有效传导,而OPPC还需考虑光纤的熔接。不管是从现场光纤的熔接还是从使用寿命以及质量事故处理等考虑,在光缆接头部位必须留有足够长度的光纤(非光缆),一般是盘留在接头盒中加以保护。
(7)光缆中有光单元,施工时不可使用传统压接方式进行对接,线路必须设计成预绞丝金具。
OPPC主要材料与导线一致,光单元为光纤充油不锈钢管(SST)或其他结构。导电材料可为铝线或铝合金线,抗拉元件为镀锌钢丝,也可为铝包钢丝。但目前在实践中,人们常常设计成铝合金丝和铝包钢丝组合。铝成分主要承载输电作用,钢成分提供了机械强度。材料的选择主要是基于成本的考虑,铝合金丝与铝包钢丝的性能自然比传统导线性能要优。
根据国标规定,OPPC外层单丝的绞合方向为右向。
与导线一样,OPPC本身并不分电压等级,从低压、中压到高压甚至特高压原则上都可以是同一系列。目前市场上的OPPC以圆单线为主,SST替代其中的一根增强材料,如镀锌钢丝或铝包钢丝。导线单丝较多,往往分几次成缆,SST一般在内层随钢芯线一起绞合,所以其工艺与OPGW相差不大。如果需要,也可以替代铝丝所在的位置。如果线路跨距不大,也可以将SST设计在中心位置。
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