【导读】随着我国电力系统智能化、信息化的发展,电力通信光缆在电网建设中的作用日益凸显。它不仅承担着信息传输的功能,还具备适应复杂电力环境的能力。目前常见的电力光缆包括OPGW、OPPC、ADSS以及光电复合缆等多种类型。它们虽然用途不同,但基本结构大致相同,主要包括缆芯、强度元件、阻水材料和护套四大部分。
随着我国电力系统智能化、信息化的发展,电力通信光缆在电网建设中的作用日益凸显。它不仅承担着信息传输的功能,还具备适应复杂电力环境的能力。目前常见的电力光缆包括OPGW(光纤复合架空地线)、OPPC(光纤复合相线)、ADSS(全介质自承式光缆)以及光电复合缆等多种类型。它们虽然用途不同,但基本结构大致相同,主要包括缆芯、强度元件、阻水材料和护套四大部分。
一、电力光缆的基本结构组成
电力光缆作为一种特殊的通信线缆,不仅要满足光纤通信的要求,还要承受电力线路中复杂的机械应力、电磁干扰和恶劣天气条件。因此,其结构设计非常讲究,通常由以下四个核心部分组成:
1、缆芯(光纤单元)
这是光缆的核心部分,负责传输光信号。通常由多根光纤组成,按照一定的排列方式封装在松套管或紧套管中,中间可能填充油膏或干式阻水材料以防止水分侵入。
光纤类型:常用G.652D单模光纤;
保护方式:采用不锈钢管或塑料管包裹,增强抗压能力;
数量范围:根据工程需求配置4~288芯不等。
2、强度元件(承载层)
用于提高光缆的机械强度,承受拉力、弯曲、风荷载等外力影响。根据不同类型的光缆,强度元件可以是金属丝、芳纶纤维或玻璃纤维等。
OPGW光缆:使用铝包钢线或铝合金线作为铠装层;
ADSS光缆:使用高强度芳纶纱作为非金属加强件;
OPPC光缆:内置导体中加入光纤单元,兼具通电与通信功能。
3、阻水材料
为了防止水分渗透导致光纤衰减增加甚至损坏,光缆内部会填充阻水油膏或采用干式阻水带。这种材料能有效阻止水分沿缆芯纵向扩散。
湿式阻水:传统方式,使用硅油类膏状物;
干式阻水:新型环保设计,采用吸水膨胀粉末或阻水带,减少维护难度。
4、护套(外被层)
光缆最外层的护套起着防潮、防腐、防紫外线和耐磨的作用。根据敷设环境不同,选用不同的材料。
聚乙烯(PE)护套:适用于户外架空敷设,耐候性强;
阻燃聚氯乙烯(PVC)护套:用于室内或隧道内敷设;
双层护套设计:提升防护等级,延长使用寿命。
二、常见电力光缆类型及其结构特点
1、OPGW光缆(光纤复合架空地线)
OPGW是最常见、最重要的电力通信光缆之一,广泛应用于高压输电线路中。它同时具备地线功能和通信功能,具有高可靠性、长寿命的特点。
结构特点:
中心为不锈钢光纤单元;
外层由铝包钢线或铝合金线绞合而成;
可承受较大的张力和雷击电流;
应用电压等级:110kV及以上输电线路。
应用场景:
高压及超高压输电线路;电力骨干网通信主干;智能电网、变电站互联。
2、ADSS光缆(全介质自承式光缆)
ADSS是一种完全由非金属材料构成的自承式光缆,适合在已有电力杆塔上架设,无需额外支撑。
结构特点:
内部为光纤束+中心加强芯;
外层为芳纶纱作为强度元件;
护套为高性能聚乙烯材料;
全介质设计,无金属成分,防电磁干扰。
应用场景:
已有输电线路改造加挂;城市配电网通信;跨越铁路、河流等复杂地形。
3、OPPC光缆(光纤复合相线)
OPPC是将光纤嵌入电力相线中的一种复合型光缆,既可传输电能又可实现通信,是智能电网的重要组成部分。
结构特点:
将光纤单元置于导体中心;
导体由铝绞线或钢芯铝绞线组成;
同时具备通电和通信双重功能;
安装方式与常规电力导线一致。
应用场景:
配电网自动化系统;智能变电站通信;不允许架设地线的场合。
4、光电复合缆
光电复合缆是在同一缆体内集成光纤和电力导线的复合型线缆,常用于供电与通信一体化的场景。
结构特点:
包含光纤单元和铜/铝导线;
多层护套结构,防水、防火、防电磁干扰;
可同时传输电力与数据信号。
应用场景:
视频监控系统供电与通信;城市路灯照明+通信;物联网终端供电与数据回传。
三、如何选择合适的电力光缆?
1、电压等级与线路类型:高压线路优先选用OPGW;低压配网可考虑ADSS或OPPC。
2、敷设方式:新建线路建议使用OPGW;已有线路加挂宜选ADSS。
3、通信需求:需高速大容量通信时,应选用芯数较多的光缆。
4、环境条件:高寒地区应选用低温性能好的护套材料;沿海地区注意防腐处理。
5、预算与运维成本:OPGW初期投入较大但寿命长;ADSS安装简便但需定期检查。