ADSS光缆设计规定和技术要求

光纤与ADSS光缆设计规定广东省电力设计研究院,ADSS光缆设计规定和技术要求,具体内容,1、光纤的相关内容2、ADSS光缆的设计规定3、ADSS光缆的技术要求,光纤1966：英籍华人高锟(C.K.Kao)和Hockham预见利用玻璃可以制成衰减为20dB/km的通信光纤。（当时最优良的玻璃衰减为1000dB/km左右）1970：衰减为20dB/km的通信光纤研制成功1980：光纤衰减降低到0.2dB/km1550nm，接近理论值光源1960：T.H.Maiman发明红宝石激光器，产生了单色相干光1970：GaAlAs双异质结半导体激光器实现了室温下连续工作，为光纤通信提供了良好的光源(850nm)80s：InGaAsP长波长半导体激光器研制成功(1300nm/1550nm)光检测器PIN：高频响应好，噪声小APD：灵敏度高，噪声较大,1、光纤的相关内容,光纤在80年代初开始规模化商用应用光电中继器被用来克服光纤的衰减无法大规模应用的原因是因为在每个光电中继器都需要：光电转换（O/E）：识别信号信号的电放大电光转换（E/O）:光信号的再发射1988:掺铒光纤放大器通过受激辐射实现光放大放大了自发辐射噪声使不同波长的多个光通道同时放大成为可能波分复用(WDM),1、光纤的相关内容,光纤的结构和原理多模单模全反射单模光纤的主要特性参数传输特性：衰减、色散、PMD、MFD、截止波长、弯曲损耗、非线性效应几何参数：包层直径、包层不圆度、芯/包同心度、涂层直径、涂层/包层同心度机械特性：筛选强度、拉伸强度、静态疲劳参数、动态疲劳参数、涂层剥离力、翘曲环境特性：温度循环、湿热、热老化、浸水,1光纤的相关知识,G.651:多模光纤G.652:标准单模光纤G.653:色散位移光纤在DWDM应用中存在严重的问题G.654:截止波长位移光纤主要用于海底通信系统G.655非零色散位移光纤在DWDM应用中具有更好的性能G.656用于宽带光传送的非零色散光纤,1光纤的相关知识,光纤的基本结构,直径250m,Plasticcoating塑料涂覆层,Opticalclad(Silica)石英光纤包层,Core(Silica)石英纤芯,125m,纤芯:光在其内部及附近传播。不同种类光纤的直径不同包层：目的是造成折射率差，形成全反射，并提高其机械强度。其外径为125m涂覆层：由内涂层和外涂层两层构成，其外径为250m左右内涂层：低模量，柔软，起缓冲作用内涂层：高模量，较硬，用于抵御外界压力,1光纤的相关知识,折射时间上光在两点间沿最短路径传播折射率在透明介质中，折射率是光在介质中的传播速度与光在真空中的传播速度之比全反射当光由光密介质射入光疏介质时，在满足一定的入射条件下，折射光消失，反射光的能量与入射光的能量相等模式模式是指振荡或传播的方式如：一束光，一串振荡,n=V/C,1光纤的相关知识,单模光纤单模光纤(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。,1光纤的相关知识,多模光纤多模光纤(MultiModeFiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。,1光纤的相关知识,衰减：光在传输中部分能量损失色散：接收信号经传输后失真,1光纤的相关知识,典型的光纤损耗谱,与石英玻璃的特性直接相关需要在很宽的频谱范围内控制光纤的损耗,C波段（1530-1565nm）；L波段（1565-1625nm）；E波段（1360-1460nm）；S波段（1460-1530nm）；U波段（1625-1675nm）,1光纤的相关知识,衰减,色散是指折射率随波长的非线性变化.传播特性（特别是群速率）随波长变化色散可正可负,如果群延时随波长而增加称色散为正因为没有任何光信号是单色的，所以色度色散影响所有的光传输系统色度色散是可逆的，即可以补偿,色散,1光纤的相关知识,模场直径:光在纤芯中及其附近传播光功率分布曲线近似于高斯分布，即铃状模场直径大约为铃半高的宽度模场直径的计算采用国际PetermanII模型,1光纤的相关知识,光纤传导光的能力随波长变化长波长，模式少短波长，模式多，但是高阶界模亦会被传导=截止波长（c）是单模光纤保证单模传输的最小波长在截止波长以下，基模能量传递给高阶界模c可通过测量弯曲损耗利用归一化方法计算出在短距离（2M）时测c在22M时测cc在光缆中实际的截止波长要远小于用归一化方法的计算值,截止波长,1光纤的相关知识,光纤属弱波导，光波从直线部分进入弯曲部分时，传导模式变为辐射模式而产生损耗这种现象叫弯曲损耗波长越长，波导越弱，弯曲损耗越明显对于标准的单模光纤，弯曲损耗随2W0增长Increaseswith2W0随c增加而减小Decreaseswhencincreases在小直径的棒上绕光纤来测量损耗的增加(60mm直径100圈)，可计算出弯曲损耗,弯曲损耗,1光纤的相关知识,基模由两种模式组成，是简并的（难以区分）.如光纤不圆，则存在双折射，两个模传播速率不同导致的差分群时延（DGD）在时间、空间统计上是随机的PMD是差分群时延差的平均值，单位是ps/km,主偏振状态,差分群时延,偏振模色散(PMD),1光纤的相关知识,骨干:超大容量、超长距离TDM：2.5/10bit/s广泛应用，40Gbit/s试验系统已经成功DWDM：32/40波系统已经实用化，128/256波试验系统开通延长再生中继距离城域:MSTP接入:FTTx:FTTB+LAN,FTTHPON:APON,EPON,GPON,1光纤的相关知识,光纤通信技术发展趋势,80年代初:单模光纤1300nm窗口传输，零色散1300nm后来发现:光纤在1550nm的衰减更小但是,SMF的色散太大,所以出现了DSF（G.653),BUT:随着WDM/光放大的出现零色散导致严重的四波混频,非线性造成严重的信道间的交叉干扰,下一代光纤该如何发展?,1光纤的相关知识,光纤发展的历史回顾,挑战!单信道速率越来越高:2.5/10/40Gbit/s信道间隔越来越小:100/50/25GHz无再生中继距离的延伸,对策色散管理色度色散DOS偏振模色散(PMD)非线性效应有效面积色度色散喇曼放大有效面积多波段扩展(S/C/L)零色散点,1光纤的相关知识,骨干网（ULH/LH系统）需关注的问题,挑战!单信道速率越来越高:2.5/10/40.Gbit/s对各种应用透明:ATM/GE/10GE系统的经济性:DWDMVs.CWDM灵活性可扩展性后向兼容性路权,对策MetroNZDSF支持1310nm窗口支持更长的色散补偿距离支持多波段多波段扩展(O/E/S/C/L)ROW(路权)解决方案,1光纤的相关知识,本地网（城域网）需关注的问题,未来的光纤应具有：适中的色散”(6-10ps/nm/km)、适中的有效面积（50m2）更低的色散斜率（0.07ps/nm2/km）更低的PMD链路值（0.04ps/km）,保证足以抑制光纤非线性的不利影响（FWM和XPM）的影响，又不至于色散代价太大最佳兼顾非线性损伤和喇曼增益兼容S/C/L波段，并降低补偿成本兼顾10/40Gb/s光传输系统的要求,1光纤的相关知识,未来光网络需要什么样的光纤?,1光纤的相关知识,未来光纤,全介质自承式光缆alldielectricself-supportingopticalfibercable(ADSS光缆)根据特定条件架设在输电线路上的全介质无金属自承式光缆。电痕和电腐蚀trackingandelectricitycorrosionADSS光缆对导线和大地之间的电容耦合，使光缆表面感应一个电位。在污秽地区，当出现雾、露、或雨后，将在潮湿的污秽层表面形成导电层，进而感应电压的驱使下，形成漏电流和干带电弧放电，干带电弧可在ADSS光缆表面造成树枝状的碳化通道即电痕，从而导致聚合物的破坏，干带电弧也可产生热，使聚合物自身的结合里下降，慢慢形成电腐蚀。电痕和电腐蚀最终造成ADSS光缆的外护套破坏。,2术语和定义,额定拉断力ratedtensilestrength（RTS）按ADSS光缆结构计算出的拉断负荷。年平均运行张力everydaystress（EDS）无风无冰的年平均气温计算情况下的弧垂最低点张力。最大允许运行张力maximumallowabletension（MAT）在满足光纤应变和附加衰减的条件下，光缆所能承受的最大水平拉力。大跨越largecrossingADSS光缆线路跨越通航大河流、湖泊或海峡等，因档距较大（在1000m以上）或杆塔较高（在100m以上），光缆选型及防振需特殊考虑，且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。,2术语和定义,可行性研究内容深度要求描述工程必要性、设计依据和范围、电力通信系统现状。电力通信系统现有资源可利用情况及调研概况。对各种可能的路由，可能的布放方式做出方案，并进行技术经济比较，提出推荐意见。同时对原有送电线路杆塔的负荷情况进行校验，对于超出原设计负荷的杆塔提出相应的处理措施。根据送电线路的气象条件、电场强度分析、对交叉跨越物距离、系统通信确定的光缆芯数和光纤芯标准等要求，推荐ADSS光缆的选型及挂点方案。列出推荐的ADSS光缆的机械电气特性。根据送电线路工程设想的主要技术原则和推荐ADSS光缆的选型，编制工程投资估算。,3设计内容深度要求,初步设计内容深度要求描述可研批复情况、工程的必要性、设计依据和范围、电力通信系统现状和资源可利用情况。在可研基础上，进一步对原有送电线路杆塔的负荷情况进行校验，对于超出原设计负荷的杆塔必须提出相应的处理措施。在可研批复意见的基础上，根据送电线路的气象条件、电场强度分析计算、对交叉跨越物距离、系统通信确定的光缆芯数和光纤标准等要求，推荐ADSS光缆的选型及挂点方案。列出推荐的ADSS光缆的机械电气特性。根据送电线路杆塔的结构形式和荷载情况，提出推荐的ADSS光缆金具串的组串型式。根据送电线路工程设想的主要技术原则和推荐ADSS光缆的选型，编制工程概算。图纸内容：初步设计说明书、线路路径方案图、ADSS光缆张力特性表、金具串组装图（主要型式）、杆塔型式一览图、挂点一览图、设备材料估列清单和初步设计概算书。,3设计内容深度要求,施工图设计内容深度要求应严格按照初步设计审批意见进行施工图设计。如有重大变更，应详细说明原因并报原初步设计审批部门审批。图纸内容：（1）施工图设计说明书：应明确设计范围和原则、施工注意事项；（2）杆塔明细表：应明确各塔位的塔型和挡距、ADSS光缆的配盘情况、挂点位置、金具串和附件的配置及线路的交叉跨越物；（3）ADSS光缆张力特性表和张力弧垂放线表；（4）线路路径方案图；（5）杆塔型式一览图；（6）ADSS光缆挂点位置安装图（7）金具串组装图，含防振措施；,3设计内容深度要求,施工图阶段图纸内容（续）（8）光缆导引夹具、接头盒及余缆架安装方式；（9）挂点连接金具加工图；（10）杆塔补强措施施工图（需杆塔补强时）；（11）设备材料清单：应列出光缆及附件的备品和专用的施工器具的数量；（12）厂站内光缆敷设施工图：应明确光缆的敷设路径和敷设方式；（13）光纤纤序和色谱对照表；（14）纤序和光路对照表；（15）成端端子对照表；（16）施工图预算书（业主有要求时）。,3设计内容深度要求,竣工图设计内容深度要求根据施工图的内容将发生变化的内容进行补充。在工代的基础上进行修编。必要时进行施工图预算。,3设计内容深度要求,ADSS光缆的设计气象条件（全国）,4ADSS光缆的设计规定,ADSS光缆的设计气象条件（广东）,4ADSS光缆的设计规定,ADSS光缆的机械特性设计ADSS光缆的设计安全系数ADSS光缆的设计安全系数不应小于2.5，且宜大于导线的设计安全系数。ADSS光缆在弧垂最低点的最大张力，应按下式计算TmaxTP/KC式中：TmaxADSS光缆在弧垂最低点的最大张力，N；TPADSS光缆的额定拉断力，N；KCADSS光缆的设计安全系数。悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。在稀有风速或稀有覆冰气象条件时，弧垂最低点的最大张力，不应超过拉断力的60，悬挂点的最大张力，不应超过拉断力的66。,4ADSS光缆的设计规定,ADSS光缆的年平均运行张力及防振措施ADSS光缆的年平均运行张力上限不得大于额定拉断力的25%，并应根据平均运行张力的上限，采取相应的防振措施。ADSS光缆的年平均运行张力上限和相应的防振措施，应由ADSS光缆和配套金具的供应商提供并负责。如采用防振鞭作为防振措施，为避免防振鞭与金具预绞丝末端过近产生电弧，防振鞭距金具预绞丝末端的距离应满足下表要求的数值。,4ADSS光缆的设计规定,防振鞭与预绞丝末端的距离,4ADSS光缆的设计规定,ADSS光缆的挂点位置设计ADSS挂点位置的电场强度应满足16页表要求的ADSS光缆外护套对应的电场强度值；ADSS光缆在最大计算弧垂下对地面及交叉跨越物的距离不应小于17页表所列数值；杆塔挂点的构件强度和杆塔整体强度均能承受光缆产生的机械荷载；在各种工况下，光缆与导线或地线在档中不应发生碰撞；光缆悬垂金具串在最大风偏摇摆时不碰触杆塔构件；尽量方便施工和运行维护,4ADSS光缆的设计规定,空间电场强度校验根据实际挂点位置的空间电场强度选择和校核ADSS光缆外护套的级别，并应结合线路的污秽条件，考虑外护套在运行中的性能衰减。,ADSS光缆挂点所处的空间电场强度控制值(kV/m),4ADSS光缆的设计规定,交叉跨越距离ADSS光缆对电力线路、弱电线路、建筑物等的交叉跨越距离，在最大计算弧垂下不应小于下表所列数值。,4ADSS光缆的设计规定,杆塔荷载校验ADSS光缆的架设依附于电力线路，杆塔荷载的校验必须遵照相应的线路设计规程。对于利用旧有电力线路附挂ADSS光缆，杆塔荷载校验可执行该线路原建设时期的设计规程。附挂ADSS光缆后超过原设计荷载的杆塔，应采取相应的措施予以解决，如更换杆塔构件、加装拉线或在该杆塔旁边合适的范围内另立光缆的支撑杆塔。,4ADSS光缆的设计规定,ADSS光缆的配盘ADSS光缆的盘长配置应综合考虑施工、运行维护等因素，盘长应计及施工用线长度、两侧引下线长度及光缆两次熔接长度，一般宜取34km，靠设备侧的缆盘长度宜大于1km。盘长计算中，施工用线长度一般宜取6070m，两侧引下线长度一般宜取光缆挂点距地高度加1520米，光缆两次熔接长度一般宜取10m。,5ADSS光缆金具及附件,金具的设计安全系数金具的安全系数应符合送电线路相应设计规程的要求。对于一般线路，金具强度的安全系数不应小于下列数值：最大使用荷载情况2.5断线、断联情况1.5对于大跨越线路，金具强度的安全系数不应小于下列数值：运行情况3.0断线情况2.0验算情况1.5,5ADSS光缆金具及附件,悬垂线夹用来将ADSS光缆吊挂于直线杆塔上，应采用预绞丝型。悬垂线夹必须满足垂直荷载的要求。线夹本身不得产生对ADSS光缆造成损害的应力集中。可以承受微风振动的影响，必要时采用防振装置来控制微风振动。可以承受舞动的影响，必要时采用防舞动装置控制舞动。单悬垂线夹两侧悬垂角的平均值不应大于15，双悬垂线夹两侧悬垂角的平均值不应大于30。线夹的握力应不小于规定的不平衡荷载的要求，一般为ADSS光缆额定拉断力的1020。,5ADSS光缆金具及附件,耐张线夹承受ADSS光缆张力，将ADSS光缆连接至耐张杆塔上，一般采用预绞丝型。线夹的握力应大于ADSS光缆的75%RTS。线夹机械强度达到ADSS光缆最大工作张力时，光缆不应有任何损伤，同时对光信号不应有任何影响。在温升情况下（光缆表面温度达到70），线夹机械强度达到平均运行张力100EDS时，光缆不应有任何损伤，同时对光信号不应有任何影响。线夹本身不得产生对ADSS光缆造成损害的应力集中。应能承受微风振动的影响，必要时采用防振装置来控制微风振动。应能承受舞动的影响，必要时采用防舞动装置来控制舞动。,5ADSS光缆金具及附件,防振金具用来控制由风引起的ADSS光缆的微风振动。防振金具本身不得产生对ADSS光缆造成损害的应力集中，对于有螺栓夹子型的防震装置，应在ADSS光缆上使用护线条。依据ADSS光缆的设计，应将微风振动控制在可以接受的范围内。应能承受微风振动，自身不产生疲劳。应能承受舞动的影响，不会减弱防振功能或导致ADSS光缆受到损伤。防震金具的材料应能承受电气应力，同时不会造成ADSS光缆的损坏。,5ADSS光缆金具及附件,挂点连接夹具ADSS光缆挂点夹具所承受荷载应要求与配合的线夹一致，并应与所连接的杆塔构件紧密配合，加工后需热镀锌处理。引下夹具用在杆塔上固定ADSS光缆引线，根据安装方式的不同，分为“角钢用”和“杆用”。引下夹具本身不得产生对光缆造成损害的应力集中。ADSS光缆引下部分应沿铁塔构件内侧引下，引下线宜每隔1.5至2m安装一个卡具将光缆固定在杆塔构件上。引下部分在弯曲处的弯曲半径不应小于厂家提供的允许值。,5ADSS光缆金具及附件,接头盒光缆接续盒用于光缆接头处,及不同光缆交接处,起保护光纤熔接头的作用。ADSS光缆接头盒应能适应杆塔型结构的安装，进缆口垂直向下。在电磁场环境下具有抗老化能力、防散弹枪击、抗污染、耐极限温差大、密封防水、便于在杆（塔）上安装、可重复开启、扩容、维护和复接。线路中的接头盒应安装在指定杆塔上，并安装在离地面7m以上的位置，防止兽类鸟类或人为的破坏。线缆进出端口数可供设计选择。光缆终端盒光缆终端盒用于光缆进入室内后进行分线、配线的光缆保护终端盒。光缆终端盒要求与ODF架集成一体。装在便于光缆进出和便于熔接的机架内。,5ADSS光缆金具及附件,余缆架余缆架要求便于在输电线路杆塔上安装和维护，并具有抗日晒，抗污染腐蚀的功能。余缆架的最小盘绕直径不应小于ADSS光缆的弯曲半径要求。光缆配线架（ODF）用于光缆进局后光缆分纤与FC/PC单芯光纤的连接与分配，用适配器对光路进行配线及调度。引入光缆进入机架时，其弯曲半径应不小于光缆直径的15倍。光缆光纤穿过金属板孔及沿结构件锐边转弯时，应装保护套及衬垫。光纤、尾纤无论处于何处弯曲时，其弯曲半径应不小于37.5mm。,6ADSS光缆技术要求,型式分类代号及其意义-ADSS光缆-全介质自承式光缆结构特征的代号及其意义光缆结构特征应表示出缆芯的主要结构特征。当光缆型式有几种结构特征要注明时,可用组合代码表示,其组合代码按下列相应的各自代号自上而下的顺序排列。D-光纤带结构无符号-松套层绞式结构X-缆中心管式（被覆）结构护套的代号及其意义PE-普通聚乙烯护套AT-抗电痕护套ZY-阻燃聚乙烯护套,6ADSS光缆技术要求,规格ADSS光缆的规格代号由光缆中光纤的数量、类别和光缆的最大允许使用张力（MAT）组成光纤数量光纤数量代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。光纤类别代号B1.1(B1)-非色散位移单模光纤B4-非零色散位移单模光纤Ala-50/125m渐变型多模光纤Alb-62.5/125m渐变型多模光纤光缆的最大允许使用张力(MAT)光缆的最大允许使用张力以kN为单位,可保留小数点后一位。,6ADSS光缆技术要求,产品型号和标记型号光缆型号由光缆的型号代号和规格代号两部分组成，两者之间用空格隔开。标记光缆产品的标记由光缆的型号代号和本标准编号两部分组成。例如：非金属加强件、层绞式结构、聚乙烯护套、自承式通信用室外光缆，包含4根B1类和12芯B4类单模光缆，光缆的最大使用张力为12kN。则光缆产品的标记应为：ADSS-PE24B1+12B4-12kN例如：非金属加强件、中心管式结构、抗电痕护套、自承式通信用室外光缆，包含36根B1类单模光缆，光缆的最大使用张力为12kN。则光缆产品的标记应为：ADSS-XAT36B1-12kN,6ADSS光缆技术要求,