一種輕型光電復(fù)合鋁合金電力電纜的設(shè)計

[當(dāng)前欄目：電力電纜]????? [發(fā)布日期：2017-01-14]

引言

隨著國家電網(wǎng)公司電力光纖到戶工程的正式啟動和銅資源的日益匱乏，輕型光電復(fù)合鋁合金電力電纜應(yīng)運而生。電力光纖到戶工程主要依靠在低壓電力電纜內(nèi)復(fù)合光單元,在供電的同時,將光纖同時接入,以實現(xiàn)智能電網(wǎng)功能,并開展電信網(wǎng)、廣播網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容傳輸?shù)?ldquo;三網(wǎng)融合”等業(yè)務(wù)。而稀土高鐵鋁合金作為電力電纜的導(dǎo)體，由于其特殊的導(dǎo)體配方和熱處理工藝，均能滿足電力輸送的需要。

1 導(dǎo)體

在這次設(shè)計中，所使用的導(dǎo)體是抗蠕變8030系稀土高鐵鋁合金，這種鋁合金導(dǎo)體的電導(dǎo)率是國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（IACS）的62.5%，在同樣體積下，鋁合金的實際重量大約是銅的三分之一，按照該計算，在滿足相同導(dǎo)電性能的前提下，相同重量的鋁合金電力電纜的長度是銅纜的2倍。因此，高導(dǎo)電率合金線纜的重量是同樣載流量的銅纜的一半。當(dāng)合金電纜的導(dǎo)體截面積是銅芯的1.5倍時，其電氣性能基本相當(dāng)。同時還具有抗蠕變、導(dǎo)熱性、抗腐蝕性、高柔韌、高延伸及連接穩(wěn)定等優(yōu)點。

2 光單元

光單元有多種結(jié)構(gòu)，有鋁管型、不銹鋼管型、鋁骨架型及套塑型。我們采用的是套塑型中的松套結(jié)構(gòu)。如下圖

這種結(jié)構(gòu)的光單元為光纖提供了進(jìn)一步的抗壓抗拉的機(jī)械保護(hù)而且制造了光纖的余長，光纖余長的產(chǎn)生使得光纜具有優(yōu)越的機(jī)械、物理性能。在光纜的敷設(shè)與運輸時，當(dāng)環(huán)境溫度變化及外力施加時，會使光纜有一定量的伸縮量，而光纖余長的產(chǎn)生使光纖在光纜受到伸縮變化時可以不受外力或使外力的作用減小到可以承受的程度。另一方面，由于松套管內(nèi)壁與一次著色光纖間有一定的空間間隙，通常二者之間的間隙需填充觸變性的阻水油膏，由于阻水油膏的存在，當(dāng)有側(cè)壓力施加在松套管上時，松套管產(chǎn)生的形變不會直接作用于光纖。所以，阻水油膏為光纖提供了有效的阻水和機(jī)械保護(hù)。

3 阻水結(jié)構(gòu)

電纜內(nèi)的所有間隙均應(yīng)有有效的阻水措施，考慮到入戶纜的敷設(shè)及維護(hù)等特性，阻水填充方式應(yīng)采用半干式和全干式。特別是將智能電網(wǎng)光纖到戶，全干式光電復(fù)合纜結(jié)構(gòu)是唯一的選擇方式。具體工藝如下：在成纜時，應(yīng)連續(xù)放置充滿水性復(fù)合物或阻水紗，也可間隔設(shè)置阻水環(huán)。

4 聯(lián)鎖鎧裝結(jié)構(gòu)

如上圖所示，聯(lián)鎖鎧裝型電纜獨特的拱形聯(lián)鎖鎧裝結(jié)構(gòu)，重量輕，分散側(cè)壓性能優(yōu)越，采用5000系高強(qiáng)度鋁合金帶屬非磁性材料，不會產(chǎn)生渦流損耗，散熱好、抗腐蝕性好，堅固強(qiáng)韌。

5 復(fù)合纜外護(hù)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計

復(fù)合纜的護(hù)套結(jié)構(gòu)應(yīng)按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計。護(hù)套的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計，按照GB/T12706.1—2008中附錄A“確定護(hù)層尺寸的假設(shè)計算方法”加以計算。假設(shè)直徑時，因光單元外徑較小，不考慮光單元的存在。

對于鎧裝內(nèi)襯層結(jié)構(gòu)，按照GB/T12706.1—2008允許采用繞包和擠包方式，在這里我們都采用擠包結(jié)構(gòu)，因為擠包內(nèi)襯層的徑向阻水及纜芯保護(hù)作用比繞包內(nèi)襯層的要好，這樣對復(fù)合芯纜形成更好的保護(hù)作用。

6 成品結(jié)構(gòu)圖

在生產(chǎn)中應(yīng)注意：

1）在拉絲后，鋁合金單絲要進(jìn)行時效處理，以確保其導(dǎo)電率達(dá)到我們的要求；

2）由于光電復(fù)合纜的電力線芯為3+1芯、3+2芯、4芯等截面及5芯結(jié)構(gòu)等，再加上光單元，必須在6盤成纜機(jī)上絞合成纜。成纜時應(yīng)采用退扭方式；

3）放置光單元的欄架要求放線張力小而均勻，且不能過快，以免損傷光單元；

4）在成纜、擠內(nèi)襯層、鎧裝到成品工序中，每次上盤、下盤都要做光纖的衰減測試，確保光纖合格，所以要預(yù)留一定量的余長。

7 結(jié)束語

輕型光電復(fù)合鋁合金芯低壓電力電纜在節(jié)約能源方面，導(dǎo)體鋁合金的回收率非常高。再生鋁是節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，再生鋁的綜合能耗只是電解鋁的5%，而再生銅的綜合能耗則是冶煉銅的18%。以鋁代銅，無疑是建立資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會的重要選擇和必由之路。

同時，光單元植入力纜之中，集光纖和電力輸配電纜于一身，避免二次布線，有效降低進(jìn)入小區(qū)和用戶的各項成本，是目前性價比最高的復(fù)合纜結(jié)構(gòu)。

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