1 ADSS光缆的结构

    同普通光缆一样，ADSS光缆主要有松套层绞式和中心束管式两种。无论是国内还是国外，基本上采用拉伸应变性能优越、光纤芯数含量大的层绞式结构，这种结构已被电力通信行业广泛认可，是目前市场的主流。

    采用松套层绞式结构，结构如图1所示：其结构、性能和试验方法主要遵循电力部标准DL/T 788–2001《全介质自承式光缆》中的规定。

图1 ADSS光缆结构示意图

2 影响ADSS光缆运行的外部因素

    ADSS光缆的安装、运行条件，和普通的架空光缆有很大的不同，对光缆的要求更为苛刻，其中大跨距、高电压是其主要特征，要求光缆抗拉强度高、护套有耐电痕性能。

    设计ADSS光缆必须先搞清楚光缆的使用环境，考虑光缆运行中可能遇到的最恶劣环境。基于最恶劣条件下而设计的光缆才是可靠而合理的，才能保证正常安装和运行。影响ADSS光缆运行的外部因素主要有以下几个方面：

    （1）跨距

    跨距是决定ADSS光缆的重要因素，也叫档距。跨距即为相邻的两杆（塔）之间的距离，如图2中的L所示。电力杆塔的跨距一般为50~1000m不等，还有跨江、跨海更为大的跨距。在同等气象条件、安装弧垂下，跨距越大光缆的张力也就越大。在使用时，通常会选一段光缆所经杆塔路径中的{zd0}跨距作为设计跨距，以保证其安全运行。

图2

    ADSS光缆的选型仅用“跨距”来表示是不准确、不完整的，可能导致ADSS光缆的不合理应用。因为ADSS光缆会受到弧垂、气象、杆塔条件的综合影响。

    （2）环境因素
   
    ADSS光缆设计需要充分考虑光缆敷设地点的气候状况和最恶劣环境条件，因此在光缆设计中，当地的{zd0}覆冰厚度、{zd0}风速和气温等基本环境参数是必不可少的。只有知道这些参数，才能算出在当地最恶劣环境时ADSS光缆所能承受的{zd0}运行张力，以保证光缆的正常运行，而不是经历一次恶劣天气后就不能运行了。

    进一步从力学的角度说明一下，光缆悬挂在杆塔上，所受到的力W（N/m）是水平方向力和垂直方向力的合力。在垂直方向上，光缆受到两个分力：一是光缆本身自重W1，二是光缆表面覆冰的重量W2；在水平方向上，光缆受到风压的影响，即水平分力W3。光缆受力关系如下：

    W = [ (W1 + W2)2 + W32 ]1/2

    由此可以看到{zd0}风速和{zd0}覆冰对ADSS光缆的影响是显著的。

    （3）弧垂

    弧垂也是决定ADSS光缆的重要因素。所谓弧垂，即指挂在两个相邻杆塔上的ADSS光缆垂下的{zd1}点到两个挂点连接线上的最短距离，如图3中的f和f *所示，其中，f为光缆初始弧垂（无负载），f *为最恶劣条件下的负载弧垂，A、B为光缆挂点。在安装时光缆会有个初始弧垂，它越小，光缆所受张力就会越大。光缆在全负载条件下，由于受风速、覆冰等的影响，总负载变大了，张力也随之变大。同时由于光缆受力被拉伸，弧垂自然就会相应变大，这时初始弧垂（无负载）f就变成了最恶劣条件下的负载弧垂f *。

图3 光缆等高架设示意图
   
    光缆的张力如下：

    P = W L2 / (8f)

    式中P—光缆{zd1}点所受张力，N；W—光缆单位长度总负载，N/m；

    L—等高敷设时的跨距，m；f—等高敷设时的安装弧垂，m。

    从式中可见各种外界因素对光缆张力大小的影响。

（4）电场

    ADSS光缆通常敷设在强电场环境中，光缆会因与大地、相线间的电容耦合而在光缆表面产生电势并导致电流。当光缆潮湿时，还可产生表面电痕漏电和滑闪，引起的热量会侵蚀外护套，最终影响到光纤的传输质量。

    根据光缆使用环境电场的强弱，可以采用不同的外护套类型，对于敷设区电势≤12kV的，采用普通的聚乙烯护套料，敷设区电势＞12kV的，采用耐电痕护套料，即AT料。简单来说，一般情况，电力线的线路电压低于110kV，光缆外护套采用聚乙烯护套料；高于等于110kV时，要使用耐电痕护套料。

    当然，除了上述的跨距、环境、弧垂以及电场这四个影响ADSS光缆的基本因素外，敷设现场的杆塔、线路状况也是影响设计的重要因素，需要对具体情况进行具体分析。

3 简介ADSS光缆的各种张力

    ADSS光缆在架设使用中所受到的张力随气象条件的变化很大，ADSS光缆在不同受力状态下的安全性是这类光缆的首要考虑之一。这里介绍一下ADSS光缆所受拉伸力的几个定义。

（1）极限抗拉强度UTS

    光缆（主要是指抗拉元件如芳纶纱）的计算拉断力，即破坏强度。ADSS光缆的强度计算与金属导线不同，一般以承载元件截面而非全截面计算，因为除承载元件外其他元件对强度的加强非常微小，小到可以忽略。

    （2）标称抗拉强度RTS

    考虑到芳纶拉断强度的离散性，以及芳纶纱绞合时放线张力的不一致造成光缆拉伸强度的下降，ADSS光缆更偏重于RTS，工程上以RTS（90%~95%UTS）来代替UTS作为光缆拉断力的设计值。ADSS光缆的RTS参数是金具配置（尤其耐张金具）的重要依据。

    （3）{zd0}允许使用张力MAT

    这是ADSS光缆在相应地区的常年极端气象条件下的拉伸应力。MAT应不大于RTS的35％~40％。当ADSS光缆在MAT下工作时，光缆应变接近{zd0}允许应变，即接近光纤的拉伸应变窗口值。根据气象条件、弧垂以及跨距，光缆在其综合负载下所承受的张力应不大于MAT。

    {zd0}允许使用张力MAT，即是ADSS光缆型号命名中所指的张力，我们通常所说ADSS光缆是几千牛（kN）的缆说的就是MAT的大小。

    （4）每日平均应力EDS

    EDS也叫年平均运行张力，相当于ADSS光缆在无风、无冰外负载及年平均气温下，相应于耐张段的代表跨距与垂度下的安装应力。EDS一般应不大于RTS的15％~25％。

4 结束语

    总之，面对ADSS光缆的复杂性和特殊性，首先要弄清楚影响它的外界影响因素和机械性能，并结合以优异的工艺和施工水平，才能更好的做到ADSS光缆的合理应用，确保ADSS光缆长期安全可靠的运行。