电力架空光缆的应用和维护运行技术

作者：江苏通光电子线缆股份有限公司时间：2016-08-10 我要发布

关键词: 电力架空光缆内光纤维护运行

摘要： 本文系统地论述了电力架空光缆的适用标准、类型、主要技术特性、工程配置和缆内光纤的选型、主要技术特性及相关的应用维护技术。

关键词：电力架空光缆缆内光纤标准应用运行维护

0. 前言

为保障电力能源的发、变、输、配系统的正常运行，电力的调度通信必不可少。在早期，电力调度通信一般采用电力线载波、微波或租用电信部门的通信线路等多重方式。

自从光纤问世，电力部门马上意识到这种传输媒质不受电磁干扰的重大意义，最初是沿用电信部门传统的埋地、管道、架空等光缆敷设方法来构成光纤通信系统。到了上个世纪的八十年代中期，一些有别于传统光缆的光电复合式、附加于电力线和加挂于电力杆塔上的光缆被开发出来，这些光缆被统称为电力光缆。以架空形式安装和运行的光缆统称为电力架空光缆。

1. 电力架空光缆的类型和应用

电力架空光缆泛指OPGW（光纤复合地线）、OPPC（光纤复合相线）、MASS（金属自承光缆）、ADSS（全介质自承光缆）、ADL（相/地线捆绑光缆）和GWWOP（相/地线缠绕光缆）等几种特种光缆（表1）。

表1：　　　　　　　　　　　　　电力架空光缆的分类
序号	光缆名称	材料分类	安装形式	主要使用场合
1	光纤复合地线 OPGW	金属光缆	（电力线）复用型	新建线路或替换原有地线或相线
2	光纤复合相线 OPPC
3	金属自承光缆 MASS		（杆塔）添加型	老线路通信改造，在原有杆塔上架设
4	全介质自承光缆 ADSS	介质光缆
5	捆绑光缆 ADL		（电力线）附加型	老线路通信改造，在原有电力线上加挂
6	缠绕光缆 GWWOP

1.1 光纤复合地线 ----- OPGW（Optical Ground Wire）

OPGW首先是架空（避雷）地线，必须满足传统地线的一切功能和性能，然后才是一条光缆，所以，电力业内人士更愿意称它为“地线复合光缆”。OPGW是架空地线和光缆的复合体，但并不是它们之间的简单相加。

常见的OPGW结构主要有铝管型(图1)、铝骨架型(图2)和不锈钢管型(图3)等三大类。

图1 铝管型

图2 铝骨架型

图3 不锈钢管型

在满足地线要求的前提下，OPGW的结构应对相对脆弱的光纤提供有效保护，以期保证在长期运行中光纤的传输性能保持稳定，还希望与传统地线尽量相似（包括直径、重量、机械性能、电气性能等参数），以便在双地线系统中与对侧地线匹配。

OPGW的技术关键之一是光纤必须有合适的余长，但是过大的光纤余长不但无必要甚至是有害的，应该根据工程具体情况而定，一般要求综合余长为0.6%左右。

技术关键之二是短路电流引起的温升和最高使用温度。计算和试验结果均表明：限止OPGW最高使用温度的因素并不主要是光纤而是在结构中承载的铝材料。成熟的、结构合理的OPGW承受300℃左右的瞬时高温对受到缓冲和保护的光纤并不构成严重威胁，但若结构中含有铝材，在超过200℃以后，首先是铝材料产生不可逆的塑性形变，在结构受到破坏（如发生“乌笼”）的同时，OPGW的弧垂将降低到不能保持与导线的安全间距甚至与导线相碰的程度。若是不含铝材的全钢结构或铝材料不承载的全铝包钢结构，则能应用到300℃。

通光集团斥巨资引进了当代成熟领先的OPGW全套生产流水线，包括光纤着色加色环、不锈钢管光单元激光焊接、行星式绞线机等主要设备，批量生产的不锈钢管型OPGW（图3）己有数千公里安装500/220/110KV的线路上。

1.2 光纤复合相线 ----- OPPC（Optical Phase Conductor）

在有些不架设架空地线的电网中，为了满足光纤联网的要求，与OPGW技术相类似，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤，就成为光纤复合相线（OPPC）。它与OPGW的结构虽雷同，但从结构设计到安装和运行，OPPC与OPGW有原则的区别。

OPPC传导的是三相系统中的永久性电流，故有比OPGW或架空地线高的持续温度；为了保持与相邻导线的弧垂张力特性保持一致，OPPC的直径、重量、截面积和机械特性等参数应尽量与相邻导线的参数相符或相近；与此同时，OPPC的电气特性如直流电阻和/或阻抗也应与相邻导线相似，以避免远端电压变化并保持三相平衡。

表2：　　　　　　　　　　　　典型的相线与OPPC对比表
型号	LHAGJF2 – 240/30	OPPC – 244/30-24B1
截面图
结构: 铝合金+钢	24×3.6+7×2.4	24×3.6+(5×2.5+1×2.6)
铝合金截面: mm2	244.3	244.3
钢截面: mm2	31.66	29.85
直径: mm	21.6	22.0
重量 kg/k	971.3	937
计算破断力: KN	107.85	107.0
直流电阻: Ω/km	0.137	0.137

总之，跟OPGW相比，OPPC与相邻导线的相似（符）性比OPGW与相邻地线相似性的要求高得多。在众多的OPGW/OPPC结构中，也许不锈钢管结构相对较容易达到设计要求，以常用的中防腐钢芯热处理铝镁硅合金绞线(GB9329-88)LHAGJF2-240/30为例，所设计的OPPC(含24芯光纤)各项参数与之几乎一致(表2)。

OPPC直接安装在高压系统中，如果说绝缘金具尚可以采用成熟技术和商品，光电绝缘/分离和连接则需要特殊的技术，对施工的要求也更高。OPPC的线路终端接头盒(图4) 是特殊的，必须保证接头盒对地的绝缘，其位置一般放在绝缘支架上（图5）。线路中间接头盒的位置处于两个耐张绝缘子串间的跳线上(图6) ，对跳线长度和对铁塔的安全间距有要求。有些国家已允许OPPC用于不大于150KV的系统中并已运行。虽然国内目前暂还没有应用的报导，但这是一种很有使用价值和应用前景的光缆。通光集团己研制成功了OPPC光缆，可以满足国内外客户的需求。

图4 OPPC接头盒

图5 绝缘支架接头

图6 跳线接头

1.3 金属自承光缆 ----- MASS（Metal Aerial Self Supporting）

从结构上看，MASS与中心管单层绞线的OPGW相一致(表3),如没有特殊要求,金属绞线通常采用镀锌钢线，因此结构简单，价格低廉。

MASS是介于OPGW和ADSS之间的产品。例如，在合适的条件下（包括光纤余长、弧垂、张力、跨距和短路电流等），表3所示的MASS三个代表规格在也可作为OPGW替代常规GJ-35或GJ-50架空地线。

表 3 ：　　　　　　　MASS 结构参数与常用架空地线对照表

MASS截面

参数

MASS-42

MASS-50

MASS-58

GJ-35

GJ-50

截面积mm2
直径mm
重量kg/km
破断力KN
光纤芯数

42.4
9.0
310
52.3
24

49.8
9.8
363
61.4
30

57.7
10.5
423
67.5
36

37.2

7.8

313.2

43.7

49.5

9.0

432.7

58.2

MASS作为自承光缆应用时，主要考虑强度、弧垂、与相邻导/地线和对地的安全间距。它不考虑短路电流和热容量（如OPGW），也不考虑绝缘、载流量和阻抗（如OPPC），更不考虑安装点场强（如ADSS），其外层金属绞线的作用仅是容纳和保护光纤。以MASS-50为例，分别以破断力(ADSS-22，层绞/中心管)和直径(ADSS-4，层绞/中心管)与之相近的两种典型ADSS列于表4。

表4：　　　　　　　　　　　 MASS与常见ADSS参数对比表
光缆		直径 mm	重量 kg/km	破断力 KN	允许张力 KN	每日应力 KN
MASS-50		9.8	363	61.4	25.7	15.4
ADSS-22	层绞	15.2	189	60.0	21.7	15.0
ADSS-22	中心管	12.9	128	60.1	22.5	12.0
ADSS-4	层绞	12.0	108	8.6	4.0	2.2
ADSS-4	中心管	10.8	91	17.0	6.4	3.4

从表4可知：在破断力相近的情况下，MASS比ADSS重，但外直径比中心管ADSS约小1/4，比层绞ADSS约小1/3。而在直径相近情况下，ADSS的破断力和允许张力却要比MASS小得多。

也许更具优势的是：MASS与相邻的导/地线具有一致的弧垂变化和蠕变特性，因而可保证在长期运行中的相对安全间距。而ADSS的弧垂变化却是与相邻导/地是相反的且蠕变较大。

典型的MASS外径只有9-12mm，对杆塔的负荷很小，在特定的跨距和弧垂下很有优势。目前，在欧洲和一些地区在大量地用MASS，国内对MASS的应用尚在起步阶段。

通光集团己研制成功了MASS光缆，只要客户需要，可以批量生产并提供服务。

1.4 介质自承光缆 ----- ADSS（All Dielectric Self Supporting）

常见的ADSS光缆有两种典型结构。中心管式结构(图7)易获得小直径，风荷和冰载的影响较小，但若光纤芯数较多则光纤余长较难保证。松套层绞型结构(图8)光缆易获得安全的光纤余长，虽然相对直径稍大，但在中大跨距应用时较有优势。

图7 中心管型

图8 松套层绞型

ADSS光缆一般使用纺纶纱作为加强元件，外护套则应根据线路的电压等级和安装点场强选择合适的材料。ADSS光缆对杆塔是一种添加物，不合适的安装点场强会破坏光缆的外护套直至光缆断裂。该安装点还必须同时兼顾杆塔强度、弧垂、线间距离、对地距离等限制条件。

应该强调指出：在现有的材料科学水平和杆塔条件下，并不是所有的杆塔都适宜于安装ADSS光缆的。例如，在考虑了一些“动态”条件后，在有些杆塔上可能会找不到理想的安装位置；或者选好了位置，却无法施工安装。

虽然如此，由于其一系列众所周知的优点，它仍是老线路通信改造的好方法之一。因此，ADSS光缆在国内得到了大规模的应用。

通光集团设计生产的松套层绞型ADSS光缆，己广泛应用在220KV及以下的线路中，并提供悬挂点设计、张力弧垂计算和督导等技术服务。

1.5 捆绑光缆--ADL（All Dielectriced Lashed Cable）和地线缠绕光缆 -- GWWOP（Ground Wire Wind Optical Cable）

这两类光缆有时被统称为附加型光缆 OPAC（Optical Attached Cable）。早在80年代初，这类专为电力部门用的光缆已被开发和应用，它们并不是自承光缆，需要用合适的机具和方法附加在地线或相线上(见图9)。

图9 捆绑光缆和地线缠绕光缆示意图

ADL和GWWOP光缆结构与中心管式ADSS类似，典型的48芯光缆，其外径不大于8mm，重量仅为40-60kg/km (图10)。

用图11所示的专用机具（国内开发生产）施工ADL光缆时，光缆从地面引导到空中，采用φ1.0-1.2mm的退火不锈钢丝把光缆捆绑在架空地线上，随着光缆的布放，光缆盘在地面沿杆塔路由移动或事先把光缆展放在地面上，此法成熟、简易且有效。

图11 国产ADL捆绑机示意图

用图12所示的机具在施工时，光缆盘随捆绑机一起吊在空中，由架在线上的牵引机带动，受地形地貌的影响较小；改用被覆纺纶线代替钢丝并且是双线并饶，纺纶线的允许拉伸形变比钢丝大得多，万一发生断线也不至于发生短路；这种机具使用起来较复杂，目前还需进口或租用。

图12 进口ADL捆绑机具示意图

GWWOP的光缆缠绕机比捆绑机复杂(图13)，在国产缠绕机问世前,向国外进口或租用的费用很昂贵。施工时,光缆缠绕张力的控制是关键，如张力过小，随着架空线的摆动和弧垂变化，光缆将向弧垂最低处汇聚，使最低处的缠绕节距变小而杆塔两侧的缠绕节距变大，造成光纤受力不均匀，形成传输衰耗变化并缩短光纤寿命。如缠绕张力过大，在施工时使光缆受到过度的张力，不但引起光纤附加衰耗，严重时会发生断纤。

图13 GWWOP机具

这两类光缆为追求结构小、重量轻，光缆的护卫能力较弱。施工时更应注意防止出现冲击、摩擦、弯折、扭曲等现象。

OPAC(ADL+GWWOP)技术的最大优势是通信线路的设计周期最短，除了按常规计算复冰和风荷校验杆塔强度外，几乎不需要额外的设计工作。

国内ADL和GWWOP光缆早于ADSS之前就开始应用，由于各种原因，并没有较大面积地应用。但在国际上，这类技术并没有被淘汰和放弃，仍在较大的范围内应用。

通光集团设计生产这两类光缆，并提供相应的机具。

2. 光纤的类型和应用

在光纤工业发展早期，光纤的传输窗口主要有两个（0.85和1.31微米），后来有了第三个传输窗口（1.55微米）。在技术得到发展的今天，在波长1.26至1.68微米范围内，光纤可以传输的窗口有6个（表5）。利用波分复用（WDM）技术，每个窗口（波段）可同时传输多个信道。

表5：　　　　　　　　　　　　　光纤可以利用的波段
波段	O	E	S	C	L	U
名称	初始波段	扩展波段	短波段	常规波段	长波段	超长波段
波长范围（nm）	1260-1360	1360-1460	1460-1530	1530-1565	1565-1625	1625-1675

为了使光纤具有统一的标准，国际电信联盟（ITU-T）制订了光纤标准（G标准）。按照ITU-T关于光纤的建议，目前可以将光纤分为G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656六个大类，有的大类还派生出了几个子类。

国际电工委员会（IEC）也制订了相应的标准，我国相关的国家标准（GB/T）等效采用了IEC规定。

2.1 G.651类-渐变型多模光纤

G.651类光纤可分别或同时工作在1310nm和1550nm波长上，在1310nm处色散值最小（即带宽最大），在1550nm处衰减最低。

2.1.1 主要特点和IEC及GB/T的细分

IEC和GB/T又进一步按它们的纤芯直径、包层直径、数值孔径的参数细分为A1a、A1b、A1c和A1d四个子类（表6）。

表6：　　　　　　　　　　　　多模光纤：IEC和GB/T分类
IEC分类	芯径μm	外径 μ m	数值孔径
A 1a	50	125	0.200
A 1b	62.5	125	0.275
A 1c	85	125	0.275
A 1d	100	140	0.316

2.1.2 ADSS电力行标对G.651类多模光纤的规定

G.651类多模光纤主要用于局域网（LAN）和一部分的接入网引入光缆及室内软光缆。在OPGW中应用的机会相对较小，用在ADSS光缆中的机会可能较大一些。因此，在关于ADSS光缆的电力行业标准中对缆内的G.651类多模光纤作了相应的规定（表7 、表8和表9）。

表7：　　　　　　　　 ADSS电力行标：多模光纤的尺寸参数
光纤型式	纤芯直径 ( μ m)		包层直径(μm)		包层不圆度（%）	芯/包层同心度（μm）	涂覆层直径 (未着色)（μm）		着色层直径（μm）		包层 / 涂覆层同心度（μ m ）
	标称值	容差	标称值	容差			标称值	容差	标称值	容差
A 1a	50	± 3.0	125.0	± 2	≤ 2.0	≤ 3	245	± 10	250	± 15	≤ 12.5
A 1b	62.5

表8：　　　　　　　　　ADSS电力行标：多模光纤的数值孔径
光纤类别	A 1a	A 1b
数值孔径	0.20±0.02或0.23±0.02	0.275±0.015

表9：　　　　　　　　　ADSS电力行标：多模光纤的传输特性
波长复用情况	仅在 850nm 使用		仅在1300nm使用		在 850nm 和 1300nm 双波长使用
光纤类别	A 1a	A 1b	A 1a	A 1b	A 1a		A 1b
使用波长（nm）	850		1300		850	1300	850	1300
衰减系数级别（最大值）（dB/km）	3.0 3.5	3.0 3.5	0.8 1.0 1.5	0.8 1.0 1.5	2.5 2.7 3.0	0.8 1.0 1.2	3.0 3.2 3.5	0.7 0.9 1.5
模式带宽级别（最小值）（MHz.km）	200 500 800	100 200 500 800	200 500 800 1000 1200	200 500 800 1000	200 200 400 400 400 400 400 600	400 600 400 600 800 1000 1200 1000	160 160 200 200 200 250 300	200 500 200 400 600 1000 800

2.2 G.652类--常规单模光纤

G.652类光纤也称为非色散位移光纤,是目前应用最广泛的光纤。其主要特点是：在1310nm工作波长上,具有较低的衰减和零色散；在1550nm工作波长上，具有最低衰减但有较大的正色散。根据色散波长特性,它主要工作在E（1360～1460nm）波段和S（1460～1530）波段；在C（1530～1565nm）波段的色散较大（18ps/km.nm）很难进行以10Gbit/s及以上的DWDM系统长途传输。

ITU又进一步把G.652类光纤细分为G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四个子类。ITU与IEC和GB/T分类对应关系见表10。

表10：　　　　　　　　　ITU G.652类与IEC和GB/T对应关系
ITU-T分类	对应IEC和GB/T
G.652A	B1.1
G.652B	B1.1
G.652C	B1.3
G.652D	B1.1

通常，2.5Gbit/s及以下系统为哀减受限，10Gbit/s及以上系统为色散受限系统。实际上，10Gbit/s及以上系统受限的并不仅是光纤的色度色散，偏振模色散（PMD）的影响更要严重得多，见表11。

表11：　　　　　　偏振模色散、传输速率和传输距离的典型关系
偏振模色散ps/(km)1/2	不作要求	0.50			0.20		0.10
传输速率 Gbit/s	最高 2.5	10	10（以太网）	40	10	40	10	40
传输距离 Km		400	40	2	3000	80	≥4000	400

2.2.1 G.652A光纤

此前，G.652A光纤的参数与G.652（1996版）是最接近的，因为对它的偏振模色散（PMD）一直没有要求（包括2000版）。值得注意的是：2003新版中对它的PMD也提出了要求。它主要的适用范围是：

支持ITU-T G.957规定的SDH传输系统；

支持 ITU-T G.691 规定的带光放大的 STM-16 的单通道 SDH 传输系统；

支持 ITU-T G.693 规定的 10Gbit/s （直到 40km ）以太网系统和 STM-256 。

2.2.2 G.652B 光纤

G.652B光纤除了把对衰减的规定延伸到了L波段（1625nm）外， PMD比G .652A低，可支持更高速率。它主要的适用范围是：

支持ITU-T G.957规定的SDH传输系统；

支持ITU-T G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH系统；

支持ITU-T G.692规定的带光放大的高至STM-64的波分复用系统；

支持ITU-T G.693和G.959.1规定对于STM-256的某些应用。

2.2.3 G.652C光纤

G.652C又称为低水峰光纤或城域网专用光纤，它消除了1385nm附近OH根离子吸收的损耗峰（俗称水峰），使损耗谱平坦。

它具有与G .652A相类似的属性和应用范围，但它可使用在1350-1360nm间的扩展（E）波段和短波（S）段，增加了可用波长范围，使复用信道数大为增加。是未来城域网应用的理想选择。

2.2.4 G.652D光纤

G.652D与G.652B有相似的属性和应用范围，但G.652D允许使用在1360-1530nm（E和S波段）。

2.2.5 G.652及其子类光纤的主要技术指标

ITU最新（2003）版G.652类光纤的四个子类与96版G.652光纤的主要参数及它们之间的对比见表12。

从表 12 不难看出 G.652 类光纤在演变和优化进程中关注的几个主要焦点：

（ 1 ）光纤的模场直径几何尺寸控制趋向于更严格；

（ 2 ）光纤的筛选应力趋向于更大，即强度要求更高；

（ 3 ）在光纤的宏弯损耗不变前提下，弯曲半径趋向更小；

（ 4 ）对光纤的 PMD 更关注，趋向于更低的 PMD ；对光纤的使用波段趋向于更宽。

表12　　 ITU-T G. 652，G. 652A，G. 652B . G. 652C.G.652D 光纤光缆的主要技术指标
光纤参数	G. 652(1996)	G. 652A(2003)	G. 652B(2003)	G. 652C(2003)	G. 652D(2003)
模场直径，μm (1310nm)波长	（9~10）±10%	（8.6~9.5）±0.7%	（8.6~9.5）±0.7%	（8.6~9.5）±0.7%	（8.6~9.5）±0.7%
包层直径，μm	125±2	125±1	125±1	125±1	125±1
纤芯同心度误差，μm	≤1	≤0.8	≤0.8	≤0.8	≤0.8
包层不圆度，%	≤2	≤2	≤2	≤2	≤2
光缆截止波长，nm	≤1260或1270	≤1260	≤1260	≤1260	≤1260
筛选应力，GPa	≥0.35 (常规定为≥0.69)	≥0.69	≥0.69	≥0.69	≥0.69
宏弯损耗，dB/100圈弯曲半径 , mm	≤1.00(≤1550nm) 37.5	≤0.50(1550nm) 30	≤0.50(1550nm) ≤0.50(1625nm) 30	≤0.50(1550nm) ≤0.50(1625 nm) 30	≤0.50(1550nm) ≤0.50(1625 nm) 30
色度色散系统最小零色散波长λmin 最大零色散波长λmax 零色散波长最大斜率S0max	1300nm 1324nm 0.093ps/(n㎡?km)	1300nm 1324nm 0.093ps/(n㎡?km)	1300nm 1324nm 0.093ps/(n㎡?km)	1300nm 1324nm 0.093ps/(n㎡?km)	1300nm 1324nm 0.093ps/(n㎡?km)
未成缆光纤PMD系数衰减系数，dB/km	研究中（无规定）	注1	注1	注1	注1
1310nm 1310—1625nm 1383±3nm 1550nm 1625 nm	≤0.5 ≤0.4	≤0.5 ≤0.4 不要求	≤0.4 ≤0.35 0.4	不规定 0.4（注2 ）注3 ≤0.30 不规定	不规定 0.4（注2）注3 ≤0.30 不规定
PMD系数光纤段数 M 概率 Q % （注4）PMDQ , ps/(km)1/2	研究中	20 0.01 ≤0.5	20 0.01 ≤0.2	20 0.01 ≤0.5	20 0.01 ≤0.2
工作波段	O+C	O+C	O+C+L	O+E+S+C+L	0+E+S+C+L

注1 　ps/(km)1/2 :如果对于待定的光缆结构已经知道能支持对光缆PMDQ要求的最大PMD系数，则可以由成缆者来规定可选用的最大PMD系数。

注2 　波长区域扩展到1260nm时导入的瑞利散射会增加0.07db/km（相对干1310nm），光纤的截止波长应不超过1250nm。

注3 　1383+/-3nm处的抽验平均衰减值不大于在按照IEC 60793-2-50中规定，经氢气老化试验后单模光纤在1383nm的衰减规定值。

注4 　PMD系数链路设计最大值。

表12还告诉我们：

（1）G.652类光纤不同子类的光纤性能是有区别的，应根据使用要求和适用的传输设备来选用适用的子类。

（2）G.652（96版）是最初步的单模光纤，已不能满足日趋发展的通信要求。在电力架空光缆中仅以G.652来定义常规单模光纤是不完整的。提请主管电力光缆通信的领导和技术人员重视。

（3）还应引起重视的是：利用G.652类光纤开通10Gb/s以上的长途传输，须引入色散补偿，并需要更多的光放大器补偿由此导入的插入损耗。

2.3 G.653类-色散位移单模光纤

IEC和GB/T把G.653光纤分类命名为B2型光纤。

为了充分利用光纤在1550nm波长处的低衰减并克服大的色散，在光纤剖面结构和制造工艺上采取了一些技术措施后，G.653光纤把1310nm处的零色散移到了1550nm处，使低衰减和零色散同时出现并与光放大器的工作波长匹配。

G.653光纤在1550nm波长可不用色散补偿直接开通20Gb/s系统，非常适合于点对点的长距离、高速率的单通道系统。

ITU的最新修订把G.653光纤分为G.653A和G.653B两个子类。

G.653A指常规的色散位移单模光纤,它支持ITU-T G.691、ITU-T G.692、ITU-T G.693、ITU-T G.957等应用。

G.653A指常规的色散位移单模光纤，它支持ITU-T G.691、ITU-T G.692、ITU-T G.693、ITU-T G.957等应用。G.653B的要求与G.653A相似，但对PMD的要求更严格，可支持G.959.STM-256应用和允许STM-64的传输距离大于400公里。

但是，G.653光纤看似优越的1550nm处零色散却容易造成四波混频等非线性效应，使波分复用无法正常进行。正因为如此，在电力架空光缆中似无使用的无要。

2.4 G.654-截止波长位移单模光纤

IEC和GB/T把G.654光纤分类命名为B1.2型光纤。

G.654光纤也称为1550nm性能最佳光纤，与G.653类似，在光纤剖面结构和制造工艺上采取了一些技术措施后，把截止波长靠近1550nm（1310nm处是多模状态）,在1550nm波长处获得了极低衰减和极好的弯曲性能。

ITU的最新修订把G.654光纤分为G.654A、G.654B和G.654C三个子类。

G.654A指常规的截止波长位移单模光纤，它支持ITU-T G.691、ITU-T G.692、ITU-T G.957和ITU-T G.977在1550nm波长范围等应用。

G.654B可支持ITU-T G.691、ITU-T G.692、ITU-T G.957、ITU-T G.977和ITU-T G.959.1在1550nm波长范围内城域网系统等应用。

G.654C与G.654A相似，但对PMD的要求更严，可支持高比特率和长距离应用。

G.654类光纤价格较高，主要用于传输距离很长且不能插入有源器件对衰减要求特别高的无中继海底光缆通信系统。在陆上的电力架空光缆中似也无使用的必要。

2.5 G.653和G.654光纤的主要技术指标

尽管电力通信网使用G.653和G.654光纤的机会很小，现将这两类光纤主要技术指标列于表13，供参考。

2.6 G.655类--非零色散位移单模光纤

IEC和GB/T把G.655类光纤分类命名为B4类光纤

G.655类光纤也是一种色散位移光纤，不过在感兴趣的1550nm波长附近不再是零色散而是维持一定量的低色散，以抑制四波混频等非线性效应。是目前新一代适用于光放大、高速率（10Gb/s以上）、大容量、密集波分复用（DWDM）传输系统的光纤。根据PMD和色散斜率，G.655又进一步细分为G.655A、G.655B和G.655C三个子类。

2.6.1 G.655A光纤

G.655A光纤工作在C波段，主要适用范围是：

支持ITU-T G.691规定的带光放大的单通道SDH系统；

支持速率为STM-64，信道间隔不小于200GHz的G.692带光放大器的波分复用系统；

支持ITU-T G.693和G.959.1应用。

2.6.2 G.655B光纤

G.655B光纤的工作波段可在C波段向上延伸到L波段，低色散斜率的还可以向下延伸到S波段。主要适用范围：支持ITU –T G.691、G.693和G.959.1的应用且支持信道间隔不大于100GHz（比G.652A更密）的 G.692密集波分复用系统，其PMD值要求满足STM-64至少传输400公里。

2.6.3 G.655C光纤

G.655C光纤与G.655B光纤属性相类似，但它的PMD比G.655B要低，允许STM-64速率的系统距离比4OOkm长得更多。还允许STM-256速率的G.959.1的某些应用。

表13 　　　　　　　ITU-T G.653光纤和G.654光纤的主要技术指标

光纤参数

G.653

G.654

1550nm 模场直径 ( μ m ）

（ 7.8~8.5 ）± 0.8

（ 9.5~10.5 ）± 0.7

包层直径 ( μ m ）

125 ± 1

芯同心度误差 ( μ m ）

≤ 0.8

包层不圆度（ % ）

≤ 2

光缆截止波长（ nm ）

≤ 1270

≤ 1530

筛选应力（ Gps ）

≥ 0.69

宏弯衰减（ dB ）（ 37.5mm 半径。 100 圈）

≤ 0.5 （ 1550nm ）

≤ 0.5 （ 1550nm ）；≤ 0.5 （ 16XX?nm ）

色散特性

最小零色散波长λmin（nm）

1500

最大零色散波长λ max （ nm ）

1600

零色散波长最大斜率 Smax （ ps/nm 2 .km ）

0.085

1525-1575nm色散系数最大绝对值，ps/（nm?km）

3.5

特定窗口宽度（nm）

1550nm 色散系数最大值， ps/ （ nm ， km ）

1550nm 色散斜率最大值， ps/ （ nm 2 · km ）

0.070

未成缆光纤 PMD 系数（ ps/km 1/2 ）

不规定

光缆参数

1550nm 衰减系数最大值（ dB/km ）

≤ 0.35

≤ 0.22

16XX?nm 衰减系数最大值（ dB/km ）

不要求

待定

光缆线路 PMD 特性

光缆段数 M

概率 Q （ % ）

0.01

PMD 系数线路设计最大值（ ps/km 1/2 ）

0.5

注：波长 16XXnm 为待定值，但是， XX 不会超过 25nm 。

2.6.4 G.655及其子类光纤的主要技术指标

G.655（96版）及子类光纤（03版）的主要技术指标及比对见表14。从中可知：

G.655（96版）及子类光纤（03版）的主要技术指标及比对见表14。从中可知：20588089（1）G.655（1996版和2000版）光纤的截止波长要求不大于1480nm，新标准（03版）将三类光纤的截止波长均修订为不大1450nm，扩大了单模使用范围。但G.655类光纤在G.652类光纤关注的1310nm波长它既不保证是单模状态也不考核衰减，正因为如此，各厂商的G.655类光纤在1310nm的参数无相关性，因此不能习惯性地沿用G.652的方法验收1310和1550nm两个波长，更不可用验收1310nm波长的指标去推断1550nm波长的相关指标。

（2）G.655类光纤不但与G. 652类光纤参数有重大差异，各子类间的差别也较大，主要表现在色散特性上。G.655A光纤只考核C波段而G.655B和G.655C还要考核L波段。在某一频点（如常用的1550nm）上的色散值差异较大。

在有些电力架空光缆中己经放置了部分G.655类光纤而且多用于备用，甚至用哪个子类都未作具体要求，有理由相信会产生不同子类的G.655光纤混用的现象。虽然不同类型和不同性能的光纤组合应用可以调节整条光纤线路的色散值和色散斜率，但这是应由设计部门事先通过仔细计算并验证的，不应该是随机的。应根据(或将来)使用的波段、信道密集程度和传输速率选用合适的子类，仅以G.655来定义是不明确、不完整的。

表14 　　　ITU-T G. 655、G. 655A 、G. 655B和G.655C光纤光缆的主要技术指标
光纤参数	G. 655(1996)	G. 655A (2003)	G. 655B (2003)	G. 655C (2003)
模场直径，μm (1550nm)波长	（8~11）±10%	（8~11）±0.7	（8~11）±0.7	（8~11）±0.7
包层直径，μm	125±2	125±1	125±1	125±1
纤芯同心度误差，μm	≤1	≤0.8	≤0.8	≤0.8
包层不圆度，%	≤2	≤2	≤2	≤2
截止波长，nm 光缆跳线光纤	≤1480 ≤1480 ≤1470	≤1450	≤1450	≤1450
筛选应力，GPa	≥0.35 常规定为≥0.69	≥0.69	≥0.69	≥0.69
宏弯损耗，dB/100圈弯曲半径 mm	≤0.50(≤1580nm) 37.5	≤0.50(1550nm) 30	≤0.50(1625nm) 30	≤0.50(1625nm) 30
C波段色散特性 λmin & λmax,nm Dmin & Dmax, ps/nm?km 色散符号 Dmax,-Dmin　 ps/nm?km	1530 & 1565 0.1 & 6.0 正或负	1530 & 1565 0.1 & 6.0 正或负	1530 & 1565 1.0 & 10.0 正或负 ≤5.0	1530 & 1565 1.0 & 10.0 正或负 ≤5.0
L波段色散特性 λmin & λmax,nm Dmin & Dmax, ps/nm?km 色散符号	无要求无要求无要求	无要求无要求无要求	待定待定正或负	待定待定正或负
未成缆光纤PMD系数	研究中	注1	注1	注1
光缆参数
1550nm衰减系数dB/km	≤0.35	≤0.35	≤0.35	≤0.35
1625 nm 衰减系数， dB/km	无要求	无要求	≤0.40	≤0.40
光缆链路PMD特性光缆段数M 概率Q，%	研究中	20　 0.01	20　 0.01	20　 0.01
PMD系数链路设计最大值，ps/(km)1/2		0.5	0.5	0.2

注1 如果对于特定的光缆结构已经知道支持对光缆PMDQ要求的最大PMD系数，则可以由成缆者来规定可选用的最大PMD系数。

2．7 电力行标对G。652类和G.655类光纤的规定

G.652类（B1.1）和G.655（B4）类光纤是电力架空光缆中最常用的，因此关于OPGW和ADSS的电力行业标准对这两类光纤作了规定（表15、表16和表17及说明）。

表15 　　　　　OPGW和ADSS电力行标：单模光纤的模场直径和尺寸参数
光纤型式	模场直径(μm)		包层直径(μm)		包层不圆度公差（%）	芯/包层同心度公差（μm）	涂覆层直径(未着色) （μm）		着色层直径（μm）		包层/涂覆层同心度公差（μm）
	标称值	容差	标称值	容差			标称值	容差	标称值	容差
B1.1	8.6～9.5	±0.7	125.0	±1	≤2.0	≤0.8	245	±10	250	±15	≤12.5
B4	8～11
注：B1.1类光纤的模场直径系1310nm波长的值， B4类光纤系1550nm波长的值。

表16　　　　　　　OPGW和ADSS电力行标：单模光缆的截止波长
光纤类别	B1.1	B4
λcc(nm)	≤1260	≤1480

表17　　　　　　　　　 OPGW和ADSS电力行标：单模光纤的衰减系数
光纤类别		B1.1				B4
使用波长（nm）		1310		1550		1550
使用波长（nm）		光纤束	光纤带	光纤束	光纤带	光纤束
最大衰减系数(dB/km)	Ⅰ级	0.36	0.40	0.22	0.25	0.22
	Ⅱ级	0.40	0.45	0.25	0.30	0.25
	Ⅲ级	0.45	0.50	0.30	0.35	0.30
注：上述衰减系数指标是OTDR(Optical time-domain reflectometer)双向测试的平均值。表17的说明： A.单模光纤衰减点不连续性在1310nm和1550nm波长时，对一光纤连续长度不应有超过0.10dB的不连续点。 B.单模光纤的衰减波长特性对于B1.1光纤，在1285-1330nm波长范围内的衰减值，相对于1310nm波长的衰减值，应不超过0.05dB/km。对于B1.1和B4光纤，在1525-1575nm波长范围内的衰减值，相对于1550nm波长的衰减值，应不超过0.05dB/km。 C.单模光纤的色散特性 ○1 B1.1类单模光纤 a) 零色散波长λ0在1300nm至1324nm之间； b) 最大零色散斜率S0max为0.093ps/(nm2.km)； c) 1288～1339nm色散系数最大绝对值：3.5ps/(nm.km)； d) 1271～1360nm色散系数最大绝对值：5.3ps/(nm.km)； e) 1550nm色散系数最大绝对值：18ps/(nm.km) ○2 B4类单模光纤 a) 非零色散区：1530nm≤λ≤1565nm； b) 非零色散区色散系数绝对值：G.655A: 0.1ps/(nm.km)≤∣D∣≤6.0ps/(nm.km) G.655B: 1.0ps/(nm.km)≤∣D∣≤10ps/(nm.km) 注：对STM-64(10G/s)的传输系统，还要求光缆链路的偏振模色散系数PMDQ在M=20和Q=0.01%下应不大于0.5ps/ 。其中M为链路的光缆段数；Q为串接光缆的PMD系数值超过PMDQ的概率的上限。

2.8 G.656 –宽带非零色散单模光纤

为了满足不断增长的城域网(Metro Network)和长途网大容量数据传输系统的要求，最有效的解决办法之一是在更宽的传输波段上（S、C和 L三个波段）应用DWDM传输技术。

G.656光纤称为宽带传输用非零色散单模光纤，它在1460-1625nm波段比现有G.655光纤标准具有更大的正色散值,且色散的斜率更低。这种更大的色散值可更有效地抑制密集波分复用（DWDM）系统中所引起的四波混频、交叉相位调制等非线性效应。表18列出G.656光纤的主要技术指标供参考。

表18　　　　　　　　 ITU-T G.656 光纤的主要技术指标
光纤属性
属性		数值
模场直径，μm	波长	1550 nm
模场直径，μm	标称值范围/容差	7.0～11.0/±0.7
包层直径，μm	标称值/容差	125/±1
芯同心度误差，μm	最大值	0.8
包层不圆度，%	最大值	2
光缆截止波长，nm	最大值	1450
筛选应力，Gpa	最小值	0.69
宏弯衰减，dB，1625nm最大值	半径37.5mm，100圈	0.5
色散特性	λmin&λmax ,nm	1460 &1625
	Dmin ,ps/nm.km	2
	Dmax ,ps/nm.km	14
	色散符号	正或负
未成缆光纤PMD系数，ps/√km	最大值	tbd注3
光缆属性
衰减系数，dB/km	1460nm 最大值	0.40
	1550nm 最大值	0.35
	1625nm最大值	0.40
PMD系数	光缆段数M	20
	概率Q，%	0.01
	PMD系数链路设计最大值，ps/√km	0.20

从表18可知：G.656光纤与G.655C光纤的特性类似，但在S+C+L三个连续波段具有合适的色散值，把非零色散波长范围扩大到1460-1625nm，是一种优化的单模光纤。

2.9 色散补偿光纤

自光纤放大器的出现和成熟并成功地投入商业运行以来，光纤损耗己不再是限止光纤线路传输性能和距离的主要因素，但它对线路中光纤色散导致的脉冲展宽和曾经被人们忽视的光纤PMD的影响毫无作为。

在1550nm波长，G.652类光纤的色散约为17ps/nm.km，6.655类光纤的色散约为4.2～4.5ps/nm.km。当G.655类光纤用于传输2.5Gb/s及以上(如10Gb/s)或G.655类光纤用于10Gb/s及以上（如40Gb/s）的高速率时，传输衰减可由光纤放大器进行补偿，但传输特性将受光纤线路积累的正色散和偏振模色散限止。

色散补偿光纤（Dispersion Compestion fiber，DCF）应运而生，这是一种没有分类号的特殊光纤，也可以把它认为是一种光无源器件。

表19列出几种DCF的主要参数。色散补偿光纤一般为负色散(也有正色散的)。其补偿原理是在光纤线路中以一定间隔插入一段负色散光纤，来补偿G.652和G.655类光纤的正色散，使总色散近似为零。但这不但需要严格设计，有时还需要验证，并不是随意串接就可达标的。

从表19可以看到：

（1）DCF的色散斜率与G.652类和G.655类不一致，意味着不能在全波段精确补偿；

（2）DCF的有效面积和模场直径也偏小，会引起较大的插入损耗。

（3）色散补偿还有多种技术，互有优缺点。采用优化设计的基模DCF来分布式补偿线路色散和色散斜率，仍是目前切实可行的介决方案。

尽管目前国内电力光缆通信的速率还不高，有些场合己遇到了色散受限的设计。不妨可以考虑色散补偿的可能性，尤其是针对将来传输速率要升级的系统。

表19 　　　　　　　　　　几种DCF在1550nm的主要参数
	DCF1	DCF2	DCF3
色散ps/（nm，km）	-44.5	-52.8	-69.5
色散斜率（ps/nm2.km）	-0.080	-0.039	-0.038
损耗 (dB)	0.269	0.261	0.371
模场直径(μm)	5.1	5.4	5.7
有效面积(μm2)	19.6	21.9	25.5
宏弯损耗φ20(dB/m)	2	12	63

图14是各类光纤的衰减色散特性的示意图。

图 14 各类光纤衰减色散特性示意图

2.10 讨论和建议

（1）G.651类多模光纤在电力光缆通信网中目前的应用范围不大,随着向城域网推进和光纤进大楼、进桌面、进家庭等应用，多模光纤还会有用武之地。

（2）G.652类光纤在电力光缆通信网中是目前用量最大、用途最广的，2003版ITU建议有两个比较大的修订。一是对G.655A光纤也提出了偏振模色散的要求，迄今为止己没有一个子类与1996版的G.652相似；二是增加了G.655D子类。

不同子类光纤的参数和应用范围是有差异的，建议不宜再笼统地提G.652光纤。

（3）G.653和G.654一般不宜在电力光缆通信网中应用，除非有某种特殊需要。

（4）G.655类光纤在2003版ITU建议中增加了G.655C子类，对选用G.655何子类光纤为好目前尚有争议，但在同一系统中不宜随机地用不同子类混用和串接。据笔者所知，G.655A光纤在应用中暴露了一些问题，提请各方重视。建议不宜再笼统地提G.655光纤。

（5）光纤技术仍在不断地进步和发展，ITU G.656光纤的出台就是证明。

（6）正确地选好用好电力架空光缆中的光纤，需要用户同厂商的密切合作，限于现场条件，很难区分光纤的类型。

3 电力架空光缆的适用标准和主要技术特性

3.1适用标准（部分主要的）

GB/T 12357 通信用多模光纤系列

GB/T 9771-2000（所有部分）通信用单模光纤系列

GB/T15972-1998（所有部分）光纤总规范（eqv IEC 60793-1-1995）

GB/T 7424.1-1998 光缆第1部分总规范（eqv IEC794-1-1-1996）

GB/T 18899-2002 全介质自承式光缆

DL/7 788-2001 全介质自承式光缆

YD/T 980-2002 全介质自承式光缆

GB/T 7424.4-1-2003 光缆-第4部分：分规范光纤复合架空地线

DL/T 832-2003 光纤复合架空地线

JB/T 8999-1999 光纤复合架空地线

DL/T 767-2003 全介质自承式光缆用预绞丝金具技术条件和试验方法

DL/T 766-2003 光纤复合架空地线用预绞丝金具技术条件和试验方法

IEC 60794-4-1-1999 光缆第4-1部分：用于高压架空电力线的光缆

IEEE P1222 -1997（草案）用于架空输电线路的全介质自承式光缆 IEEE标准

IEEE Std 1138 用于公用电力线路的光纤复合架空地线IEEE标准

JB/T 8134-1997 架空绞线用铝-鎂-硅系合金圆线（idt IEC 60104-1987）

GB/T 17937-1999 电工用铝包钢线

IEC 60888-1987 绞线用镀锌钢线

GB/T 17048-1997 架空绞线用硬铝线

IEC 61394-1997 架空线-铝、铝合金及钢裸线用油膏

3.2 电力光缆的主要技术特性

3.2.1主要机械特性

（1）重量

指光缆内所有组成元件的重量之和的计算值，单位为kg/km。该参数对杆塔强度敏感。

（2）直径

指光缆内所用组成直径元件之和的计算值，OPGW、MASS和OPPC是指绞合单线标称直径（包括光单元）之和的计算值，单位为mm。该参数与冰、风荷载影响较大。

（3）承载截面

指光缆内所有受力元件截面积之和的计算值，单位为mm2。该参数与OPGW、OPPC、（MASS）的强度、直流电阻、短路电流或载流量等参数相关。

（4）额定抗拉强度-RTS

指光缆内所有承载截面强度之和的计算值，单位为KN。该参数与杆塔强度等相关，是配置耐张金具、光纤应变限量、安全系数等计算控制的重要依据。

（5）最大允许使用张力-MAT

在设计气象条件下理论计算总负载时光缆受到的最大张力，在此张力下，光纤的余长应保证光纤无应力和无附加衰减。通常，要求OPGW、OPPC、MASS和ADSS的MAT约为RTS的40%左右。

MAT是弧垂-张力跨距和安全系数计算控制的重要依据。

（6）日平均运行张力-EDS

又称为年平均运行张力，是光缆在长期运行时受到的平均张力，对应于在无风无冰及年平均气温的气象条件下理论计算负载时受到的张力。在此工作点上，光纤应无任何应变和无任何附加衰减。根据不同条件，EDS一般为RTS的(16~25)%。EDS又是一个疲劳老化参数，是光缆包括所用金具作振动老化试验时的参照依据。

（7）应变限量

又称为极限运行张力。对应于在电力架空光缆有效寿命期内，短时的、有可能超出设计气象条件的最恶劣条件时所受到的最大张力，约为RTS的60-70%。在此张力值下，光纤的余长释放完，光纤开始受力并产生受控的应变和附加衰减，但要求在此张力解除后，光缆应能恢复到原始状态。该参数一般作为设计校验条件，重冰区要求较高。

（8）应力－应变特性

应力应变特性反应光缆在受到拉伸时，光缆应变量、光纤应变量、光纤衰减变化量的性能。是验证光缆结构设计、工艺制造、运行工况条件下的综合性能参数。

（9）弧垂－张力－跨距特性

安装在导线之下的光缆，如ADSS和MASS要考虑到与上至导线下至地面或交越物之间的安全间距，ADSS还要考虑到安装位置上的电场强度。OPPC要考虑到与相邻导线的孤垂相一致，而OPGW更要考虑与导线的间距。

在无风、无冰及15°C的情况下，OPGW的弧垂最低点与导线的间距必须满足（1）式要求：
S≥0.012L＋1 (m) （1）
S：安全间距 (m)
L：档距 (m)

在不同的气象条件下，弧垂是不同的，以典型的OPGW为例，计算结果见图15。ADSS、OPPC、MASS均有类似的特性。

OPGW-24B1-80 ［ 56 ： 7.4

图15 典型的OPGW弧垂-跨距特性

（10）蠕变特性

光缆在受张力情况下，长期的随时间伸长称为蠕变，除ADL和GWWOP外，蠕变将使弧垂增大。为克服蠕变，常在施工时用“降温法” 紧线来抵消这部分的伸长。

3.2.2 电力架空光缆的的电气特性

ADSS主要考虑外护套的抗电痕特性，ADL和GWWOP主要考虑外护套的耐候、耐温和阻燃,MASS不考虑电气特性,OPPC主要考虑直流电阻和载流量。OPGW主要的电气特性如下：

（1）直流电阻

指OPGW中所有导电元件在20℃时的并联直流电阻计算值。在双地线系统中，该参数与OPGW和对侧地线的短路电流分流比有关。

（2）短路电流

当系统短路时(一般取单相对地短路)，OPGW在一定短路时间内可以承受的最大电流计算值。在计算时，短路电流时间的取值和起始、终止温度的取值对结果有影响，应尽量接近实际工况。

（3）短路电流容量

是短路电流平方与时间的乘积，即I2t。

4. 电力架空光缆的工程管理

4.1 工程设计（工程前期）

在此所叙的工程设计并不是替代设计部门所承担的设计工作，只是与光缆供应厂商直接相关并应相互确认的部分工程设计内容。ADL、GWWOP光缆的设计周期最短，只需复核光缆附加后对杆塔的影响。以下简述OPGW、ADSS、MASS和OPPC的共性问题。

4.1.1 配盘

配盘是决定每盘光缆的长度，与光缆接头的安排有直接关系，还决定了光缆的安装区间，必要时还应决定放缆的方向。光缆厂商在接到确认的配盘表后才能生产，应慎重处理。

（1）配盘原则

光缆配盘原则上应服从线路的耐张段，为减少光缆接头，两个相邻的较小耐张段可以合并。应根据线路资料或现场勘察，尽量避免在水稻田、沼泽、水塘、山顶、深谷等不利地形处接头。应尽量选择交通便利，能方便地获取公用设施的地点安排接头。当线路中有二个及以上的90度转角或四个以上45度转角时，应尽量分盘，转而在这些转角塔上安排接头。每一盘光缆应有一个与安装区间对应的盘号。

（2）单盘长度

在平原地区，单盘3～5km是较佳的选择，如在地形较复杂的山区，应尽量控制在3km盘长左右，以一个施工队可以在一天内放完为宜。OPGW、OPPC和MASS的单盘长度还取决于金属单线的直径，这是因为绞线机的工作盘具上能容纳的单线长度是有限的。当遇有超长耐张段或最大单盘长度不能满足耐张段要求时，一种处理方法是在保持原有铝钢比、直径、截面和避雷特性的前提下，把单线直径减小增加绞线层。另一种方法是在中间找一个合适的直线杆塔加固为承力杆塔，或采用特殊的施工工艺和金具，在直线杆杆塔上分盘并接头。

（3）配盘长度(DL)

推荐的配盘长度由（2）式表示。
DL：＝LxA+2（H+h）+2B （m）（2）
式中：
DL：配盘长度（m）
L：线路长度(m)
A：长度预留系数平原：1.02～1.03；丘陵：1.03～1.04；山区：1.04～1.05
H：光缆输入端施工滑轮离地高度
h：光缆输出端施工滑轮离地高度
B：牵引预留长度：通常取6－10m

4.1.2 金具配置

以下的金具配置原则适用于OPGW和ADSS。MASS和OPPC（须绝缘）可用作参考，ADL和GWWOP不适用。

（1）耐张线夹的配置

原则上服从电力线路杆塔耐张线夹的配置。在承力塔上一般配置耐张线夹。转角超过5度的耐张杆塔或终端杆塔必须使用耐张线夹。图16是典型的单侧OPGW耐张线夹组件示意图。

直线耐张塔上应首选耐张钱夹，如果地势平坦，杆塔两侧负载平衡时也可以配置悬垂线夹。在线路终端（例如龙门架等）应配置单侧耐张线夹。在光缆接头和光缆跳线处应配置双侧耐张线夹。

耐张线夹的额定破坏强度和握着力均应大于95%光缆RTS。在此张力下，线夹在不对光缆造成机械损伤的条件下与光缆不能产生相对滑移，不能影响光纤传输性能

耐张线夹应和光缆一起应通过振动试验。试验后，线夹任何部件不应有损伤，予绞丝不应有断股，其握着力仍应不小于95%光缆RTS且不影响光纤性能。

耐张线夹预绞丝的内径与光缆外径是直接相关的，应重视光缆的外径公差与之匹配。

（2）悬垂线夹的配置

原则上服从电力线路杆塔悬垂线夹的配置。在直线杆塔上一般应配置悬垂线夹。图17是典型的OPGW悬垂线夹组件示意图。

当水平角和垂直角小于30度（即单边15度）时，可配置单悬垂线夹。当垂直角大于30度（单边15度）、小于60度（单边30度）时，应配置双悬垂线夹。如果中间耐张塔两侧的负荷平衡也可配置悬垂线夹。但如果直线塔两边落差大于300（单边）或两侧档距差较大，造成不平衡张力大于光缆20％的RTS时，及超大跨距时，宜配置悬垂耐张线夹。

悬垂线夹对光缆的握着力（水平方向滑动负荷）一般为（10～20）%RTS光缆。基于这样的原则，当ADSS光缆采用双支点悬垂线夹时应慎重，以免改变直线杆塔的受力状态并对光缆造成危害。悬垂线夹不得对光缆产生有害的应力集中，能承受振动和舞动的影响，当OPGW通过最大短路电流时(包括接地装置) 不应有机械损伤。

悬垂线夹是工程中用量最大的部件之一。

图16 典型的单侧OPGW耐张线夹示意图

图17 典型的OPGW悬垂线夹示意图

（3）接地线配置

OPGW多采用逐基塔接地的方式，接地线的载流量不应小于OPGW的载流量，在接头处两侧耐张线夹都应配置接地线，其他双侧耐张（跳线）可在任一侧配置一根，每个悬垂线夹也应配置一根接地线。

接地线的一端连接在杆塔构架上，另一端与OPGW相连（参见图16中的部件3），连接方式依不同的金具厂设计而各异，常见有用并沟线夹与OPGW连接、与嵌入预绞丝与OPGW之间的接地片连接和与金具金属外套相连接等三种主要形式，这三种方式各有优缺点。

OPPC与杆塔须绝缘，MASS和ADSS（若需要）可参考OPGW接地方式，ADL、GWWOP不考虑接地。

（4）电力架空光缆的防振

除了ADL和GWWOP，其他四类架空光缆电与电力架空线一样须采取防振措施，目前常见的有防振锤和防振鞭两种。OPGW常用防振锤而ADSS常用防振鞭，如果光缆的年平均应力EDS<16%RTS，原则上可不考虑防振，当16%RTS＜EDS＜25%RTS时，应采取防振措施。防振锤（鞭）的安装数量和位置一般由设计部门或专业的供应商确定。

第1个防振锤安装在线夹予绞丝上，第2个及以上的防振锤不能直接安装在光缆上，必须配置合适的予绞丝再安装。图18是防振锤和防振锤用予绞丝的示意图。

（上图：防振锤；下图：护线条）

图18 防振锤和防振锤用予绞丝护线条示意图

（5）其他附件

电力架空光缆在接头杆塔引下时需要用导引线夹（图19），通常1.5-2米左右配置一个较合适。

为了恢复两段被接续的电力架空光缆的电气特性，宜配置金属（通常为铝或铝合金）接头盒。

施工必备器材一般包括：牵引网套、防扭器、防扭鞭、紧线予绞丝和紧线器。

从终端杆塔至通信机房的光缆称为导引光缆。为避免强电引入机房，现常用非金属（类似ADSS）光缆，这种结构防潮、抗压和防鼠咬性能稍弱；也可采用非金属中心加强件、外护套含钢带或铝带的单金属结构，这种结构防潮性能较好，其中含钢带结构有适当的抗压和抗鼠咬性能，但应在与OPGW连接端将金属部件接地（在导引段长内金属部件的导电性应保持连续），引入机房后金属部件应悬浮，避免电气地和信号地间的电位差对通信设备造成危害和干扰；应禁止使用缆内有相互绝缘的双金属结构作为导引光缆，在强电磁场感应下这两层金属有可能发生电弧击穿造成故障。

图19 导引线夹示意图

4.2 厂检和开盘测试

在光缆交货前，应根据合同进行出厂检验，一般为抽样检测。OPGW和ADSS的出厂检验规则和要求在己经或即将颁布的国标和行标都作了详细规定。

光缆交货后或施工前，应进行开盘测试，以确认在运输后和施工时用的是合格光缆,这一程序很有必要。限于现场条件，一般用OTDR检测所有光纤芯的衰减和长度再加上目力观察包装和外观。开盘测试要有详细记录，既用作施工前后对照，也用于运行维护参考。

4.3 施工管理

4.3.1 施工组织设计

电力架空光缆的施工组织设计与电力线架设的施工组织设计类似。如属新建线路，建议将这两部分的工作有机地结合起来，主要内容如下。

（1）工程简介

业主单位、设计单位、施工单位、施工监理单位，要求工期、开工及竣工日期，质量等级及其他重要要求。

（2）工程概况

光缆型号、规格，光缆配盘表、金具配置表，工程特点、工程量、沿线地形地貌及气象，交叉跨越、交通运输等。

（3）施工方案及施工组织

施工方法、施工机具器材、滑车滑轮、防扭器、防扭鞭、紧线予绞丝、融接机及专用工具、施工程序、人员配置、通信联络、必要的设施等。

（4）总平面布置

施工指挥机构、临建设施、材料中转和运输半径、牵张场安排、光缆盘支架、金具临放等。

（5）施工技术及物资供应计划

光缆施工交底及要求，仪器仪表性能、光缆安装指导手册、牵引张力、牵引速度，紧线、调弧垂技术和工艺方法及必要的物资供应保障计划。

（6）综合进度按排

放线进度、光纤融接、光纤测试、初验、竣工及验收开通等。

（7）主要技术措施

特高塔、大跨越、大高差、交叉、跨越等。

（8）现场管理

质量保证、安全、现场文明施工措施等。

4.3.2 光缆施工注意事项

以下注意事项主要适用于OPGW、ADSS、OPPC和MASS。ADL、GWWOP作参考。

（1）张力/拉

当对光缆施加张力时，除了必须采用合适的设备和工艺方法外，还应核对光缆的技术参数，不允许超过施工安装张力。

（2）弯曲/滑轮直径

光缆在安装和接续工程中，其最小弯曲半径不能小于光缆直径的15倍，位于线路引入和引出塔滑轮直径不小于600ｍｍ，直线塔滑轮不小于450mm，所有滑轮内槽要求包覆氯丁橡胶或类似材料。

（3）摩擦

在安装前、安装中，连接过程中应防止光缆在地面或滑轮边槽和塔顶构件及其他部件上擦伤。

（4）扭转

光缆的过分扭转会破坏缆内光纤的“余长” 。OPGW、MASS和OPPC的过份扭转会导致金属绞线拱起，形成“鸟笼”现象，单层绞线的OPGW、MASS在施工时应采用防扭鞭。

双层或多层绞线的OPGW和OPPC，如施工张力较小（<10%RTS）可省略防扭鞭，但必需使用两个退扭器。

（5）压缩

必须使用与光缆外径，张力相匹配的导引线夹。紧线时应用紧线予绞丝，不可使用压缩型的线夹，以防光缆过份受压。

（6）防水

虽然光缆有轴向和纵向的防水功能，但在施工前和施工过程中，应避免浸水，尤其是在光缆端口部位，在开盘测试后和架线结束接续前，光缆端口应采取防水措施。

4.3.3 光缆接续

（1）合格的接头盒

电力架空光缆的接头盒处于强电磁场中，一般的工程塑料很容易老化，所以多见的是金属接头盒,以铝或铝合金材料为主。接头盒应耐腐蚀、耐老化，具有气闭性和防水性，必须具备一定的机械强度且操作维护简便，图20示出一种较成熟的接头盒。

（2）接续的一般要求

接续前应核对光缆的型号规格、光纤类型、色标和芯数。接续方法、工序和工艺应符合规范和规程。接续时要创造良好的工作环境，防止水汽、灰尘的影响，以保证每个接头符合要求。当环境温度过低时，应采取升温保温措施，确保人员和设备正常工作。每个光纤接头都应有编号和融接损耗数据。

图20 一种金属帽式接头盒

4.3.4 竣工测试和竣工资料

竣工测试又称中继段测试，这不仅是对工程质量全面考核自我鉴定的过程，同时还为建设单位提供运行维护资料。竣工资料应包括：

（1）光缆出厂资料：光缆规格、型号、技术参数，出厂数据等；
光缆盘测资料：开盘测试数据等；
（2）光缆配盘资料：光缆配盘明细表，金具配置明细表等；
（3）全程固定接头资料：光缆接续时每个光纤固定接头的接头衰耗（如有条件可包括每个接头的OTDR双向测试资料）；
（4）中继段全程衰减测试资料：用两点法（即光源-光功率计或光盘-光功率计）测试的每个光通道的全程衰减原始资料，有条件时可包括接入活动连接器（尾纤）前、后两套资料；
（5）中继段OTDR全程后向散射曲线：用OTDR测试的每个光通道的全程正反向曲线和数据资料；
（6）变更资料：设计变更（如有）通知，开、停、复、竣工通知等；
（7）其他资料：包括技术协议、工程协商/协调纪要、己安装的设备清单、余料清单等资料。

4.3.5 验收开通

（1）随工验收：由建设单位委派的工地代表随工验收，若发现质量问题可随时向施工单位指出并及时整改。
（2）交工验收：当一个中继段完成后，施工单位按工程设计及验收大纲或规范对工程进行严格检查，提供完整准确的竣工资料，由验收小组进行检查或抽查。如验收小组己派代表参加了中继段全程衰减等测试，交工验收可不专门测试。属随工验收的项目一般不再重验。
（3）试运行：当上述条件具备并满足时，可交相关运行部门投入试运行。

5. 电力架空光缆的运行和维护

电力通信是电力和电信两个敏感行业的交叉点，既受益也受制于两个行业的发展和变革。电力光缆网络和电信光缆网络的管理原则是一致的，但电力系统的内部机制与电信有区别，故有较大差异。

5.1 电信光缆网络的运行管理机构设置及职责(资料性)

国内外电信光缆传输网己较成熟，一般采用以下运行和维护模式，供电力光缆通信网络的各级主管参考。

5.1.1 一级网管中心-网络技术管理中心

网络技术管理中心，也称为一级网络管理中心。是各光纤传输网运行和值勤维护业务管理机构，属总公司（总局或相应的一级主管部门）领导，主要职责是：
（1）负责全网一级传输系统的运行监控和质量管理；
（2）负责全网光通道和信道资源管理，协调全网与其他通信网的业务关系；
（3）组织协调处理重大通信障碍、事故并及时上报；
（4）订定、组织、实施全网一级传输系统维护测试和备品备件的筹供；
（5）组织一级系统的机线设备大修理、技术改造方案和实施，参加新建工程的竣工验收；
（6）负责新技术培训，指导下级通信网络中心的业务并提供技术支持。

5.1.2 二级网管中心-省级通信网络管理中心

是各单位光纤通信传输网运行和值勤维护业务管理机构。主要职责是：
（1）在本单位（相应的二级机关或部门）领导下开展工作，并接受一级网管中心的业务指导；
（2）负责管区内一级和二级光纤传输系统的运行监控和质量管理；
（3）管理二级及以下系统的光通道和信道资源，拟制上报通路组织调整方案，协调管区内与其他通信网的业务关系；
（4）管理、组织、协调管区内重大通信障碍和事故的处理并及时上报；
（5）拟制、实施二级传输系统维护测试及备品备件的筹供；
（6）组织、实施管区内二级及以下系统机线设备的中、大修改造，参加新建工程的竣工验收；
（7）组织新技术和业务培训，指导下级网管中心的业务工作并提供技术支持。

5.1.3 三级网管中心-地、市通信传输网管理机构

是各地、市光纤通信网运行和值勤维护管理机构。主要职责是：
（1）在本单位（相应的三级机关或部门）领导下开展工作，并接受上级网管中心的业务指导；
（2）掌握维护区域内一级和二级传输系统的运行状况，负责三级及以下系统的运行监控；
（3）传达上级命令和指示，检查基层日常值勤维护工作完成情况；
（4）制定机线设备抢修代通方案，组织完成各项通信保障，拟制上级维护区内通路组织调整方案；
（5）组织区域内维修中心或传输站、线路维护分队及时处置各类通信障碍和事故；
（6）组织完成区域内中、大修改造，拟制备品备件计划；
（7）负责区域内机线设备质量管理，参加区域内维护测试；
（8）指导值勤维护单位的业务工作并提供技术支持。

5.2 电力架空光缆网络运行管理模式的建议

电力架空光缆事实上是输电线路的组成部分之一，根据我们对目前我国电力系统内部机制和现状的了介和理介，电力架空光缆似主要牵涉到电力的保护、自动化、输电和通信等四个相关专业。
保护和自动化专业只在线路两端利用光纤通道，与光缆的运行关系不很大。
对输电专业来说，OPGW和OPPC夲身就是架空地线和相线(比如OPGW将直接参与防止大气过电压的保护) ，对附加在地线上的ADL或GWWOP光缆和加挂在杆塔上的ADSS或MASS光缆则要监控对输电系统（包括架空线、杆塔等）的影响。为安全生产，输电专业的线路运行部门很完善。电力架空光缆的运行与输电线路运行显然不可分离。
所有的通信指标都由通信专业监控，为保障通信正常进行，通信专业的线路运行部门也很完善。通信专业要利电力架空光缆的光纤作为通信手段，要保证信号的传输运行，须监控线路衰减、线路接头衰减、终端活接头衰减和线路色散等指标。电力架空光缆的运行与通信专业也密不可分。
看来，按目前的机制和现状，电力架空光缆宜由这两个专业共同运行。
建议由通信专业运行缆内的光纤部分，偏重于光缆的传输和光学部分，其职责和专业内部分工可参照电信光缆传输网运行模式（5.1节）。
建议由输电专业运行通信专业运行部分之外的部分，偏重于光缆的机械和电气部分，其职责和专业内部分工主要执行输电运行规程
这两个专业间的分工界面可为：通信专业运行光缆室外线路接头盒、室内终端接头盒、活动连接器（尾纤）含适配器；除此外的部分由输电专业运行。

5.3 特殊区域和大跨越管理

随输电线路同行的电力架空光缆，少则几公里，多至上百公里甚至数百上千公里，沿线地形、地貌、环境、气象条件比较复杂，宜根据本单位的运行组织机构将沿线分为若干特殊路段，结合输电运行，有针对性地对电力架空光缆加强运行维护巡线，并进行季节性预防工作。

5.3.1 特殊区域的划分

电力架空光缆线路的特殊区域一般指下列区域，这些地区将可能污染、腐蚀光缆的护套或金属绞线，也可能对光缆的机械、电气和传输特性有影响，还可能破坏光缆线路和杆塔。
（1）污秽区：火电厂、化工厂、水泥厂、冶金厂或类似工厂附近区域，还包括盐碱严重、风沙较大的地区。
（2）覆冰区：温湿暖流与冷空气交汇地区。
（3）强风区：河口、山谷、沿海台风多发区和其他因地形易形成强风、飓风、龙卷风的地带。
（4）雨水冲刷区：山坡、河堤、低洼处、水库下游，汛期易受山洪或雨水冲刷地区。
（5）滑坡沉陷区：山坡、大坝、矿业采挖区，易塌落及地面沉降地区。
（6）易舞动区：山谷、风口、沿海附近，易造成架空线舞动地区。
（7）雷击频繁区：年雷暴日超过30天以上的地区
（8）易受外力破坏区：林场、果园、靶场、魚塘、机耕作业、放炮取石、村头路边、某些易盗和破坏高发区。

5.3.2 大跨越

对跨越大江、大河及山川的线路和跨越塔，应结合电力系统运行维护要求设立专责班组对光缆加强运行维护。主要内容有：
（1）定期日巡、夜巡、登塔、登线检查；
（2）检查塔体各部分结构、各附件的变化；
（3）检查、定期测量光缆和导线的孤垂变化；
（4）检查和监视光缆和导线的振动和舞动，检查维护光缆线夹和附件、防振和防舞装置。
5.4 电力架空光缆的值勤维护
5.4.1 维护单位设置和职责（资料性）
一般的电信光缆网络均设置维护（修）中心（局、站）和维护队两个机构，他们之间的分工界面通常为光缆进入局（站）后的第一个光纤活动连接器（即机房内光缆终端盒的尾纤出线）。连接器（含适匹器）以内由维护中心维护，连接器外由维修队维护。根据具体情况，由上级明确维护范围的划分。

（1）光纤通信传输网维护（修）中心

维护（修）中心是光纤通信传输网机线设备集中维修的实施单位，负责维修区域内各类机线设备的维修和维护指导。一般设置在光缆汇接局（站），配备相应的专用抢修工程车辆和仪器仪表及专用工具。
主要责职是：负责机线设备的集中维修；备品备件的筹供；各类仪表的维修、校验；区内新建台站、机线设备资料的管理和录入；承担中、大修改造工程；机线设备障碍的修复并为传输站和线路维修队提供技术支持

（2）光纤通信传输站和线路维修队

按功能，光纤通信传输站可分监控站、网管站、终端站和中间站，也可以合并。每个站都设有光缆线路维修队。
光缆线路维修队的主要职责是：执行上级命令和指示完成管区内各项通信保障任务；配合维护中心工作；制定光缆线路具体维护作业计划；线路设备日常巡护、巡检和维护管理；光缆线路维护测试、障碍测试和抢修代通。

5.4.2 技术资料、仪器仪表及工具配置管理

（1）技术资料

技术资料是管理和指导光缆运行维护的主要依据。各级维护单位应具备管区内全部光缆线路和设备的技术资料。
维护中心应具备：管区内通信网络图、组织图、光通道图，维护区域划分图，光缆和设备说明书、光缆路由图，杆塔明细表、断面图、配盘表及光纤配纤图，维护员分布联络图，巡线系统图；工程设计资料、竣工资料、验收文件及工程遗留问题处理意见；光缆线路路由和设备变更记录；光缆线路传输测试资料（中继段光纤衰减、OTDR曲线等）；专用仪器、仪表、工具登记卡；光缆线路故障登记、分析、处理资料；沿线水文、气象等相关资料。
维护队应具备：维护责任区内光缆路由图、杆塔明细表、断面图、光缆配盘和金具配置明细表、光通道图；工程竣工资料、光缆设备说明书；光缆路由及设备变更记录；光缆线路传输测试资料；各维护员的祥细资料；光缆线路故障登记、分析、处理结果资料；光缆线路巡线报告单、工作记录、维护日志；专用仪器仪表、工具登记卡和备品备件清单等相关资料。

（2）仪器仪表及工具配置

维护中心和线路维护队的工作任务性质、工作环境有区别。一般情况下，维护中心可配置较大型、精度较高也较贵重的仪器仪表，线路维修队的配置以便携、轻巧的工程仪器仪表为主。
主要的光缆线路维护器材包括：光源和光功率计、光可变衰减器、光纤故障识别仪或光后向散射仪（OTDR）、标准测试光纤、光电话、光纤融接机、步话机、专用工具和常规工具、工程车、（充气）帐蓬、汽油发电机等。

5.5 光缆线路维护的基本要求
5.5.1 技术资料收集、整理和归档

主要的技术资料如下。
（1）光缆技术协议：光缆型号、规格、技术参数，光缆配盘和金具配置明细表等。
（2）厂检和开盘测资料。
（3）竣工资料：光缆路由、杆塔明细表和金具配置、断面图、光缆配盘表和接头位置、光纤通道图、各光纤通道的衰减、接头衰减、总衰减及两个方向的OTDR曲线图、路由变动资料等。
（4）日常资料：日常积累的技术资料、日常维护工作资料。
（5）维护测试资料。

5.5.2 制定、执行维护规则

应根椐本单位的实际具体情况，制定严密、严格的维护规则并实施和监督检查。光缆线路常规维护一般分为日常维护和定期测量两部分

（1）日常维护

110-500KV线路，一般每月至少巡线一次，如有特殊情况和气候发生时应增加。结合电力系统巡线项目，应对光缆巡视，包括：光缆外观、弧垂、线夹、防振锤（鞭）、接头盒等项目。有异常应及时报告处理。

维护性测试由维护中心实施，维护队配合。建议在线路竣工后的一年内平均每三个月测一次，以后每6个月测试一次，特殊情况可以缩短周期。主要对中继段每根光纤通道进行正反向OTDR信号曲线检查。对照竣工时的数据，如发现0.1dB/km或中继段总衰减大于5dB则判为异常，应及时分析处理。

（2）定期测试

5.5.3 及时检修与紧急抢修
（1）及时检修

在日常维护中发现的问题应及时检修，例如防振锤（鞭）脱落、接头盒松动、余缆松驰等现象。

（2）紧急抢修

由于光缆线路的原因发生通信业务阻断称为光缆线路故障。当故障发生后，应首先判断故障在站内还是在站外，如有条件应及时实现系统倒换或自动切换。如有迂回线路但尚未建成自愈环网或SDH未建立网管系统时，则需人工倒换或调度电路。如确属光缆线路故障，又没有迂回线路可供调度，那就需要紧急抢修。

（3）备品备件

电力架空光缆的抢修不象普通光缆那么简单。除了架设在导线之下的ADSS或MASS，一般都要停电检修。除ADL和GWWOP外，其他的光缆一般要求用同型号同规格光缆更换一个耐张段长度。因此可考虑在重要的工程中对每一型号规格光缆作最大耐张段长度的备盘及相应的金具和接头盒。

5.5.4 ADSS、OPGW常见故障及故障原因初探
（1）ADSS常见故障和初步分析

ADSS最常见的是外护套受电腐蚀造成的各种故障直至断纤甚至断缆。也有机械参数配置不当引起的断纤。以下主要探讨电腐蚀故障。
统称为电腐蚀故障其实包含三种基本模式，分别为击穿（A模式）、电痕（B模式）和腐蚀（C模式）。
（A模式）：击穿是由于发生了足够能量的电弧产生了足够大的热量，使光缆护套发生有熔融状边缘的穿孔。常伴有同时烧断纺纶使光缆强度急剧下降，到维持不了张力的那一刻致使断缆。击穿故障在安装后发生的时间较短。
（B模式）：电痕是由于电弧在护套表面形成放射（树枝）状碳化通道，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶，有时转换成A模式。电痕故障在安装后发生的时间比A模式要长。
（C模式）：腐蚀是由于通过护套的泄漏电流产生热量，使聚合物慢慢失去结合力最终失效。表现在表面粗糙、护套减薄，在光缆寿命期间是正常现象。这种现象是缓慢发生的。
要严格区分这三种模式确实不容易，由于多种原因，行业内也不愿意公开讨论这些敏感问题。其实发生这些问题是正常的。
首先不排除光缆质量（包括原材料和加工）问题，但即使是优质(合格)光缆如不合理的应用仍会产生严重故障。况且有些不合理的应用正是由于在激烈的商业竞中，光缆企业自身对用户的误导所致，例如：水平相当的设计和工艺、相同的原材料，却在商业宣传中把悬挂点场强数值越提越高，而用户却愿意接受这种承诺和保证，这不能不说是一种悲哀。这些不合理的应用主要表现：
例如：先招标，后（由光缆厂商）设计悬挂点，光缆企业中标以后才拿到相关资料，只能去找场强相对低然而并不是合理或架空理想的悬挂点，由于找不到挂点而退标的企业绝少且后果是严重的。
何况光缆企业对电力系统并不十分熟悉（这不是他们擅长的专业），挂点设计只考虑静态而不考虑动态条件，这些动态条件至少包括系统空（轻）载时的电压上升、塔头上的相序（包括换位）、多回线、共架线、分裂导线、风摆等，如原本挂点场强设计过高或临界的，很容易出现A和B模式故障。
再例如：不考虑当地的环境和气象条件，挂点设计或安装（不按设计施工或安装误差）在不合理或临界状态，当污染积累到一定程度或发生酸雨、台风或在空气中盐份充裕的海边，出现A和B故障本是不奇怪的。
还有一些看起来不起眼但本应该考虑得到的金具附件产生的问题，例如予绞丝质量、防振鞭的材质和安装位置等问题。

图 21 防振鞭

防振鞭（图21）由工程塑料制成，一般不具抗电痕特性，在较高的电场下发生电弧并发热，其夹持光缆部分（图21左端）象电烙铁一样融化光缆护套，这就是为什么很多护套上的烧痕与防振鞭螺旋一致的原因。后来把防振鞭推至远离线绞予绞丝末端则有了改善，但施工极其不易。
根据公开的和众所周知及广为流传的资料和信息来源，我国ADSS出现的故障并不鲜见,有些还是大面积的。故障模式多为A和B类，故障现象很类似，值得公开讨论，科学分析、认真总结，并形成适用的工程设计规程。

（2） OPGW常见故障和初步分析

我国规模化应用OPGW的历史虽不长，但也己出现了一些共性问题，OPGW“免维护” 的神话己不攻自破，值得重视。常见故障主要表现在以下五个方面。
（A模式）机械性断纤故障模式:有些在安装后即发现，有些在安装后一段时间（几天或几个月）发现。有断一芯的，有断多芯的，也有是数芯光纤几乎在同一位置断裂。
（B模式）高温性断纤故障模式:发现光单元内塑料部件融化、光纤烧断。
（C模式）光单元故障模式：如光单元“回缩” 或光单元开裂。这种故障往往在接续开剝绞线时发现，也有的是在发现接头盒内断纤作处理时后期发现。
（D模式）绞线故障模式：发现外层绞线断股，有的断一股，有的断多股，也有的在短矩离内断数股。
（E模式）金具故障模式：表现在耐张线夹打滑，OPGW下垂。
对于A模式故障的主要原因分析：偶而的、找不出原因的一芯断纤也许是光纤低强度概率问题。应该承认，通过强度筛选的光纤仍会有强度薄弱点，尽管概率很低。但如能取到（不容易获得）断芯的两个原始端面，在电子扫描电镜下是可以分析判断出是属低强度还是高强度破裂的（不一定有此必要）。低强度破断属概率内，高强度断裂则显然是光纤余长不够。
如安装后期断纤，一般可以认为主要是光纤余长不够或与光单元“回缩” 有关。但如果有两芯及以上的光纤在几乎同一位置断纤，可以立即判定不属光纤强度问题（概率为零），如OPGW设计和生产无问题即光纤余长足够，应从施工或其他方面找原因。
B模式故障原因主要有：短路电流过大，如超过OPGW承载量数倍，属系统故障或设计不当；受雷击，属天灾人祸；但多数是OPGW设计或结构性缺陷引起，在正常短路时光单元的温度过高造成塑料融化并烧断光纤。
对C模式故障：光单元开裂毫无疑问属技术路线、设备和加工工艺问题；光单元“回缩” 实质上是相对于绞线的缆体伸长，会转换为A故障，主要原因应属结构设计（如线材搭配不合理）、加工工艺控制出问题。但不能排除施工不当，比如施工时不用防扭器和防扭鞭等引起OPGW过度反向扭转造成缆体伸长，这种故障多见中心管、单层绞线结构。
D模式故障原因：有可能是材质问题或生产时金属线材接头（标准不允许外层线接头）引起；也可能是结构设计外层用线太细，线材强度低并且抗雷性能太差。如属几股线几乎同位置断，故障主要是雷击引起。
E模式故障原因较简单，主要是OPGW与线夹不匹配引起，同时不能排除金具质量问题。

（3）关于雷击

ADSS挂在导线之下，几乎所有的厂商都以ADSS光缆“不受雷击” 为宣传口号。ADSS受直接雷命中的可能性确不大，但对一条己有电蚀故障、污染严重并受潮、事实上己是导体的ADSS光缆，不受反击雷和绕击雷的证据似乎不足。很难介释的是：有些故障表现出很大的能量密度（显然排除防振鞭刻痕），感应所造成的电弧能否贡献如此大的能量值，但判为受雷击的证据也不足。
OPGW本身就是避雷线，受直接雷击的可能性最大。
据日本电力1983至1992年的10年统计，雷击断股故障为每100公里每年0.08次，其中中部电力公司的OPGW则为每年受2次雷击并断股。高充电电荷即高能量的冬季雷最具杀伤力，其能量约几近500库仑，而夏季雷通常最高为10库仑。
1997年德国的报告称，在巴伐里亚地区的OPGW每年总会发现几处雷击断股，通常断1-2股，也有断4股，最多一次是断7股并且造成光纤烧断。
2000年巴西的报告进一步指出：试验结果表明，OPGW仅受一次雷击不会引起严重损坏，但连续的、长时间的（0.1-1.0秒）持续雷电流会严重威胁OPGW安全运行。
近几年，我国也屡有OPGW雷击故障的现象或报告。公开报道的有湖北省的双-南线，在安装后受雷击外层铝合金线断股，还有是河南安阳在安装时临时停工即遭雷击打断6股，应看到这两个地区仅属中等雷暴日地区（30—40雷暴日/年）。
我国500KV线路的耐雷水平较高，220KV线路次之，架空地线型号多为LGJ钢芯铝绞线和GJ镀锌钢绞线，GJ线在我国应用了几十年，已被证明有良好的耐雷性能。
在220KV及以下的新建线路或老线路更换地线的工程中，限于杆塔和气象条件，有时候要求OPGW的线径小、承载的短路电流大，有的干脆把GJ50的机械指标加上短路电流值来要求OPGW。OPGW的外层绞线一般是铝包钢和铝合金线，与镀锌钢线是有一定的差异。过小的线径和不富裕的热容量对耐雷性能是不利的。
至今国内还没有相应的工程设计（或配置）规范，而且还没有一个试验机构能够按（国际/国家/行业）标准对OPGW做雷电流试验，对开展OPGW抗雷击的研究不利。

5.5.5 紧急抢修和临代方案的探索

电力架空光缆发生故障后的紧急抢修和临时代用在国内外都没有成熟的经验,我们以ADSS和OPGW为例，提出的方案有些是设想，供合同探讨。

（1）ADSS抢修（MASS作参考）

架设在导线之下的ADSS和MASS可以不停电抢修, 条件是：要有足够、合适的光缆和相应的金具。一般是按原配盘再架设一条型号规格相同的光缆，并在原接头盒接头。在通信恢复以后再拆除或保畄原故障光缆。由于上方导线带电，放线紧线时应密切注意安全，避免光缆跳动碰到导线。
架设在导线之上的ADSS光缆在停电之前不可能处置，可在导线下方再架设一条光缆，原理和方法同上。

（2）ADSS临代方案
如果没有足够长度的光缆，在该耐张段内能找到承力杆塔（如转角）可供利用，可在测量判定断纤位置后更换原接头盒至该承力杆塔的局部段，耐张线夹和悬垂线夹的予绞丝应更换，其他结构件如无损伤，原则上可重复利用。
如果在耐张段内没有可利用的承力杆塔，也可更换局部段，一般至少为2档并增加一个接头盒。若更换档都是直线杆塔，要把悬垂金具改为悬垂耐张线夹（图22），使直线杆塔受力状态不变而对光缆是耐张的，要采用一些特殊的施工方法和措施，并保持杆塔两侧光缆的张力平衡。
如果没有原型号规格的光缆，大规格（RTS）代小规格原则上可用，小规格代用时应控制（加大）弧垂减小张力，这时对地间距可能不满足。

图22 悬垂耐张线夹示意图

（3）OPGW抢修临代方案

如果发现OPGW断股，可以采用类似图18防振锤护线条的专用修补护线条抢修，避免故障进一步扩大。至于断股经修补的OPGW要不要更换，我们的观点（供讨论）是参照相关标准中雷击试验的的要求：计算扣除断股后OPGW的剩余抗拉力，若大于75%RTS则可考虑不更换，但在同一档内修补点不超过两个。
如果在停电之前要对通信紧急抢修，在220KV及以下可在配盘耐张段内两个接头盒间临时架挂ADSS或MASS光缆代用，此时有可能新架挂光缆的弧垂和净空高度不能保证达到要求。
500KV线路如能找到合适的挂点（某些直线塔上有可能找到，耐张塔较困难）也能用ADSS光缆临时代用。也许用MASS抢修更合为适（还没有实践经验），它与挂点场强无关，需要认真考虑的是线夹直接接地还是加绝缘。
当条件具备（主要是停电）时，可安排更换故障光缆。通常要求用原规格型号的光缆更换整个配盘耐张段，如在该耐张段里有承力塔可利用，在精确测量判定故障位置后，也可增加一个接头盒更换局部段。
从原理上讲，OPGW与ADSS一样，也可通过改变线夹的型式（图22）在直线塔上更换局部段，只是对两侧不平衡张力的控制要求更高。对悬垂耐张线夹还可以提出更进一步的改进要求，使之更适用和实用。
更换的光缆最好与原相同。如果机械强度、短路电流和张力弧垂等特性经计算满足要求，不同规格型号的OPGW也可用，但要慎重。

（4）ADL、GWWOP检修方案

捆绑或缠绕在线上的ADL或GWWOP，用更换法检修不见得合理。除了用ADSS或MASS代用外，也许在另一侧上再重新捆绑或缠绕一根是最经济的办法。

5.6 光缆线路维护标准（资料性）
5.6.1 光缆特性指标合格率

光缆特性指标合格率=合格项目/应测项目× 100% （3）
质量成绩评定指标
A级线路：光缆使用年限在8年以内的光缆线路，应达到95分以上。
B级线路：光缆使用年限在8-15年以内的光缆线路，应达到90分以上。
C级线路：光缆使用限在15年以上的光缆线路，应达到85分以上。

5.6.2 光缆通信障碍阻断指标

（1）干线系统全程可通率：应达到98%以上。
（2）干线系统每系统允许年阻断时间175小时，其中
停机测试留用25小时；
光电设备（中继器）允许阻断25小时；
光缆线路允许阻断125小时。
（3）干线系统任意长度光缆线路允许年阻断时间计算
障碍阻断指标=125h×实际维护长度km/2500km × 100% （4）
（4）平均每百系统千米障碍次数=
障碍总次数（次）/系统总长度（系统千米）×100（系统千米）（5）
（5）平均每百系统千米障碍历时=
障碍总历时（分）/系统总长度（系统千米）×100（系统千米）（6）

5.6.3 光缆线路质量标准

该标准作为值勤维护的质量标准，也是光缆线路验收标准。
（1）光纤中继段衰减应不大于工程设计值+5dB。
（2）中继段OTDR曲线与竣工资料相比，每千米衰减变化量不超过0.1dB/km。
（3）光缆接头损耗不大于0.8dB/ 个（双向平均值）。

6. 结束语

我国的电力架空光缆应用起步很早，差不多是与国际上同步的。但直到最近几年才形成规模化应用和相应的产业。国家相关部门又不失时机地组织制定了相关标准，为更大规模地推广应用打了扎实的基础。
通光集团积十余年光缆设计、生产制造、质量控制和售后服务的专业知识和经验，先期开发了ADSS光缆，应用于各地电力系统中；而后又自主开发了民族品牌的OPGW，在500KV、220KV和110KV及以下系统中广泛应用；还在国内率先开发了MASS和OPPC及ADL、GWWOP光缆。
我们认识到，电力架空光缆在我国的应用己初具规模并向深层次发展，己建和在建的电力通信工程如何运行和维护好，使之发挥更大的社会经济效益，是摆在面前的重大课题。电力架空光缆在运行维护方面，与常规光缆有共性但又有很大的区别。根据我们对电力通信的理介，参考公用通信网的相关规程，结合我们对行业的了介和己经掌握的理论知识及实践经验组织撰写了本文，旨在抛砖引玉、为从事电力通信的领导和同行提出一些建议，推动我国电力通信事业的发展。

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作者简介
黄俊华　　　　通光集团有限公司副总经理
张强　　　　　通光集团有限公司董事长、总经理
张忠　　　　　江苏通光信息有限公司总经理
李万盟　　　　通光集团有限公司副董事长、总工程师
张建明　　　　通光特种光缆公司总经理

企业认证：	已认证
所在地区：	江苏
主营产品：	半导体芯片，光有源、无源器件，电子线缆，高频电缆，耐高温电缆展开全部
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