南京富岛科技油库自动化总体技术方案

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南京富岛科技油库自动化总体技术方案

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南京富岛油库自动化总体方案

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目录

1引言...................................................................................1

1.1编写目的..........................................................................1

1.2适用范围..........................................................................1

1.3参考资料..........................................................................I

1.4术语、定义和缩写.................................................................2

2系统设计概况..........................................................................4

2.1系统设计思想.....................................................................4

2.2系统设计原则.....................................................................4

2.3系统设计目标和内容...............................................................5

3油库自动化系统总体方案................................................................6

3.1系统总体方案设计原则.............................................................6

3.2系统总体结构设计方案.............................................................7

3.3油库自动化系统总体结构...........................................................10

3.3.1系统逻辑结构....................................................................10

3.3.2系统物理结构....................................................................10

3.3.3系统的网络结构..................................................................10

3.3.4现场测控网络结构................................................................13

3.3.5ESCADA系统的技术指标.......................................................16

3.3.6油库系统防火墙..................................................................18

4自动计量系统.........................................................................23

4.1系统目标和作用...................................................................23

4.2系统组成结构....................................................................23

4.3系统主要功能....................................................................24

4.4实现效果及特点..................................................................25

4.5系统主设备技术参数及特点........................................................26

5自动付油系统.........................................................................27

5.1系统目标和作用...................................................................27

5.2系统组成结构....................................................................28

5.3系统功能........................................................................29

5.4系统效果及特点..................................................................30

5.5系统主要设备技术参数及特点......................................................31

6、成品油清净剂自动添力口系统...............................................................32

6.1系统目标和作用......................................................................32

6.2系统组成结构........................................................................33

6.3系统功能............................................................................34

6.4系统效果及特点......................................................................36

6.5系统主要设备技术参数及特点.........................................................37

7管线工艺自动化/阀门控制系统..............................................................37

7.1系统目标和作用......................................................................37

7.2系统组成结构........................................................................38

7.3系统功能和特点......................................................................39

7.4系统主要设备技术参数及特点.........................................................40

8燃气体报警系统............................................................................43

8.1系统目标和作用......................................................................43

8.2系统组成结构........................................................................43

8.3系统功能............................................................................44

8.4系统特点及扩展......................................................................44

8.5系统主要设备技术参数及特点.........................................................45

9视频监控系统.............................................................................46

9.1系统目标及作用......................................................................46

9.2系统组成结构........................................................................46

9.3系统功能............................................................................47

9.4系统效果和特点......................................................................48

9.5系统主要设备技术参数及特点.........................................................48

10电子巡更系统.............................................................................50

10.1系统目标和作用.....................................................................50

10.2系统组成结构.......................................................................50

10.3系统功能...........................................................................52

10.4系统特点及扩展.....................................................................52

10.5系统主要设备技术参数及特点........................................................53

11作业优化调度系统........................................................................54

11.1现状分析...........................................................................54

11.2优化对象...........................................................................55

11.3系统任务...........................................................................55

11.4系统功能.........................................................................56

11.5系统特点...........................................................................56

11.6系统效果...........................................................................57

12系统防雷设计.............................................................................57

12.1直击雷防护.........................................................................57

12.2电源系统防雷.......................................................................58

12.3信号系统防雷.......................................................................61

13项目组织管理.............................................................................64

13.1管理目标...........................................................................64

13.2组织机构...........................................................................65

13.3职责及任务.........................................................................67

13.4项目主要阶段.......................................................................71

13.4.1工程设计阶段................................................................................................................................71

13.4.2工程准备阶段................................................................................................................................72

13.4.3工程实施阶段................................................................................................................................72

13.4.4工程交付阶段................................................................................................................................72

13.5进度管理...........................................................................72

13.5.1进度承诺........................................................................................................................................72

13.5.2项目计划任务................................................................................................................................73

13.5.3分级管理程序................................................................................................................................76

13.5.4进度控制措施................................................................................................................................76

13.6质量管理...........................................................................77

13.6.1质量承诺........................................................................................................................................78

13.6.2质量保证体系................................................................................................................................79

13.6.3质量控制措施...............................................................................................................................80

13.6.4质量控制文件...............................................................................................................................81

13.6.5质量过程记录...............................................................................................................................81

13.6.6质量档案管理...............................................................................................................................82

13.7安全管理............................................................................83

13.7.1HSE管理组织机构图...................................................................................................................84

13.7.2培训与教育...................................................................................................................................85

13.7.3现场安全管理...............................................................................................................................86

13.7.4现场安全组织...............................................................................................................................86

13.7.5现场安全检查...............................................................................................................................87

13.7.6安全处罚和奖励...........................................................................................................................87

13.7.7工作环境要求...............................................................................................................................88

13.7.8个人防护设施要求......................................................................................................................88

13.7.9设备要求......................................................................................................................................88

13.8风险管理.......................................................................88

14设备材料质量管理.....................................................................89

14.1组织保障.......................................................................89

14.2控制流程........................................................................90

14.2.1采购及设材质量控制程序图.......................................................................................................90

14.2.2质量保证要求..............................................................................................................................92

14.2.3采购调整......................................................................................................................................92

14.2.4采购记录.......................................................................................................................................92

14.3阶段管理.......................................................................93

14.3.1设材采办.....................................................................................................................................93

14.3.2设材催交.....................................................................................................................................94

14.3.3产品检验......................................................................................................................................95

14.3.4货物运输.....................................................................................................................................95

14.3.5设材接收.....................................................................................................................................96

14.3.6库房管理.....................................................................................................................................97

14.3.7设材发放.....................................................................................................................................97

15安装施工质量管理.....................................................................98

15.1工程概况.......................................................................98

15.1.2工程目标.....................................................................................................................................98

15.1.3工程内容.....................................................................................................................................98

15.2项目节点控制...................................................................99

15.3主要施工方法...................................................................99

15.3.1施工准备......................................................................................................................................99

15.3.2线缆敷设调试............................................................................................................................100

15.3.3桥架、管线、预埋件施工........................................................................................................101

15.3.4自控设备安装调试....................................................................................................................102

15.4技术质量保证措施..............................................................107

15.4.1系统设计...................................................................................................................................107

15.4.2设材采购...................................................................................................................................109

15.4.3设材安装调试..................................................................110

15.4.4工程验收及交工................................................................111

15.4.5工程移交.......................................................................113

15.5安全控制措施......................................................................113

16系统售后服务............................................................................114

16.1服务体系..........................................................................114

16.2服务组织结构图....................................................................116

16.3服务宗旨...........................................................................116

16.4培训计划...........................................................................116

16.5维护计划...........................................................................118

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南京富岛科技油库自动化总体技术方案

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1引言

1.1编写目的

本文编写的目的用于油库自动化系统(SCADA、自动计量、自动付油、管线阀

门控制、燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统)的技术交流。

本文的预期读者为与油库自动化系统(SCADA、自动计量、自动付油、管线阀

门控制、燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统)有关的评审、设计及其他相

关人员。

1.2适用范围

本文适用于油库自动化系统(SCADA、自动计量、自动付油、管线阀门控制、

燃气报警、工业电视监控、电子寻更等系统)的用户技术交流阶段。

1.3参考资料

本系统设计参考了如下标准：

1)GBJ74-84《石油库设计规范》

2)SH3O81-97《石油化工仪表接地设计规范》

3)SY5OO25-95《石油设施电气装置场所分类》

4)HB5O183-93《原油和燃气设计防火规范》

5)SH3O63-99《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》

6)GB12358《作业环境气体检测报警仪通用技术要求》

7)GA"75-92《中华人民共和国公共安全行业标准》

8)GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

9)GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

1O)GB5O343—2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，

11)GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》

12)GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》

I

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13)GB4943-95《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》

14)GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》

15)GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》

16)CCTRRECOMMENDATION472-3《电视系统视频指标》

17)GBJ42-81《工业企业通信设计规范》

18)GBT42-81《工业企业通用设计规范》

19)GBJ115-87《工业电视系统工程设计规范》

20)GBJ93-86《工业自动化仪表安装工程施工及验收规范》

21)GB8566-88《计算机软件开发规范》

计量单位采用法定计量单位

1.4术语、定义和缩写

CCD

ChargeCoupledDevice电荷耦合器件，即摄像头

水平分辨率

用电视线(TVLINES)表示，与CCD、镜头、摄像头电路通道的频带宽度相关。

最小照度

也称灵敏度，即CCD对环境光线的敏感程度。单位为勒克斯(LUX),数值越小，

摄像头也越灵敏。

扫描制式

有PAL制和NTSC制之分，中国采用隔行扫描(PAL)制式。

自动增益控制AGC

AGC用于探测视频信号电平，使摄像机能够在较大光照范围内工作，在低照度时自

动增加摄像机的灵敏度，以获得清晰的图像。

背景光补偿

背景光补偿用于改善前景目标显示状况，摄像机对整个视场的一个子区域求平均来

确定其AGC工作点。

白平衡

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用于彩色摄像机，使摄像机图像精确反映景物状况，有手动白平衡和自动白平衡两

种方式。

IOC

一体化光学组合器件

DVR

DigitalVideoRecorder数字录像机

可燃气体

本文指气体的爆炸下限浓度（V%）为10%以下的气体。

LEL

LowExplosionLimit可燃气体爆炸下限浓度（V%）值。

4-20mA

一种标准的电信号传递标准，适用于远距离传输。

RS485

一种工业通讯标准，常作为现场总线的物理层。

现场总线Fieldbus

是指将现场设备与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有

全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。

PROFIBUS

ProcessFieldbus的缩写，已成为德国国家标准和欧洲标准。由PROFIBUS-FMS、

PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP三部分组成。

PLC

ProgrammableLogicController可编程序控制器

RFID

RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别技术。

SMT

SurfaceMountedTechnology的缩写，即表面安装技术。

ERP

EnterpriseResourcePlanning的缩写，即企业资源规划。

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2系统设计概况

2.1系统设计思想

从管理的角度看，信息系统应该是一个基于协调中心的敏捷供应链管理系统。

这种体系可以减少企业未来发展的风险并尽量发挥集团整体优势。通过对经营中心、

仓储中心、配送中心等多专业中心的协调和控制，提高总体效益。

这种信息管理体系结构也符合整个石化行业的ERP建设的需要，为石化总公司

逐步形成支持决策层、利润层和生产成本控制层三层管理体系的信息集成系统提供

了可能。为实现集团自动处理有关财务、原料及设备管理、生产计划、以及整个供

应过程中的销售和分销活动提供了基础。为石化行业的供应链优化打下坚实的基础,

为石化于未来两至三年内建成ERP系统框架提供了有力的保障。

系统在考虑适应现行企业管理模式和管理规范的同时，要充分考虑系统的发展。

当企业的管理模式向更高层次提升，当技术水平向前发展时，系统必须能很快地适

应这种变化，并在此基础上构建新的模块。

2.2系统设计原则

自动化技术、信息技术是现代物流、仓储作业管理中最基础的技术，也是提高

生产率、降低成本、降低劳动强度、提高企业竞争力最有效的手段。

系统将封闭的自动控制系统向管理信息系统开放，现场控制器数据通过与信息

网络上的监控计算机之间的数据交互实现控制数据与管理数据统一，使公司各级人

员利用信息管理网络上的管理计算机查看生产运行状况，综合反映企业运行状态。

有效的解决了控制数据与管理数据的相互脱节，管理数据直接从控制数据中获

取，将会使管理数据更真实、更及时，避免人工处理可能带来的错误和数据来源的

不统一。

系统不仅要满足油库工艺设备、设施自动化的需要，还要满足油库自身业务管

理的需要，达到管控一体化的同时，还要兼顾与其它职能处室和各专业中心业务运

作衔接的需要，并且还要考虑与ERP接口。

根据以上业务需求，确定系统的总体设计应遵循下列基本原则

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开放性标准化原则

系统以国家相关标准和规范为依据，油库现场的自动化控制产品、自动化系统

软件具有开放性，便于系统对不同设备和应用的兼容。

可靠性安全性原则

系统具有高可靠性，数据具有高安全性。交易数据具有防伪造和防更改功能，

系统设计应确保系统运行的正确性和数据传输的正确性，在系统设备的选型和配置、

软件设计、开发及选择、数据的安全性和完整性、以及系统的运行和管理等方面都

要采取必要的措施；对重要数据进行加密，数据访问规划权限；并且要防止和恢复

由内在因素和危机环境造成的错误和灾难性故障、确保系统获取可靠性。

准确性可测试性原则

系统采集数据准确可靠，并可通过合理的测试方法进行验证。

实用性与先进性相结合原则

系统的建立以客户的需要作为设计的出发点和归宿，求得先进性和实用性相统

系统易扩充、易使用、易维护、可靠性强等，获取最佳效益

2.3系统设计目标和内容

利用现代控制技术，构建多点自动化测控系统

通过先进、可靠、简单、实用的工控技术，对油库的油罐计量、汽车装车（非

接触式IC卡发油）、管线工艺控制、安全等作业点实施自动化，提高油库收、发、

存作业的自动化水平和库区安全管理。

利用现场总线技术，构建油库自动化控制网络

通过现场总线技术系统中包含的若干个子系统组合在一起形成一个完整的油

库自动化网络，提高系统过程控制的协调性，满足管理精细化要求。

建立统一的集中监控系统

建立集油库库区自动化测控系统于一体的自动化监控平台，集中监控库区作业

流程，确保油库的作业安全

建立完整的油库综合管理系统

通过油库自动化网络把现场信息和管理信息结合起来，建立全集成的、开放的、

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全范围综合管理信息系统，形成调度、业务、经营、管理互为依托、相互支持的管

理控制系统。

实现与相关公司信息系统的无缝连接

该系统具有良好的兼容性，可以与现用的信息系统和ERP管理系统进行数据共

享，做到无缝连接，使数据利用达到最大化。

3油库自动化系统总体方案

3.1系统总体方案设计原则

为满足油库自动化控制/管理系统的需求，整个系统的设计基于强大的网络功

能，在网络配置上使用标准工业以太网和基于RS485现场总线技术并结合PLC技

术，油库网络拓扑结构图。该网络是经油库计算机中控室通过光纤、双绞线线路和

网络设备将油库办公区、付油区、卸油区等各部分连网，油库各子系统和油库自动

化控制/管理系统运行在网络之上，并通过专用网络服务器交换数据。随着计算机技

术、通讯技术、控制技术的高速发展，基于现场总线的分布式系统已经成为当前流

行的控制系统，而运用PLC技术与网络技术结合是控制技术与网络通讯技术的完美

结合，把控制设备PLC挂在工业以太网上，应用多种传输介质（双绞线、光纤）通

讯，从而网络上的所有工作站都可通过工业以太网与控制设备交换信息。系统网络

布局采用双网冗余设计，以提高网络运行的可靠性和安全性。

整个系统由阀门自动控制及安全联锁系统、储罐混合法自动计量系统、微机自

动发油系统、安全监控系统（包括：可燃气检测系统、油库电视监控系统、高/低液

位监测系统、电子巡更等）四个控制子系统构成。系统之间相互独立、相互依存，

增加了系统的灵活性，油库可以根据自己的情况，选择子系统进行系统组态。系统

各部分控制和管理所产生的数据，集中存储在网络数据库中，统一管理，保证数据

的开放性、安全性和完整性。各应用程序对中心数据进行操作，形成一套油库综合

管理大型数据库系统。

该网络系统通过防火墙提供外部的访问接口，上级公司或单位可通过ADSL宽

带或DDN数据专线实现有权限的授权访问。通过光纤传输技术实现站场与油库间

数据、指令信息传输。必要的话，系统可提供“中石化销售业务管理系统ERP”数

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据接口，实现数据链接。

3.2系统总体结构设计方案

本系统自下向上由现场自动化层、集中控制层及管理层（包括油库管理层、公

司管理/调度层）三个层面组成，系统结构如下：

f公司本部1

司油库自动化业务管理

二次物流

管监测系统系统IC卡系统财务系统

优化系统

理（远程）（市公司）

及

、

一

一

厂

油

麻

管油库综合业务管理系统

理

层

一

作业调度优化系统

集油库

安全监控管线工艺自

中消防监控液位计量自控发油

自动化

收系统系统系统系统动化系统

一监控平台

拄

层

现场总线系统

现

场

自

动

化

层

安全上投

现场自动化层

现场自动化层实现油库生产作业设备现场单点测控，包括汽车发油控制、油罐

自动计量、管线工艺自动化、库区安全监控（电视监控、油气报警、智能巡检、门

禁监控）等系统的现场单点测控。

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集中控制层

实施各子系统的监控管理系统，采集各系统作业设备数据，监控管理各子系统

的信息。

实施自动化监控平台，在监测现场作业设备基础上，跟踪作业流程、实现作业

信息共享，作业流程关联监控，通过油库网络环境，提供油库自动化统一监控平台，

满足油库集中监控的需求。在网络环境下，获取的测控系统信息支持远程数据传输,

提供远程监测功能。

实施作业调度优化系统，以自动化监测系统获得的现场作业数据为依据，优化

库区工艺控制流程。

管理层

油库综合业务管理系统，以数据库、网络技术为基础，依托油库自动化子系统,

面向油库日常作业，提供流程化、信息化管理手段，为油库领导及上级管理部门提

供油库自动化监控信息，作业调度信息、业务管理信息的综合分析、查询功能，为

油库内部管理提供更准确、有效的决策支持。通过接口与业务管理系统实现数据共

享，为上级管理部门迅速掌握油库实时信息，加强检查、指导提供技术支持手段。

与其它系统关系

「物流£送

I中心系统

I环城输油

I管线系统

功能王要包括：

业务管理系统的发油指令

业务管理系统将销售、调拨、移库的发油指令直接写入油库自动化系统，油库

自动化系统的自动发油系统控制微机（上位机）实时地将发油指令写入付油控制器

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（下位机）。

油库自动化系统的发油数据

控制微机和发油控制器联机工作时，发油控制器的发油数据实时上传到控制微

机，停止发油后，油库自动化系统自动将发油数据写入业务管理系统，从而使业务

管理系统出油指令的实际发油数据得到自动确认。

针对发油控制器脱机发油异常情况，在发油控制器与控制微机网络连通后，发

油控制器自动将发油数据上传捽制微机，控制微机将发油控制器的脱机发油数据同

时写入油库自动化系统和业务管理系统。

业务管理系统的进货数据

业务管理系统直接将油库的入库验收数据和进货的商品数据写入油库自动化系

统，油库自动化系统可以直接调用业务管理系统的进货数据。

油库自动化系统的计量库存

油库自动化系统实时自动将各油罐计量库存的体积量和质量直接写入业务管理

系统，业务管理系统中进小存报表可以直接引用油罐自动计量的库存数据。

设备故障与报警信息

油库自动化系统实时自动将有关油品收发设备的故障与报警信息写入业务管理

系统，业务管理系统将自动停止出现故障和报警信息的发油货位和油罐的油品收发

业务。

数据查询与报表

油库自动化系统和业务管理系统能够相互调用对方与油品收发和库存相关的明

细数据查询和统计报表。

基础数据

油罐油品编码信息、单位编码信息、油罐和发油货位属性、设置密度、计量方

式、计量单位等参数，油库自动化系统和业务管理系统信息共享，保持数据的同步

更新。

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3.3油库自动化系统总体结构

3.3.1系统逻辑结构

系统逻辑结构分为两个层次。第一个层次以油库的自动计量、自动付油、安防

监控等自动化系统为基础，实现油库层次的自动化操作和安全管理。

第二个层次以实时数据库、业务数据库为基础，通过设备管理、优化调度、二

次物流等功能模块，实现业务层面的生产和管理自动化调度管理系统。

3.3.2系统物理结构

油库管控系统选择SCADA系统模式，采用分级分布式计算机控制系统，对工

程的工艺过程进行集中管理、分散控制。

油库SCADA主站计算机系统采用开放式体系结构，有利于将来系统的升级。

中心控制室计算机系统、各子系统通过网络与主站计算机通讯。

生产网、业务办公网和上级公司数据通信网构成了一个先进的管理控制和数据

采集系统（SCADA）,实现了对整个油库信息的集中管理及分散控制。

3.3.3系统的网络结构

采用总线型接入，在内网中有数据库服务器，WEB服务器，数据采集服务器和

IP21服务吸

油库采用总线型接入，使用硬件防火墙进行内外网隔离。内网分成两个网段即

网段A（办公网络）和网段B（控制网络）。网段B采用数据冗余技术。网段A有若

干台办公PC机组成，网段B有数据采集机，数据库服务器，计量管理机，付油开票

机、付油管理机，可燃气体报警机，电视监控设备等组成。库内网段A（办公网）

和上级公司网络不能直接访问库内网段B（控制网）内的计算机，访问网段B（控制

网）内控制机数据必须通过网段B（控制网）的数据采集机，网段B（控制网）内所

有计算机与网段B（控制网）以外任何数据交互也必须通过数据采集机。

上级公司通过VPN隧道与油库进行通信和数据传输。

各子系统中工作站通过路由器或光纤交换机与一台服务器连接构成库区局域

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网。该网络的网络软件工作平台采用WINNTo在网络服务器上安装WINNT服务器

版。每工作站上安装WIN2000作为工作站的工作平台。外网与内网通过安装在服

务器内的防火墙进行数据交换，以保证内网数据库的安全。

该网络在100米范围内用双绞线做网线，100m以上采用光纤通讯建立100M网

络。整个油库管理系统软件安装在服务器上。各个工作站安装相应的计量与控制软

件。

具体结构见下图：

河段A

设备选型建议

1、光纤及其配件：选用国内著名光纤生产厂天津立孚生产的标准8字型自承式

中心管式(单模)光缆(GYXTC8S)。采用自承式光缆省略了跨空钢绳及架钢绳的施

工费用，减轻施工量，节省了费用。

2、光纤收发器采用RAISCOM或NET-LINK产品。

3、交换机柜选用质量较好、价格适中的北京三盛产品。

4、交换机选用美国TSCT华为或SMC工业级以太网交换机产品。

产品技术参数

标准8字型自承式中心管式光缆(GYXTC8S)

标准8字型自承式中心管式光缆(GYXTC8S)是将单模或多模光纤套入由高模量

的塑料做成的松套管中，套管内填充阻水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯,

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对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯，松套管(和填充绳)

围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物，缆芯外

纵包以铝塑复合带，并与钢绞线平行放置同时挤8字型护套成缆。

钢绞线

吊线护,

吊带CYTC8A(S)2-30芯

•精确控制光纤的余长保证了光缆具有很好的抗拉

/加强钢丝

松的或城性能和温度特性

■与伍为小光纤及油音

•松套管材料本身具有良好的耐水解性能和较高的

强度，管内充以特种油膏，对光纤进行了关键性保护

•架设时无须另放钢绞线，提高施工速度3-4倍

•采用下列措施来确保光缆的防水性能

单根钢丝中心加强件

松套管内填充特种纤膏

100%缆芯填充

涂塑铝带(APL)或双面涂塑钢带(PSP)提高光缆的防透潮能力

良好的阻水材料防止光缆纵向渗水

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