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0.引言
光纤复合架空地线(OPGW----Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)兼具地线与通信光缆双重功能,被安装在电力架空线杆塔顶部,与ADSS光缆相比,无需考虑最佳挂噗、电磁腐蚀、人为破坏等不利因素,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。
笔者根据国内外相关标准规范和自己的施工经验,现就OPGW安装技术问题与大家交流。
1.OPGW安装的前期准备
OPGW安装技术的依据是IEEE 1138-1994、IEEE 524-1992等电力部门架空线安装安全管理规程和操作技术,防止OPGW在架设中被拉伤、擦伤、扭伤、压伤、折伤,不同结构形式的OPGW,其机械、物理特性会稍有差异,在安装方法上某些要求可能会有所区别,其中不锈钢管式OPGW结构紧凑,原则上与传统的架空电力线施工安装方式基本一致。
因此施工单位首先要熟悉该工程OPGW结构和光缆路径具体情况,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施工方案”,并听取供应厂商的相关技术要求,一切做到心中有数。
1.1 OPGW架设主要施工机械
OPGW架设原则采用张力放线法,使OPGW均衡受力,始终保持一定的张力而处于悬空状态,避免光缆着地使外铠装层表面受损,是时可减少青苗赔偿,减轻体力劳动强度,提高施工进度。
1.2故障清除与场地准备
OPGW架空敷设前,对整条线路进行勘察,清除障碍物,与相关部门签署交叉跨越协议,搭建防护架,准备张力机,牵引机的操作场地及必要的安全措施。
1.3 OPGW光缆储运
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。
1.4OPGW光缆及金具附件现场验收
OPGW光缆及金具附件运抵现场后,应立即进行现场外观检查及开盘测试,对比产品出厂报告,验证运输过程中的变化。除合同规定外,一般OPGW工程材料包括光纤复合架空地线(OPGW)、导引光缆、耐张线夹、悬垂线夹、防震锤、防震锤护线条、引下线夹、中间接续盒、终端盒、尾纤、牵引退扭器、牵引网套、钢管切割刀。
1.5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。
2.光纤复合架空地线
类似于电力线路的架设,OPGW架设时,原输电线路必须停电作业,禁止在大风、雷雨、严寒酷暑等恶劣气候下施工。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。确保光缆弯曲半径大于缆径的30倍以上,防止受到过大的挤压和扭曲;最大紧度时放线张力一般不超过OPGW15-20%UTS(拉断力)负荷。
2.1布缆
OPGW光缆采用张力牵引放线,将光缆盘放在有转轴的放线架或缆盘车上,通过张力放线机后,先以人力展放无扭牵引钢丝绳,通过退扭器、防扭鞭和牵引网套连接OPGW,然后穿在耐张段内每基塔的滑轮内,到达牵引机。老线路通信改造项目,如果以拆换的老地线牵引OPGW,要事先串接好所有地线接头;中天日立公司通过广西桂林等项目实践,老地线先全部替换成无扭钢丝绳,牵引更可靠和迅速。
整个布放过程必须始终保持通信的畅通,张力机、牵引机必须服从统一的调度指挥,确保OPGW均衡受力。OPGW都经过正确的设计配盘,一般每盘OPGW光缆的段长为3公里左右,接续点通常落装在耐张塔或转角塔上,每盘光缆都必须安装在指定的区间,并做好接续预留,且不得随意切割OPGW,端头在接续前一直保护密封防水,防潮处理。
牵引张力一般控制在300-500kgf,牵引机应慢速启动至5米/分,如果情况正常,可逐步平衡地增加到30米/分,每天要保证每个架上线路的盘长施工完毕,预防牵引中的光缆过夜时滑落或人为破坏非得过夜或长时间放置时,必须用尼龙绳将OPGW固定的滑轮上,防止OPGW滑动和与滑轮接触点光纤疲劳损伤。
为防止OPGW光缆不致于在首尾杜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,引线方向与铁塔垂线的夹角大于600,不能满足时必须采用滑轮组。
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。
个别采用人力布放OPGW光缆时,便于两头布放,缆盘可放在放线区间的中间,先放一头;防止打扭,另一头以大“8”字形式步放在地面,再布放;在高差较大的山区,缆盘最好放在较高一侧。
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情况下作业。
2.2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衡,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与导线的距离按设计要求进行验算。针对每个耐张段操作时,是以紧线耐张预绞丝、手板葫芦、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。
3.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(或螺旋减振器)、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。
耐张线夹:一般用于终端塔、大于15度转角塔或高差大的杆塔上,每个塔配两套。
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。
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、悬垂金具两侧,配置数量 和挂点位置根据线路情况而定;PVC螺旋减振器在欧美广泛使用,国内已有试验段,防振效果不错。
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。
专用接地线:在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,通常与耐张、悬垂金具配套。
4.光纤接续与测试
普遍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。
4.1 OPGW接续缆端面处理
从对OPGW保护及方便固定的角度考虑,理顺预留OPGW路径,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。
针对不锈钢管或复合不锈钢管式OPGW,在距端面1m左右的地方,用1-2首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、ASS线时,不能损伤钢管单元,包括切痕和扭结。用十字捋直轮将钢和捋直,在离端面50-100mm处做好标记,用钢管切割刀切割钢管,慎防钢管变形及断裂后锐边擦伤光纤;内含PBT内衬管结构,在开口处纵向开剥不锈钢管,保留内衬管口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,并在OPGW横截面铠装层间隙注入环氧树脂阻水胶,用自粘胶带裹覆。
待熔接的光纤准备好后,一般马上用光时域反射仪(OTDR)对前后两段光缆进行测试,判别安装过程对光纤的影响;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,同时做好光纤连接色谱、光纤长度、衰耗等记录。
4.2接头盒处理
光纤复合架空地线(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。通常进出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,光纤复合架空地线最下端尽可能保证对地6m以上安全距离,防止人为破坏,将接头盒固定在铁塔的内侧,通过铁塔作电场屏蔽保护引入光缆在室内光终端盒里与光纤跳 线作固定连接。
4.3 OPGW线路光传送性能测试
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。
5.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、供应厂商各持一份,各变电所有相应的记录,当系统改造或紧急情况下,可用于参考解决问题。■
光纤复合架空地线(OPGW----Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire)兼具地线与通信光缆双重功能,被安装在电力架空线杆塔顶部,与ADSS光缆相比,无需考虑最佳挂噗、电磁腐蚀、人为破坏等不利因素,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。
笔者根据国内外相关标准规范和自己的施工经验,现就OPGW安装技术问题与大家交流。
1.OPGW安装的前期准备
OPGW安装技术的依据是IEEE 1138-1994、IEEE 524-1992等电力部门架空线安装安全管理规程和操作技术,防止OPGW在架设中被拉伤、擦伤、扭伤、压伤、折伤,不同结构形式的OPGW,其机械、物理特性会稍有差异,在安装方法上某些要求可能会有所区别,其中不锈钢管式OPGW结构紧凑,原则上与传统的架空电力线施工安装方式基本一致。
因此施工单位首先要熟悉该工程OPGW结构和光缆路径具体情况,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施工方案”,并听取供应厂商的相关技术要求,一切做到心中有数。
1.1 OPGW架设主要施工机械
OPGW架设原则采用张力放线法,使OPGW均衡受力,始终保持一定的张力而处于悬空状态,避免光缆着地使外铠装层表面受损,是时可减少青苗赔偿,减轻体力劳动强度,提高施工进度。
1.2故障清除与场地准备
OPGW架空敷设前,对整条线路进行勘察,清除障碍物,与相关部门签署交叉跨越协议,搭建防护架,准备张力机,牵引机的操作场地及必要的安全措施。
1.3 OPGW光缆储运
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。
1.4OPGW光缆及金具附件现场验收
OPGW光缆及金具附件运抵现场后,应立即进行现场外观检查及开盘测试,对比产品出厂报告,验证运输过程中的变化。除合同规定外,一般OPGW工程材料包括光纤复合架空地线(OPGW)、导引光缆、耐张线夹、悬垂线夹、防震锤、防震锤护线条、引下线夹、中间接续盒、终端盒、尾纤、牵引退扭器、牵引网套、钢管切割刀。
1.5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。
2.光纤复合架空地线
类似于电力线路的架设,OPGW架设时,原输电线路必须停电作业,禁止在大风、雷雨、严寒酷暑等恶劣气候下施工。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。确保光缆弯曲半径大于缆径的30倍以上,防止受到过大的挤压和扭曲;最大紧度时放线张力一般不超过OPGW15-20%UTS(拉断力)负荷。
2.1布缆
OPGW光缆采用张力牵引放线,将光缆盘放在有转轴的放线架或缆盘车上,通过张力放线机后,先以人力展放无扭牵引钢丝绳,通过退扭器、防扭鞭和牵引网套连接OPGW,然后穿在耐张段内每基塔的滑轮内,到达牵引机。老线路通信改造项目,如果以拆换的老地线牵引OPGW,要事先串接好所有地线接头;中天日立公司通过广西桂林等项目实践,老地线先全部替换成无扭钢丝绳,牵引更可靠和迅速。
整个布放过程必须始终保持通信的畅通,张力机、牵引机必须服从统一的调度指挥,确保OPGW均衡受力。OPGW都经过正确的设计配盘,一般每盘OPGW光缆的段长为3公里左右,接续点通常落装在耐张塔或转角塔上,每盘光缆都必须安装在指定的区间,并做好接续预留,且不得随意切割OPGW,端头在接续前一直保护密封防水,防潮处理。
牵引张力一般控制在300-500kgf,牵引机应慢速启动至5米/分,如果情况正常,可逐步平衡地增加到30米/分,每天要保证每个架上线路的盘长施工完毕,预防牵引中的光缆过夜时滑落或人为破坏非得过夜或长时间放置时,必须用尼龙绳将OPGW固定的滑轮上,防止OPGW滑动和与滑轮接触点光纤疲劳损伤。
为防止OPGW光缆不致于在首尾杜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,引线方向与铁塔垂线的夹角大于600,不能满足时必须采用滑轮组。
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。
个别采用人力布放OPGW光缆时,便于两头布放,缆盘可放在放线区间的中间,先放一头;防止打扭,另一头以大“8”字形式步放在地面,再布放;在高差较大的山区,缆盘最好放在较高一侧。
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情况下作业。
2.2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衡,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与导线的距离按设计要求进行验算。针对每个耐张段操作时,是以紧线耐张预绞丝、手板葫芦、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。
3.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(或螺旋减振器)、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。
耐张线夹:一般用于终端塔、大于15度转角塔或高差大的杆塔上,每个塔配两套。
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。
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、悬垂金具两侧,配置数量 和挂点位置根据线路情况而定;PVC螺旋减振器在欧美广泛使用,国内已有试验段,防振效果不错。
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。
专用接地线:在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,通常与耐张、悬垂金具配套。
4.光纤接续与测试
普遍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。
4.1 OPGW接续缆端面处理
从对OPGW保护及方便固定的角度考虑,理顺预留OPGW路径,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。
针对不锈钢管或复合不锈钢管式OPGW,在距端面1m左右的地方,用1-2首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、ASS线时,不能损伤钢管单元,包括切痕和扭结。用十字捋直轮将钢和捋直,在离端面50-100mm处做好标记,用钢管切割刀切割钢管,慎防钢管变形及断裂后锐边擦伤光纤;内含PBT内衬管结构,在开口处纵向开剥不锈钢管,保留内衬管口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,并在OPGW横截面铠装层间隙注入环氧树脂阻水胶,用自粘胶带裹覆。
待熔接的光纤准备好后,一般马上用光时域反射仪(OTDR)对前后两段光缆进行测试,判别安装过程对光纤的影响;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,同时做好光纤连接色谱、光纤长度、衰耗等记录。
4.2接头盒处理
光纤复合架空地线(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。通常进出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,光纤复合架空地线最下端尽可能保证对地6m以上安全距离,防止人为破坏,将接头盒固定在铁塔的内侧,通过铁塔作电场屏蔽保护引入光缆在室内光终端盒里与光纤跳 线作固定连接。
4.3 OPGW线路光传送性能测试
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。
5.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、供应厂商各持一份,各变电所有相应的记录,当系统改造或紧急情况下,可用于参考解决问题。■