【兴海光联】讯:在电力通信网络中,ADSS(全介质自承式光缆)以其独特的非金属结构和自承特性,成为跨越电力线路架设的重要选择。然而,运行于复杂电磁环境下的ADSS光缆,其电磁兼容性(EMC)与长期运行安全性始终是设计和应用中的核心考量。本文将深入分析这两大关键问题。
一、 电磁兼容性:绝缘结构带来的天然优势与潜在挑战
ADSS光缆的核心特征是其“全介质”属性——缆体完全由非金属材料构成(如芳纶纱加强件、聚乙烯护套、PBT松套管、光纤等)。这使其在电磁兼容性方面展现出显著特点:
抗电磁干扰(EMI)能力强:
原理: 光纤传输的是光信号,而非电信号。ADSS的全介质结构从根本上隔绝了外部强电磁场(如高压导线产生的工频电场、磁场,雷电、开关操作产生的瞬态电磁场)对内部传输信号的耦合干扰。
优势: 在高压输电线路附近、变电站等高强度电磁环境中,ADSS光缆能保持通信信号的纯净与稳定,误码率低,可靠性高,这是传统金属电缆无法比拟的。
不产生电磁干扰:
原理: 由于不含金属导体,ADSS光缆自身在工作时不会辐射电磁波。
优势: 不会对邻近的电力线载波通信、继电保护信号、无线电设备或其他敏感电子设备造成电磁干扰,符合严格的电磁兼容标准要求。
对地电位升高的免疫:
原理: 全绝缘结构使ADSS光缆本体与杆塔和大地之间不存在直接的电气连接。
优势: 当线路发生接地故障或遭受雷击导致杆塔或地线电位瞬间大幅升高时,ADSS光缆本身不会传导危险的高电位,避免了由此可能引发的后端通信设备损坏风险。
潜在挑战:
尽管抗干扰能力强,但ADSS光缆的护套和悬挂金具在极端强电磁场下(如超/特高压线路附近)可能感应出较高的静电电位。虽然不影响光纤传输,但在施工和维护接触时需注意安全放电措施。
二、 安全性分析:核心在于防范“电腐蚀”风险
ADSS光缆的安全性隐患主要集中于其长期运行中可能面临的“电腐蚀”问题,这是由其架设在带电线路附近且自身绝缘的特性所决定的:
电腐蚀的成因:
空间电位与表面泄漏电流: 高压导线周围存在强烈的空间工频电场。ADSS光缆(作为绝缘体)处于此电场中,其外护套表面会感应出一定的悬浮电位。当护套表面因污染(灰尘、盐分、化学物质、鸟粪等)或潮湿(雨、雾、凝露)而具备一定导电性时,就会在悬浮电位驱动下,产生从光缆护套表面通过污秽层和潮湿空气(或水滴)流向接地的杆塔或金具的微小泄漏电流。
干带形成与电弧灼伤: 泄漏电流流经污秽层时会产生焦耳热。当电流密度较大或污层不均匀时,局部区域(如靠近金具处)的水分可能被迅速烘干,形成“干带”。干带的电阻远高于湿润区,导致干带两端的电压急剧升高。当电压足够高时,会击穿空气间隙,产生局部电弧放电(电晕和火花放电)。这种反复出现的电弧会产生高温,持续灼蚀光缆外护套材料(通常是聚乙烯PE或耐电痕聚烯烃),导致护套碳化、粉化、开裂,最终失去保护作用,危及内部光纤,甚至导致光缆断裂。这就是“电腐蚀”(也称“电痕损坏”)。
影响电腐蚀风险的关键因素:
空间电场强度(电位): 这是根本驱动力。电场强度越高,感应电位越高,泄漏电流越大,风险越大。主要取决于:
邻近带电导线的电压等级(电压等级越高,风险越大)。
ADSS光缆与相导线及地线的相对位置(距离越近,角度越不利,场强越大)。
环境条件: 污染程度(工业区、沿海盐雾区风险高)和湿度(长期潮湿或多雨雾地区风险高)直接影响护套表面导电性。
护套材料耐电痕性能: 普通聚乙烯(PE)耐电痕性能较差。采用特殊配方的耐电痕(AT)材料(如耐电痕聚乙烯或耐电痕聚烯烃)能显著提高抗电蚀能力。
悬挂点位置选择: 在杆塔上选择空间电场强度相对较低的位置(如场强≤20kV/m的区域)安装ADSS光缆是降低风险的最有效措施。
保障ADSS光缆安全的核心措施:
精确的电场仿真计算与悬挂点优化: 在工程设计阶段,必须根据线路电压等级、塔型结构、相序排列等参数,进行精确的空间电场分布仿真计算。基于计算结果,严格选择杆塔上电场强度满足安全阈值(通常要求≤20kV/m)的位置作为ADSS的悬挂点。这是防范电腐蚀的首要和最关键的环节。
选用耐电痕(AT)护套材料: 在中、高电压等级(≥110kV)线路附近或污染较重的环境中,必须强制使用具有优异耐电痕性能的AT护套材料。AT材料能有效抑制泄漏电流和干带形成,大幅延缓甚至防止电弧灼蚀。
安装接地型防晕环/螺旋减震器(可选): 在靠近耐张金具或悬垂金具的端部,安装特殊设计的接地型防晕环或螺旋减震器,可以局部改善电场分布,疏导泄漏电流,降低金具端部高场强区域的电蚀风险。
控制弧垂与间距: 确保ADSS光缆在运行中与下方带电导线和地线保持足够的安全距离,避免风偏等原因造成闪络或碰撞。
定期巡检与状态监测: 对运行中的ADSS光缆,特别是在高风险区段,应加强巡检,观察护套表面是否有灼伤、粉化、裂纹等电蚀痕迹。可考虑使用紫外成像仪检测电晕放电情况。
ADSS光缆凭借其全介质结构,在电磁兼容性方面具有抗干扰强、无干扰源的显著优势,特别适合在电力走廊内复杂电磁环境下构建通信网络。
其安全性挑战的核心在于长期运行中可能发生的电腐蚀风险。防范这一风险绝非仅靠材料本身,而是一个系统性工程:
精准的电场计算和严格的低场强悬挂点选择是安全运行的基石。
在适当环境中选用耐电痕护套材料是重要的性能保障。
结合必要的金具优化和运维监测,构成完整的安全防护体系。
只有通过科学严谨的设计、选材和施工,才能充分发挥ADSS光缆的电磁兼容性优势,有效规避电腐蚀风险,确保其在电力通信网络中安全、稳定、长期地运行,成为跨越电力障碍的可靠信息桥梁。