直埋光缆技术介绍

直埋光缆设计TheessentialsOfDirectBurialOFCDesign综合咨询设计分院任军2009-11-10，成都2020/9/202严禁吸烟洗手间课程时间表Exit紧急出口请关闭手机课堂规则2020/9/203培训目标本课程结束后，学员可以：1.掌握直埋线路路由选择及敷设位置的确定2.掌握直埋线路的敷设方式3.熟悉直埋线路引出措施及标志设置4.掌握直埋线路防机械损伤保护5.了解直埋线路鼠害及蚁害的防护6.了解直埋线路的防雷7.掌握直埋线路工程量的统计方法2020/9/204培训提纲直埋线路路由选择及敷设位置的确定内容二内容三2020/9/2051.直埋线路路由选择及敷设位置的确定1.1宜于设直埋线路的路由条件地质情况稳定，不会发生地陷、地裂的地段；沿线障碍少，土壤腐蚀小，机械损伤小的地段；尽量选择线路短，弯曲少的路由；穿越公路、铁路及其它地下管线时，尽量选择狭窄、交越处中心线尽量垂直的地段；尽量与公路平行，减少线路往返穿越公路；光缆线路路由，在符合大的路由走向前提下，应沿公路离路肩适当距离，并尽量取直划线；直埋光缆线路路由考虑到光缆的引接使用时，埋设位置应靠近公路引接侧2020/9/2061.直埋线路路由选择及敷设位置的确定1.2直埋光缆线路应避开的地方预留发展用地或规划未定地区；将来可能建设成为高等级公路或快车道的的地段和位置；直埋线路与其它已建或拟建的地下管线、地下隐蔽设施的隔距达不到最小隔距要求的地段；地下管线和设备复杂，一旦出现故障及挖掘修理时容易伤及直埋线路的地段；路基不结实，土壤松软，有塌陷可能的地方；或地表下为岩层、坚石路基的地段；2020/9/2071.直埋线路路由选择及敷设位置的确定1.2直埋光缆线路应避开的地方制造、储存容易爆炸、燃烧、强腐蚀等危险物品的场所；经常有积水、冰冻层较深的地方；有电腐蚀或化学腐蚀，易使线路出现故障的地方外界电磁影响超过直埋通信线路防护标准的地方2020/9/2082.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.1直埋光缆的选型原则光缆中光纤的光学特性必须符合使用要求光缆的机械性能必须满足使用要求光缆的温度特性必须满足使用要求光缆经过运输、施工和维护运用后，光纤传输特性不受影响充分考虑经济的合理性2020/9/2092.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.2直埋光缆选型应考虑的环境因素路由地段有无交流电气化铁道和高压输电线有无雷害、洪水灾害、鼠害地段历年最高、最低气温和冻土深度山区、丘陵、平地、水网稻田等颁布情况2020/9/20102.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3直埋光缆结构的选定根据光缆选型原则和所敷设地段的环境，一般要求光缆能够承受较大的侧压力、拉力，能够适应较大幅度的温度变化范围，能够防水、防雷、防啮齿动物啃咬。2.3.1缆芯结构的选定目前在工程中应用的光纤，有松套结构和紧套结构两种。直埋光缆线路，因环境温度变化幅度大，受外力影响的条件复杂，故在选用光纤结构时，应首先考虑温度特性和机械特性。2020/9/20112.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.1.1紧套光纤（Tighttube)紧套光纤的套管与光纤紧密地结合成一个整体，与光缆中的其它元件也较紧密地相接触。2.3.1.2松套光纤(Loosetube)松套光纤是将有涂敷的光纤置入松套管内，与光缆的其它元件处于隔离状态。2.3.1.3温度特性比较（characteroftemperature）松套光纤结构：因光纤在套管内的自由活动范围大，基本可抵消温度变化的影响，在-30--+70C°范围内衰减值无变化。紧套光纤结构：光缆衰减稳定的温度变化范围较小。2020/9/20122.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.1.4抗侧压力比较（Characterofcompression)松套光纤受到侧压力时，光纤不直接承受外力的作用，因此抗侧压力特性较好。紧套光纤主要是靠硅橡胶的缓冲作用，抵抗外来的侧压力，其负荷能力不如松套光纤2.3.1.5抗张力比较(Characteroftension)松套光纤当受到张力而伸长时，光纤有调节长度变化的较大余量，如当光缆伸长0.7%--0.8%时，光纤的伸长仍能维持0.2%的伸长率。紧套光纤光缆的伸长近似等于光纤的伸长，若需维持0.2%的伸长率，必须加大承受抗张强度加强心的横截面积，但这样做的代价是增大了光缆的直径和重量。2020/9/20132.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.2缆芯内铜线的选用缆芯内加铜线是为了远供的需要，但目前中继距离已达几十公里，而且中继站的位置大多选在靠近乡镇的位置。如果缆内加了铜线，不但提高了光缆造价，而且还要采取与电缆线路基本相同的防外界雷电和强电影响措施，失去了光缆的优越性。光缆内不加铜线，可防雷击，避免电磁干扰，避免因铜线受潮电解而产生氢气，造成光纤衰减增加和寿命的降低。结论：长途光缆芯线内不加铜线，设备采用太阳能、蓄电池和市电相结合的供电方式。2020/9/20142.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.3光缆维护方式的选定为保持传输质量的稳定性及通信的可靠性和使用的安全性，很重要的一个因素是阻止水分子对光缆的浸入和渗透。实验证明，水分子进入缆内一定时间后，OH离子会使光缆损耗增加。一旦结冰，则会使光纤断裂。为防止水分子浸入光缆，可以采用的方法有两种，即充气法与填充油膏法。2020/9/20152.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.3.1充气法(Methodofinflation)充气法的关键是如何经常保持恒定压力的干燥气体和配置监测、告警设备，原理：当光缆护套产生漏洞时，气体从漏洞溢出，以防止水分子的浸入。气体溢出使缆内气压降低，压力传感器告警。问题：光缆气阻比电缆气阻大得多，同时还要加装压力传感器的信号线，且气压遥测系统费用较高。2020/9/20162.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.3.2填充油膏法(Jellyfilledfiber)填充油膏法是将光缆和纤芯中的间隙填充油膏。油膏的物理特性是高温不流淌，低温不凝固，并且不影响光纤的传输特性和机械强度，具有可靠的防潮性能。油膏是在光缆制造过程中填充的，填充度只能达到90%。缆芯外面按顺序是铝塑防潮层（LAP）、PE内护层(PEinnersheath)、铠装(Corrugatedsteeltape)、PE外护层(PEoutersheath)。可起到防潮防水的作用。2020/9/20172.直埋线路缆型的选用和长度的计算问题：由于没有监测告警设备，当光缆外护套受损引起进潮进水时，不能及时处理。结论：因为填充油膏方式简单、经济、工作量小，长途光缆一般选用此种方式。但是在施工时要注意光缆外护套的的完整性和对地绝缘指标。2020/9/20182.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.4护套结构的选定(Structureofsheath)直埋光缆护套结构的基本考虑是保护缆芯免受横向机械力和环境的损伤。为了防潮和防水和对环境的适应性，采用铝塑粘结结构(LAP—LaminatedAluminiumPolyethylene)，在光纤间隙和纤芯套管中填充油膏。在LAP护层外为PE内护层（InnerPEsheath)为了防止挖掘工具、石头尖角引起的损伤和动物的啃咬，光缆需要有铠装层。皱纹钢带纵包氩弧焊护套(Corrugatedsteeltape)，机械强度高，价格便宜。铝护套屏蔽性能好，机械强度高，但价格较高。结论：选用皱纹钢带纵包氩弧焊护套2020/9/20192.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.3.5外护层的选定(Outersheath)选用黑色PE外护层2.3.6加强件的选定(CSM)加强件（加强芯）的作用，主要是防止因光缆所受张力超过光纤所能承受的张力，以致光纤断裂。因此，加强件的材料必须有较大的拉伸强度和较大的杨氏模量。如路由中有较长距离与高压输电线平行，为避免或减小强电影响，可考虑选用FRP（纤维增强塑料），护套仍为钢带铠装和PE外护层。一般地段采用金属加强件配置，材料为7/1.4mm钢绞线。考虑到防雷的需要，在接头处只做机械连接而不做电气连接，同时在光缆地阻值较大的地段还需敷设排流线。2020/9/20202.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.4线路缆型的选用直埋光缆有三种结构可供选择：2.4.1普通直埋光缆GYTA53缆2020/9/20212.直埋线路缆型的选用和长度的计算GYTA53光缆：室外通信用金属加强构件松套层绞全填充铝－聚乙烯粘结护层，皱纹钢带铠装聚乙烯外护套光缆。直埋用，皱纹钢带铠装。结构特征金属中心加强件光纤松套管松套管层绞缆芯填充油膏双面涂塑铝带粘结PE内护套（LAP）双面涂塑钢带轧纹粘结PE外护套2020/9/20222.直埋线路缆型的选用和长度的计算GYTA53主要技术参数：项目规范最大光纤芯数24367296144光缆外径，约13.61415.51720光缆重量(kg/km)185190250290385最大允许拉力(N）30003000300030003000最大允许侧拉力(N/10cm）30003000300030003000最小弯曲半径（mm）10D11D12D13D14D2020/9/20232.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.4.2特殊型直埋光缆GYTA53+33光纤纤膏金属加强芯可能有的垫层松套管或填充绳缆膏双面涂塑铝带PE内护套双面涂塑轧纹钢带PE中护套铠装钢丝PE外护套2020/9/20242.直埋线路缆型的选用和长度的计算由松套管(或部分填充绳）绕中心加强件绞合成圆整的缆芯，缆芯外挤上一层PE内护套，再纵包阻水带和双面涂塑皱纹钢复合带并挤上PE中护层。在PE中护层外绕绞一层镀锌低碳钢丝，钢丝外再挤上一层PE外护层。该结构光缆有三层护套，二层铠装。其中内层钢带可以起径向防潮作用。外层钢丝既起抗拉作用，又起铠装保护作用。根据光缆的使用不同场合，铠装钢丝的粗度设计不同直径，因此，光缆的抗拉力可以从10000N到40000N不等。适合爬坡直埋、浅水下敷设。2020/9/20252.直埋线路缆型的选用和长度的计算GYTA53+33典型结构参数光纤芯数2～3638～6062～7274~8486~9698~108110~120122~132134~144GYTA533（1吨）光缆参考外径(mm)19.220.220.821.622.323.024.725.526.2光缆参考单位重量(kg/km)650705765790840870110011501215GYTA533（2吨）光缆参考外径(mm)20.221.221.822.623.324.024.725.526.2光缆参考单位重量(kg/km)800880935970101510601100115012152020/9/20262.直埋线路缆型的选用和长度的计算GYTA53+33机械性能GYTA53+33环境性能试验项目试验标准技术指标1吨水线2吨水线允许拉伸力(N)IEC60794-E1长期400010000短期1000020000允许压扁力(N/100mm)IEC60794-E3长期30003000短期50005000项目技术指标最小弯曲半径（mm）静态12.5倍光缆外径动态25倍光缆外径温度范围安装－15℃～＋50℃工作－40℃～＋60℃存储运输－40℃～＋60℃2020/9/20272.直埋线路缆型的选用和长度的计算2.4.3特殊型直埋光缆GYTA53+333光纤纤膏金属加强芯可能有的垫层松套管或填充绳缆膏双面涂塑铝带PE内护套双面涂塑轧纹钢带PE中护套铠装钢丝PE外护套2020/9/20282.直埋线路缆型的选用和长度的计算结构特征：·缆芯是有几根松套管分一层或两层绞于中心钢丝上构成。每根松套管内含2-12芯光纤，填充油膏。总芯数2-216芯。·缆芯外包阻水带和/或充阻水油膏。·纵包双面涂塑