OPGW光缆光纤复合架空地线主要由含光纤的缆芯光单元和绞合的金属线材一般为铝包钢线和铝合金线组成,其中光纤提供光信号传输通道,钢部分主要承受机械负载,铝部分主要承载短路电流。根据光单元保护管的不同,OPGW光缆又分为铝管结构和不锈钢管结构两大类。铝管结构的OPGW光缆主要有层绞式和铝骨架式两种,不锈钢管结构的OPGW光缆又有单层不锈钢管和带内衬的复合不锈钢管之分。图为层绞不锈钢管光缆的结构示意图,
主要由不锈钢管光单元、铝合金线线、铝包钢线线三种结构元件按照一定的排列方式分层绞合而成。图层绞不锈钢管光缆对于光缆的光单元来说,要确保缆内光纤在实际应用条件下长期可靠生存,需同时满足光纤受力、光纤受热、光纤受潮等几方面的要求。
要保证OPGW光缆在各种不同的受力条件下,OPGW缆内光纤均无明显的应变和光学性能的明显劣化,保持光缆内合适的光纤余长是关键所在。铝骨架结构的光缆,由于采用紧套管结构,没有套塑余长,只有绞合余长,所以总的光纤余长较小,应力对光纤影响较大。但其抗侧压性能良好,在特殊的应用条件下,有其特定的技术优势。OPGW层绞式光缆,不论铝管结构,还是不锈钢管结构,均可通过调节绞合节距获得足够的光纤余长,其产生光纤余长的机理与层绞式光缆是完全一致的。特别是复合不锈钢管结构的光缆,由于内衬的存在,无须进行冷拔不锈钢管在冷拔过程中会大量消耗哈尔滨工程大学硕士学位论文最高允许温度等有着密切的关系。为保证短路时不锈钢光单元的瞬时高温不超过最高允许温度,光缆本身所具备的短路电流容量就必须大于实际的短路电流容量,即短路电流平方与短路电流持续时间的乘积。因此,要提高光缆的耐热性能,可增大光缆的短路电流容量,或对实际短路电流大小及持续时间加以限制。除短路故障之外,雷击是造成光缆瞬时高温的另一个因素。与短路故障相比,雷击的瞬间电流强度更大,但持续时间很短通常为微秒数量级,因此雷击导致温升的热容量要小于短路产生的热容量。但短路电流作用于光缆的是整个金属截面,而雷击电流只局限于一根或数根金属单丝的某一小段上,能量的集中导致这一小段金属丝上的高温足以将其局部或完全融化。这就是雷击造成光缆断股的主要原因。可以说,雷击考验的是光缆外层每一根金属绞线瞬间高热的承受能力,那么避免雷击损害的有效办法,就是增大外层单线的截面积,可能的情况下,OPGW光缆外层金属丝的直径以尽可能大为宜。
