ADSS光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題的探討

 

　　引言

　　全介質(zhì)自承式ADSS光纜以其自重輕、抗干擾、防雷擊等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于我國(guó)的電力通信，為我國(guó)的電力通信承載著半壁江山。由于我國(guó)地大物博，大江南北，崇山峻嶺，地形地貌，十分復(fù)雜，特別是在部分高山地區(qū)，亂石磷列，施工環(huán)境極差。同時(shí)由于ADSS光纜的結(jié)構(gòu)和使用特性，它的施工方法和要求明顯不同于普通光纜。如果按常規(guī)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工，很容易造成意外故障，目前在行業(yè)內(nèi)普遍存在著由于施工不當(dāng)或設(shè)計(jì)缺陷，造成光纜施工后的意外故障，有可能造成斷纖或高衰耗點(diǎn)，廠家與工程隊(duì)意見(jiàn)不一，責(zé)任不清，類(lèi)似于這些情況，都是廠家包攬責(zé)任、背黑鍋。因此，共同加強(qiáng)這方面的研究，避免在工程施工中出現(xiàn)故障，十分重要。以下是我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)改進(jìn)和施工方法方面進(jìn)行的一些研究和探討 ，找到了一些規(guī)律和措施，供同行們參考。

　　1、光纜結(jié)構(gòu)與工藝方法

　　大家都知道，光纜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到光纜的結(jié)構(gòu)成本和光纜的使用性能，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，會(huì)帶來(lái)兩方面的好處。達(dá)到最優(yōu)化的性能指標(biāo)和最優(yōu)良的結(jié)構(gòu)成本是大家共同追求的目標(biāo)。

　　通常ADSS光纜的結(jié)構(gòu)分為層絞式和中心束管式兩種，而且層絞式偏多，結(jié)構(gòu)如圖一所示：

　　從圖中我們可以看出，層絞式ADSS的特征是具有一根FRP中心加強(qiáng)件，它主要是起中心支撐作用，也有的人稱(chēng)之為中心防折棒，束管式則沒(méi)有。而對(duì)于中心FRP尺寸的確定，相對(duì)來(lái)講是稍大一點(diǎn)好，但考慮到成本的因素，也不是越大就越好，這里要有個(gè)度。對(duì)于通常的層絞式結(jié)構(gòu)，一般的都采用1+6結(jié)構(gòu)，在光纜芯數(shù)不是太多的情況下，也有采用1+5結(jié)構(gòu)的。從理論上來(lái)講，在結(jié)構(gòu)芯數(shù)滿(mǎn)足的情況下，采用1+5的結(jié)構(gòu)，成本會(huì)降低一點(diǎn)，但如是同樣的管徑，中心FRP的直徑只有1+6結(jié)構(gòu)的70%多一點(diǎn)，做起來(lái)的纜會(huì)更軟，纜的彎曲強(qiáng)度較差，會(huì)增加施工時(shí)的難度。如果采用1+6的結(jié)構(gòu)，在不增加纜徑的情況下，就必須減少管徑，這又會(huì)給工藝上帶來(lái)困難，因?yàn)橐ＷC光纜有足夠的余長(zhǎng)，必要的管徑是不能小的，因此，取值一定要適中。通過(guò)對(duì)不同工藝結(jié)構(gòu)的樣品的試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，如采用φ2.2的管，1+5結(jié)構(gòu)，和采用φ2.0的管，1+6結(jié)構(gòu)成本相似，但這種1+6的結(jié)構(gòu)，中心FRP相對(duì)較粗，會(huì)增加纜的剛性，使光纜的性能更可靠，安全性更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的圓整性更好。對(duì)這種結(jié)構(gòu)的選擇和每管中光纖芯數(shù)的選擇，這就要看各家的工藝水平。通常情況下大芯數(shù)大檔距最好還是采用層絞式，這種結(jié)構(gòu)余長(zhǎng)也相對(duì)可以做得大些，目前也是主流結(jié)構(gòu)，干線上使用最合適。

　　對(duì)于中心管式ADSS光纜，結(jié)構(gòu)成本相對(duì)較低，屬于經(jīng)濟(jì)型結(jié)構(gòu)，纜的外徑也相對(duì)偏小，自重也輕，也有利于減小風(fēng)載和冰載。但由于缺少中心防折棒，光纜會(huì)顯得比較軟，特別是在安裝金具時(shí)，一定要注意操作方法，否則會(huì)損傷光纜。這里提醒一點(diǎn)，生產(chǎn)這種中心管式ADSS光纜，生產(chǎn)時(shí)一定要注意生產(chǎn)過(guò)程的控制，一是余長(zhǎng)，二是光纜護(hù)套的工藝。通常情況下，這種結(jié)構(gòu)在小跨越或小承載力條件下使用，是一種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的選擇。光纜芯數(shù)可以做到48芯，從光纖到成品可以一次完成。農(nóng)網(wǎng)改造是一個(gè)最佳的選擇。

　　2、施工方法

　　對(duì)ADSS光纜正規(guī)的施工方法必須是采用張力法放線，但也有的施工單位，由于缺少專(zhuān)用施工設(shè)備，采用人工牽引放線，施工隱患很大，原因是眾多的人，由于用力不均，會(huì)使光纜在不恒定的張力條件下布放，光纜局部的受力應(yīng)變量不一致，余長(zhǎng)變化也就不一樣，對(duì)光纜會(huì)帶來(lái)長(zhǎng)期的隱患。如果是人工敷設(shè)，一定要注意受力的均勻性。機(jī)械放線的最大優(yōu)點(diǎn)是張力恒定，纜的應(yīng)變量始終是在一個(gè)穩(wěn)定的范圍內(nèi)。而且由于張力的可控性，對(duì)不同規(guī)格的纜，采取不同的放線張力，以確保施工質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。圖二是常規(guī)的施工設(shè)備工藝原理簡(jiǎn)圖。

　　其中牽引機(jī)有牽引輪型和卷盤(pán)型兩種，通常情況下都采用牽引輪型。對(duì)牽引輪的要求，牽引輪的最小外徑至少應(yīng)是光纜外徑的70倍，盡可能的大一些，牽引輪的槽中建議應(yīng)有一層彈性橡膠作為緩沖，以避免刮傷光纜。在放線過(guò)程中，牽引和制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)平滑的運(yùn)作，以防止對(duì)光纜造成任何突然的拉動(dòng)或撞擊，這些系統(tǒng)應(yīng)能隨時(shí)調(diào)整并能穩(wěn)定地維持固定的張力和放線速度，張力機(jī)和放線機(jī)上，應(yīng)有張力顯示和限制裝置，張力機(jī)和放線機(jī)在根據(jù)張力放線的要求及所安裝的光纜重量和跨距來(lái)決定，張力機(jī)的拖輪上應(yīng)有制動(dòng)裝置，可使光纜在各種牽引速度下都能維持特定的張力值，張力機(jī)和放線機(jī)都應(yīng)有靈活的制動(dòng)機(jī)構(gòu)使得在放線暫停時(shí)，光纜上仍維持張力不變，最好是采用自動(dòng)保護(hù)型的裝置。

　　對(duì)于滑輪的直徑，也要有所要求，通常是要求骨輪直徑是光纜直徑的40倍或更多些。滑輪槽的最小半徑應(yīng)不小于纜徑的55%，深度不大于纜徑的25%。

　　在個(gè)別施工中我們還發(fā)現(xiàn)過(guò)不正當(dāng)?shù)木o線方法和緊線裝置損壞光纜的事件。緊線的目的是進(jìn)行光纜弧垂和張力調(diào)節(jié)，不能因?yàn)榫o線器的原因損壞光纜，要求緊線器所能承受的張力應(yīng)大于光纜的最大牽引張力。

　　在安裝金具時(shí)，也極容易造成對(duì)光纜的損傷。因此在安裝金具時(shí)，特別是預(yù)絞絲式金具，一定要采用預(yù)絞式專(zhuān)用安裝金具，禁止使用螺絲刀等類(lèi)似工具。由于不正確的操作，有的會(huì)在金具處使光纖折斷或出現(xiàn)高損耗點(diǎn)，有時(shí)則導(dǎo)致光纜表面粗糙，加之金具端，很容易誘發(fā)光纜的電腐蝕。這都是非常嚴(yán)重的問(wèn)題，一定要引起施工人員和督導(dǎo)、監(jiān)理人員的高度重視。

　　施工的放線速度的控制，也是一個(gè)重要參數(shù)，正常條件下放線的速度不得高于30米/分。在每個(gè)桿塔上都必須有人監(jiān)護(hù)。

　　由于ADSS光纜不同于普通纜，纜的抗折性能不是很好，因此在施工過(guò)程中要切防光纜被折，折后的現(xiàn)象通常是FRP被折斷，松套管被折傷，用OTDR測(cè)試光纖會(huì)有高衰耗區(qū)或高衰耗點(diǎn)，由于護(hù)套材料的韌性特征，護(hù)套表面也不會(huì)有太大的傷痕。更嚴(yán)重的會(huì)使FRP戳破松套管而損傷光纖，出現(xiàn)斷纖現(xiàn)象。

　　這些都是由于不正當(dāng)?shù)氖┕に斐傻?。作為業(yè)主和光纜廠家，都必須加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的督導(dǎo)和監(jiān)護(hù)。在很多現(xiàn)場(chǎng)我們發(fā)現(xiàn)不少施工隊(duì)，由于對(duì)ADSS光纜的知識(shí)不是十分了解，缺少ADSS光纜的施工經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)拿電纜的施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)布放光纜;有的也缺少這方面的資質(zhì)，東拉西湊幾個(gè)民工，胡胡弄弄;有的設(shè)備不齊全，土法上馬，作業(yè)不規(guī)范。這些都給光纜的安全布放帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。

　　不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和不規(guī)范的作業(yè)，都是造成施工后光纜異?，F(xiàn)象的根源。作為我們光纜廠家，首先應(yīng)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上入手，不同的敷設(shè)環(huán)境、氣象條件、荷載大小，設(shè)計(jì)的方法理應(yīng)有所區(qū)別。在工程方面，作為光纜廠家，必須加強(qiáng)工程的督導(dǎo)，避免和預(yù)防異?，F(xiàn)象的發(fā)生。

　　3、常見(jiàn)的事故現(xiàn)象及預(yù)防方法

　　3.1 外表?yè)p傷

　　由于有些光纜線路是經(jīng)過(guò)丘陵或山區(qū)，亂石嶙嶙，棘草叢生，光纜很容易在雜樹(shù)上或亂石上磨擦，極容易擦傷，或受到彎折，特別是光纜護(hù)套被磨損，表面不光滑，在使用時(shí)由于灰塵和鹽性環(huán)境，極易發(fā)生電腐蝕，對(duì)使用壽命造成極大危害。施工時(shí)一定要有多人監(jiān)護(hù)，牽引前要仔細(xì)檢查準(zhǔn)備工作。

　　3. 2 光纖和高損耗點(diǎn)

　　斷纖和高損耗點(diǎn)的現(xiàn)象都是由于在施工放線過(guò)程中造成的局部受力，在布放過(guò)程中，光纜的跳輪，速度不均勻，受力不恒定，轉(zhuǎn)角導(dǎo)輪直徑，還有光纜的打圈等現(xiàn)象，都會(huì)造成，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)將中心FRP折斷，由于中心FRP是非金屬材料，光纜在受到拉伸后再回縮，斷開(kāi)處會(huì)錯(cuò)位，斷頭FRP就會(huì)戮傷光纖松套管，以至傷到光纖，輕者造成高損耗點(diǎn)，重者會(huì)發(fā)生斷纖。這種現(xiàn)象也是比較常發(fā)生的故障，不少人會(huì)認(rèn)為是光纜的質(zhì)量問(wèn)題，其實(shí)是由于施工中意外造成的。因此施工時(shí)的恒張力控制很重要，而且要?jiǎng)蛩佟?/p>

　　3.3 張端斷纖故障

　　耐張端的斷纖故障也是比較頻繁發(fā)生的意外之一，時(shí)常發(fā)生在耐張金具(預(yù)絞絲)附近，距離金具端1米以?xún)?nèi)，也有在金具后面從塔上引下的部分，前者往往是由于在上預(yù)絞絲金具的時(shí)候，人為操作不當(dāng)造成，后者往往是由于地形不方便，在緊線時(shí)牽引端角度太小，或者與塔(桿)發(fā)生短時(shí)間的特小的受力彎曲半徑，使光纜局部受力造成。在施工時(shí)應(yīng)注意牽引的方向要與光纜的方向一致，讓光纜直線受力。

　　由于光纜護(hù)套材料和受力元件都是具有很好的彈性性能，往往在光纜受到短時(shí)間的力作用后，護(hù)套表面不會(huì)出現(xiàn)明顯的傷痕，而里面的光纖元件已受力受損，這種時(shí)候大部分人會(huì)認(rèn)為是光纜本身的質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)造成問(wèn)題的判斷誤區(qū)。希望能給分析處理這類(lèi)現(xiàn)象問(wèn)題的時(shí)候一個(gè)判別。

　　對(duì)光纜施工的任何一方，施工方也好，業(yè)主也好，光纜廠家也好，都不希望發(fā)生意外，只要在施工中加強(qiáng)防范，注意施工方法，關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)，避免異常現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)施工前的盤(pán)測(cè)，施工中的督導(dǎo)，一切按程序進(jìn)行，減少失誤。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　ADSS光纜由于其使用環(huán)境和自身特性，在市場(chǎng)前景上不容樂(lè)觀，特別是在鹽堿地區(qū)，高場(chǎng)強(qiáng)的環(huán)境下使用，電腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這是它的弱點(diǎn)，但在其他一些空氣環(huán)境比較好的地區(qū)，電壓等級(jí)又不是太高的場(chǎng)合使用，還是具有其優(yōu)勢(shì)的，隨著光纖光纜價(jià)格的降低，工藝的不斷成熟和完善，光纜的性能地得到進(jìn)一步提高，對(duì)光纜的結(jié)構(gòu)與使用環(huán)境進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，避免施工中的不規(guī)范行為，經(jīng)濟(jì)型的ADSS光纜的還是有一定的市場(chǎng)空間的。