光缆终端接续保护卡具的研制及应用

李国良，杨润平，高志华，苏润梅

（内蒙古超高压供电局，呼和浩特 010080）

0 引言

通过对内蒙古超高压供电局2018—2019年光缆运行维护数据进行分析，发现光缆接续使光纤脱落、断裂故障占光缆运行故障总数约40%。内蒙古超高压供电局维护的500 kV线路OPGW（负荷架空地线）光缆线路总长为4 190.5 km，按照光缆架设最大中继距离要求5 km一个接续点估算，约有840个光缆接续点，500 kV变电站内有106条500 kV线路和148条220 kV线路OPGW光缆接入接续点，合计约1100个光缆接续点[1]。当前变电站OPGW光缆引下线接续处或输电线路OPGW光缆接续处承受光缆接续盒、余缆架及光缆的质量，在恶劣天气或外力作用下，光缆接续处存在光纤脱落、断裂的风险[2-4]。内蒙古电网光缆线路年运行率指标为99.90%，提高光缆线路运行率成为光缆运行维护工作中急需解决的问题[5-6]。为此，内蒙古超高压供电局研制了光缆终端接续保护卡具，通过加强光缆接续盒处光缆的支撑力，从根本上解决光缆接续处承载力小的问题，从而降低光缆接续的故障率。

1 光缆终端接续保护卡具设计

光缆终端接续保护卡具分成3个部分（见图1）：杆塔固定部分、构件连接部分及光缆紧固部分，从经济性、施工难度、绝缘性能、工艺等方面进行选材[7-8]。

图1 光缆终端接续保护卡具结构示意图

1.1 杆塔固定部分

对强力卡式实心抱箍、U形抱箍、全钢美式抱箍3种固定方法，分别从施工难度、经济性等方面进行综合对比，如表1所示。通过对比分析，全钢美式抱箍耐腐蚀、可自由调节长度、受力均匀、安装及维护便捷、性价比高[9]；U形抱箍连接牢靠，但质量较大，不方便调节长度，施工难度较大，且价格昂贵；强力卡式实心抱箍不易断裂，不可自由调节长度，虽承力大，但价格较高。因此，杆塔固定部分最终选择了全钢美式抱箍。

表1 杆塔固定部分工艺选型

1.2 构件连接部分

构件连接部分拟采用不锈钢单孔和双孔卡座两种方案，从杆塔固定部分、光缆紧固部分连接可靠性和光缆紧固部分稳定性方面进行了综合对比，如表2所示。通过对比分析，采用不锈钢双孔卡座，配套使用长度为10 cm连接螺纹杆，能够保证螺纹杆顶端在400 N外力下，螺纹杆偏移角度＜5°，稳定性好。采用不锈钢单孔卡座，配套使用长度≤8 cm的螺纹杆，能够保证螺纹杆顶端在400 N外力下螺纹杆偏移角度＜5°；光缆接续处到架构固定卡座距离为8~10 cm，所以应选择装置的螺纹杆需长度≥10 cm。但经实验检测，螺纹杆长度≥10 cm时，在400 N的外力作用下螺纹杆偏移角度＞5°，稳定性差。因此，在构件连接部分，选择不锈钢双孔卡座。

表2 构件连接部分工艺选型

1.3 光缆紧固部分

光缆紧固部分按照所需材质提出了不锈钢+绝缘、绝缘橡胶线夹（内含钢支撑）两种方案。并从光缆固定和绝缘性能两方面对方案进行了综合对比，如表3所示。分析发现，不锈钢+绝缘能有效固定光缆，但材质硬度较大，容易与OPGW光缆接触部分磨损，造成绝缘材料破损，引起OPGW光缆多点接地[10-11]。因此，选择绝缘橡胶线夹（内含钢支撑）作为光缆紧固部分的材质。经现场实际勘查，光缆接续处出线OPGW光缆与导引缆间距在6.5~7.5 cm，故采用绝缘橡胶线夹孔径间距7 cm；常规应用的OPGW光缆线直径为12 mm、导引缆线直径为10 mm，为有效固定光缆，设计绝缘橡胶线夹的孔径为8 mm。

表3 光缆紧固部分工艺选型

2 卡具应用

现场对安装完毕的保护卡具施加784 kN的拉力，进行10次拉断试验，保护卡具未脱落和损坏。2019年9月，分别在野外输电线路上选择了30处接续点，在500 kV变电站内选择了20处接续点，共计50处接续点进行安装实施，见图2。经现场实际应用，该保护卡具对光缆接续处起到了良好的固定作用，未发生由于光缆接续处光纤脱落、断裂而引发的光传输通道故障。

图2 卡具安装效果

3 结束语

光缆终端接续保护卡具填补了该领域国内空白[12]，能够为光缆接续处提供额外的承力装置，消除了光缆接续处脱落、断裂的隐患，避免了由于光缆接续故障造成光通道业务中断故障的发生。