光纜終端接續保護卡具的研制及應用

李國良，楊潤平，高志華，蘇潤梅

（內蒙古超高壓供電局，呼和浩特 010080）

0 引言

通過對內蒙古超高壓供電局2018—2019年光纜運行維護數據進行分析，發現光纜接續使光纖脫落、斷裂故障占光纜運行故障總數約40%。內蒙古超高壓供電局維護的500 kV線路OPGW（負荷架空地線）光纜線路總長為4 190.5 km，按照光纜架設最大中繼距離要求5 km一個接續點估算，約有840個光纜接續點，500 kV變電站內有106條500 kV線路和148條220 kV線路OPGW光纜接入接續點，合計約1100個光纜接續點[1]。當前變電站OPGW光纜引下線接續處或輸電線路OPGW光纜接續處承受光纜接續盒、余纜架及光纜的質量，在惡劣天氣或外力作用下，光纜接續處存在光纖脫落、斷裂的風險[2-4]。內蒙古電網光纜線路年運行率指標為99.90%，提高光纜線路運行率成為光纜運行維護工作中急需解決的問題[5-6]。為此，內蒙古超高壓供電局研制了光纜終端接續保護卡具，通過加強光纜接續盒處光纜的支撐力，從根本上解決光纜接續處承載力小的問題，從而降低光纜接續的故障率。

1 光纜終端接續保護卡具設計

光纜終端接續保護卡具分成3個部分（見圖1）：桿塔固定部分、構件連接部分及光纜緊固部分，從經濟性、施工難度、絕緣性能、工藝等方面進行選材[7-8]。

圖1 光纜終端接續保護卡具結構示意圖

1.1 桿塔固定部分

對強力卡式實心抱箍、U形抱箍、全鋼美式抱箍3種固定方法，分別從施工難度、經濟性等方面進行綜合對比，如表1所示。通過對比分析，全鋼美式抱箍耐腐蝕、可自由調節長度、受力均勻、安裝及維護便捷、性價比高[9]；U形抱箍連接牢靠，但質量較大，不方便調節長度，施工難度較大，且價格昂貴；強力卡式實心抱箍不易斷裂，不可自由調節長度，雖承力大，但價格較高。因此，桿塔固定部分最終選擇了全鋼美式抱箍。

表1 桿塔固定部分工藝選型

1.2 構件連接部分

構件連接部分擬采用不銹鋼單孔和雙孔卡座兩種方案，從桿塔固定部分、光纜緊固部分連接可靠性和光纜緊固部分穩定性方面進行了綜合對比，如表2所示。通過對比分析，采用不銹鋼雙孔卡座，配套使用長度為10 cm連接螺紋桿，能夠保證螺紋桿頂端在400 N外力下，螺紋桿偏移角度＜5°，穩定性好。采用不銹鋼單孔卡座，配套使用長度≤8 cm的螺紋桿，能夠保證螺紋桿頂端在400 N外力下螺紋桿偏移角度＜5°；光纜接續處到架構固定卡座距離為8~10 cm，所以應選擇裝置的螺紋桿需長度≥10 cm。但經實驗檢測，螺紋桿長度≥10 cm時，在400 N的外力作用下螺紋桿偏移角度＞5°，穩定性差。因此，在構件連接部分，選擇不銹鋼雙孔卡座。

表2 構件連接部分工藝選型

1.3 光纜緊固部分

光纜緊固部分按照所需材質提出了不銹鋼+絕緣、絕緣橡膠線夾（內含鋼支撐）兩種方案。并從光纜固定和絕緣性能兩方面對方案進行了綜合對比，如表3所示。分析發現，不銹鋼+絕緣能有效固定光纜，但材質硬度較大，容易與OPGW光纜接觸部分磨損，造成絕緣材料破損，引起OPGW光纜多點接地[10-11]。因此，選擇絕緣橡膠線夾（內含鋼支撐）作為光纜緊固部分的材質。經現場實際勘查，光纜接續處出線OPGW光纜與導引纜間距在6.5~7.5 cm，故采用絕緣橡膠線夾孔徑間距7 cm；常規應用的OPGW光纜線直徑為12 mm、導引纜線直徑為10 mm，為有效固定光纜，設計絕緣橡膠線夾的孔徑為8 mm。

表3 光纜緊固部分工藝選型

2 卡具應用

現場對安裝完畢的保護卡具施加784 kN的拉力，進行10次拉斷試驗，保護卡具未脫落和損壞。2019年9月，分別在野外輸電線路上選擇了30處接續點，在500 kV變電站內選擇了20處接續點，共計50處接續點進行安裝實施，見圖2。經現場實際應用，該保護卡具對光纜接續處起到了良好的固定作用，未發生由于光纜接續處光纖脫落、斷裂而引發的光傳輸通道故障。

圖2 卡具安裝效果

3 結束語

光纜終端接續保護卡具填補了該領域國內空白[12]，能夠為光纜接續處提供額外的承力裝置，消除了光纜接續處脫落、斷裂的隱患，避免了由于光纜接續故障造成光通道業務中斷故障的發生。