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一種輕型光電復(fù)合鋁合金電力電纜的設(shè)計(jì)

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

引言

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司電力光纖到戶工程的正式啟動(dòng)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(yùn)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(shí),將光纖同時(shí)接入,以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)功能,并開(kāi)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(jì)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(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（IACS）的62.5%，在同樣體積下，鋁合金的實(shí)際重量大約是銅的三分之一，按照該計(jì)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(zhǎng)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(shí)，其電氣性能基本相當(dāng)。同時(shí)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(diǎn)。

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(zhǎng)，光纖余長(zhǎng)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(yùn)輸時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度變化及外力施加時(shí)，會(huì)使光纜有一定量的伸縮量，而光纖余長(zhǎng)的產(chǎn)生使光纖在光纜受到伸縮變化時(shí)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(shí)，松套管產(chǎn)生的形變不會(huì)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(shí)，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(dú)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(huì)產(chǎn)生渦流損耗，散熱好、抗腐蝕性好，堅(jiān)固強(qiáng)韌。

5 復(fù)合纜外護(hù)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(jì)。護(hù)套的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，按照GB/T12706.1—2008中附錄A“確定護(hù)層尺寸的假設(shè)計(jì)算方法”加以計(jì)算。假設(shè)直徑時(shí)，因光單元外徑較小，不考慮光單元的存在。

對(duì)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?yàn)閿D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(duì)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(shí)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(shí)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(guò)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(cè)試，確保光纖合格，所以要預(yù)留一定量的余長(zhǎng)。

7 結(jié)束語(yǔ)

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(wú)疑是建立資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會(huì)的重要選擇和必由之路。

同時(shí)，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(xiàng)成本，是目前性價(jià)比最高的復(fù)合纜結(jié)構(gòu)。

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