孫 棟， 劉 群

(東捷光電科技(蘇州)有限公司，江蘇 蘇州215101)

0 引言

YJV、VV兩種電纜的絕緣材料不同，VV型聚氯乙烯絕緣電纜一般用于低壓系統(tǒng)較多，YJV型交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜則多用于高壓系統(tǒng)。YJV電纜在耐溫、耐壓、耐腐蝕上都優(yōu)于VV電纜。VV(VLV)類(lèi)電纜導(dǎo)體運(yùn)行最高額定溫度為70℃，短路時(shí)(持續(xù)時(shí)間小于5s)最高溫度不超過(guò)160℃。YJV(YJLV)類(lèi)電纜導(dǎo)體運(yùn)行最高額定溫度為90℃，短路時(shí)(持續(xù)時(shí)間小于5s)最高溫度不超過(guò)250℃。相比較VV型電纜，YJV型電纜顯著改善了電力電纜的性能。VV型電纜長(zhǎng)期工作溫度只有70℃，而YJV型電纜的長(zhǎng)期允許工作溫度可達(dá)90℃。相比同等截面的VV型電纜，YJV型電纜的載流量可提高約25%。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可用截面低一檔的YJV型電纜來(lái)取代VV型電纜。YJV型電纜具有VV型電纜無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、耐熱好、負(fù)載能力強(qiáng)、不熔化、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高，更為主要的是在電氣火災(zāi)時(shí)，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。

由于具有大電流負(fù)荷容量特點(diǎn)的YJV型電纜的長(zhǎng)期允許工作溫度高達(dá)90℃，而常規(guī)的通信光纜長(zhǎng)期最高工作溫度只有60～70℃，所以要制造YJV型的高溫光纖低壓復(fù)合電纜(OPLC)，嵌在OPLC中的光纜，需要具備特殊的結(jié)構(gòu)和材料性能，才能滿足YJV型的高溫OPLC的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行、運(yùn)行維護(hù)方便的使用要求。為此，我們研制了具有耐高溫、非金屬、無(wú)油膏技術(shù)特性的特種光纜。

1 YJV型高溫OPLC

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，配電網(wǎng)的自動(dòng)化視頻監(jiān)控、電力用戶的用電量遠(yuǎn)程采集、電網(wǎng)與電力用戶的雙向互動(dòng)等智能電網(wǎng)的智能化建設(shè)，都需要電力信息通信向高速、寬帶、可靠、安全的方向發(fā)展。

光纖具有寬帶高速通信的功能，且抗電磁干擾能力強(qiáng)，故將光纖光纜與電力電纜復(fù)合在一起，就可做到供電線纜與信息通信網(wǎng)絡(luò)線纜的同步敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)供電、通信一纜解決的目標(biāo)。OPLC的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)如下:

(1)外徑小，重量輕，占用空間小(通常情況下用多根線纜才能解決的系列問(wèn)題，在此可以用一根復(fù)合纜來(lái)代替);

(2)客戶采購(gòu)成本低，施工費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低;

(3)具有優(yōu)越的彎曲性能和良好的耐側(cè)壓性能，施工方便;

(4)同時(shí)提供多種傳輸技術(shù)，同設(shè)備的適應(yīng)性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)，產(chǎn)品適用面廣;

(5)提供巨大的帶寬接入;

(6)節(jié)約成本，將光纖作為到戶預(yù)留之用，避免了二次布線;

(7)解決網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中設(shè)備用電問(wèn)題(避免重復(fù)布放供電線路)。

YJV型高溫OPLC結(jié)構(gòu)之一如圖1所示。

2 YJV型高溫OPLC中的特種光纜

要將通信光纖光纜復(fù)合到電力電纜中，在光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要考慮光纜應(yīng)具有較強(qiáng)的抗側(cè)壓性能。因?yàn)楫?dāng)電纜成纜時(shí)，夾在其中的通信光纜將一起參與電纜成纜過(guò)程中的銅金屬導(dǎo)體纜芯的強(qiáng)力絞合及護(hù)套擠出過(guò)程，要承受強(qiáng)大的側(cè)壓力而光纜中的光纖不能受擠壓;第二，為了更適合電力電纜的供電安全環(huán)境，光纜需要采用非金屬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);第三，光纜長(zhǎng)期伴隨電纜熱負(fù)荷運(yùn)行，為了方便電力運(yùn)維，光纜需要采用無(wú)油膏的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

此外，由于YJV型高溫OPLC的長(zhǎng)期允許工作最高溫度達(dá)90℃。短路時(shí)(持續(xù)時(shí)間小于5s)最高溫度可達(dá)250℃。而目前常規(guī)的通信光纖的長(zhǎng)期允許工作最高溫度只有60～70℃。因此，YJV型高溫電纜的長(zhǎng)期工作溫度將直接影響到對(duì)溫度敏感的通信光纖的可靠性及工作壽命。為此，YJV型高溫OPLC中的光纜需要采用與之匹配的耐100℃以上高溫的光纖材料。

綜上所述，嵌入在YJV型OPLC中的特種光纜，應(yīng)是耐高溫、非金屬、干式結(jié)構(gòu)和特性的特種光纜。該特種光纜的結(jié)構(gòu)之一如圖2所示。

此外，在光電纜復(fù)合過(guò)程中還需要調(diào)整完善電

圖2 特種光纜結(jié)構(gòu)之一

纜的相關(guān)成纜工藝，才能使OPLC具備經(jīng)過(guò)抗彎曲、扭曲、拉力、側(cè)壓、高低溫循環(huán)等測(cè)試后符合標(biāo)準(zhǔn)的光電特性指標(biāo)。經(jīng)測(cè)試，嵌入在YJV型高溫OPLC中的特種光纜，在－40℃ ～90℃高低溫循環(huán)試驗(yàn)中，光纜衰減的變化量≤0.1 dB。在加溫至110℃的熱過(guò)載性能測(cè)試中，光纜衰減的變化量也≤0.1 dB。圖3為電流負(fù)荷過(guò)載測(cè)試場(chǎng)景。

圖3 YJV型OPLC電流負(fù)荷過(guò)載測(cè)試場(chǎng)景

3 YJV型高溫OPLC中特種光纜的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證光纜的各項(xiàng)性能，使其能在YJV型高溫OPLC中長(zhǎng)期運(yùn)行，我們對(duì)光纜的基礎(chǔ)損耗、彎曲附加損耗、熱負(fù)荷附加損耗、耐壓附加損耗、拉伸附加損耗和阻燃性進(jìn)行前期試驗(yàn)，模擬光纜在復(fù)合纜中的工作環(huán)境。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

由以上測(cè)試數(shù)據(jù)分析，光纜能滿足在電纜中的各項(xiàng)指標(biāo)要求，可以在電纜中長(zhǎng)期工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了參與智能電網(wǎng)建設(shè)，我公司自2009年起就配合上海電力試制YJV型高溫OPLC中的特種光纜，在2010年初通過(guò)了性能測(cè)試，并在上海世博會(huì)前，成功應(yīng)用于上海電力光纖到戶的示范工程中。目前已供應(yīng)給上海、浙江、江蘇等多個(gè)省市的電力電纜公司，用于制造YJV型高溫OPLC。

表1 YJV型高溫OPLC中特種光纜的性能

［1］YD/T 901—2009 層絞式通信用室外光纜［S］.

［2］YD/T 769—2010 中心管式通信用室外光纜［S］.