光纤复合架空地线(OPGW)用预绞式金具光测下张力试验检测
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发布时间:2026-06-11 10:07:12 更新时间:2026-06-10 10:07:17
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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光纤复合架空地线(OPGW)作为电力通信网络的关键组成部分,既承担着架空地线的防雷功能,又作为光纤通信通道传输数据。在其长期过程中,金具的可靠性与光缆的安全性息息相关。预绞式金具因其安装便捷、握力均匀等特点被广泛应用,但若其结构设计不合理或安装不当,极易在张力作用下对光缆造成局部应力集中,导致光纤衰减增加甚至断纤。因此,开展光纤复合架空地线(OPGW)用预绞式金具光测下张力试验检测,是保障电网通信安全的重要技术手段。
本次检测的核心对象为光纤复合架空地线(OPGW)及其配套使用的预绞式金具,主要包括预绞式悬垂线夹、预绞式耐张线夹等关键连接部件。在OPGW光缆的架设与中,预绞式金具通过缠绕方式固定光缆,其力学传递机制较为复杂。当光缆承受机械张力时,金具与光缆接触面会产生正压力,若该压力分布不均或过大,将直接挤压光缆内部的光纤单元,引起光纤微弯或宏弯损耗。
光测下张力试验检测的核心目的,正是为了模拟OPGW光缆在金具安装状态下承受机械张力的真实工况,通过同步监测光纤的传输性能变化,评估金具对光缆光纤传输性能的影响。具体而言,该试验旨在验证在规定的张力负荷范围内,金具是否会造成光纤附加衰减超标,以及金具的握力是否满足设计要求,确保光缆在经受风荷载、冰荷载或温度变化引起的张力波动时,通信信号依然能够稳定传输,避免因金具“咬伤”光缆而导致的安全事故。
光测下张力试验是一项力学性能与光学性能相结合的综合检测,主要包含以下关键项目与技术指标:
首先是张力负荷测试。这是试验的基础环节,要求在规定的试验温度下,对安装有预绞式金具的OPGW光缆试样施加轴向拉力。拉力值的设定通常依据相关国家标准或行业标准,涵盖起始负荷、预期最大使用张力(EDS)以及极限负荷(如破坏负荷的百分比)。试验过程中需记录负荷-伸长曲线,验证金具与光缆之间是否存在相对滑移,即考核金具的握力性能。
其次是光纤附加衰减监测。这是本试验的核心指标。在施加张力的全过程中,需通过光纤测试仪器实时监测光缆内光纤的传输损耗变化。技术指标要求在规定的张力范围内,光纤的附加衰减值应控制在极低水平(例如通常要求不大于0.05dB或更严苛的0.03dB)。如果在张力卸除后,光纤存在不可恢复的残余衰减,则说明金具已对光纤造成了永久性损伤,判定为不合格。
此外,还包括外观与结构检查。试验结束后,需对金具及光缆表面进行详细检查,观察预绞丝是否有变形、断裂,光缆外护套是否有压痕、裂纹,以及金具端口处的光缆是否有明显的“鸟笼”现象(即由于张力释放导致的光缆结构松散)。这些直观的物理变化也是判定金具性能优劣的重要依据。
光测下张力试验需在环境受控的力学试验室中进行,以确保测试数据的准确性与可重复性。整个操作流程严谨且环环相扣,主要分为以下几个步骤:
试样准备与安装。选取一段符合标准长度的OPGW光缆试样,两端分别安装预绞式金具(如耐张线夹或悬垂线夹)。安装过程需严格遵循金具的使用说明书,确保预绞丝的缠绕节距、方向及紧贴度符合要求,避免因人为安装误差引入干扰因素。同时,将光缆内的光纤与测试仪表熔接良好,确保光路畅通。
试验设备调试。将安装好金具的试样置于卧式拉力试验机上,调整夹具位置,确保试样轴线与拉力方向一致,避免偏心受力。连接光时域反射仪(OTDR)或光源与光功率计,建立实时监测系统。通常推荐使用OTDR进行双向测试,以便更精准地定位金具区域的光纤损耗变化。
分级加载与监测。试验采用分级加载方式。首先施加初始张力(如2%RTS,RTS为额定抗拉强度),以此作为基准状态,记录初始光纤衰减值。随后,按照规定的速率逐步增加张力至预定值(如25%RTS、40%RTS等不同档位),并在各级负荷下保持一定时间(如1分钟至5分钟),期间实时记录光纤衰减数据。在达到最大试验负荷后,通常需保载较长时间(如1小时),以观察在持续张力下光纤衰减的稳定性。
卸载与最终评估。保载结束后,平稳卸除负荷至初始张力,再次测量光纤衰减值,计算残余附加衰减。最后,拆卸金具,检查光缆表面及内部结构状态。整个流程中,张力值的读取精度、光纤衰减的测试精度以及环境温度的稳定性,均需满足相关检测规程的要求。
光测下张力试验检测在电力建设与运维全生命周期中具有广泛的适用场景,其行业价值体现在多个层面:
在新产品研发与定型阶段,该试验是验证预绞式金具设计合理性的关键关卡。设计人员通过分析不同张力下的光纤损耗曲线,优化预绞丝的长度、线径及缠绕角度,平衡握力与侧压力的关系,确保产品在满足机械握持要求的同时,最大程度保护光纤单元。
在物资采购与入网检测环节,该试验是把控入网设备质量的重要屏障。电力物资质量监督部门通过抽样检测,可筛选出制造工艺粗糙、材质硬度不达标或结构设计缺陷的金具产品,防止劣质金具流入电网建设现场,从源头上规避质量隐患。
在工程验收与故障分析中,该试验同样发挥着不可替代的作用。对于新建线路,通过现场抽样复测可验证金具安装工艺的合规性;对于中发生光缆断纤或信号衰减异常的故障段,通过模拟当时的张力环境进行试验,有助于排查是金具质量问题、安装不当还是外力破坏导致的事故,为故障定责提供科学依据。
在长期的检测实践中,光测下张力试验常暴露出以下几类典型问题,值得行业关注:
光纤附加衰减突变。部分试样在张力加载至某一临界点时,光纤衰减值突然大幅跳变。这通常是由于金具对光缆的侧压力过大,导致光缆内缓冲层失效,光纤直接受力产生微弯。应对建议:优化金具内层橡胶垫或铝合金衬件的硬度与厚度,改善应力分布。
卸载后存在残余衰减。试验张力卸除后,光纤衰减未能恢复至初始水平。这说明光缆内部结构已发生塑性变形,或光纤在束管内产生了不可恢复的位移。应对建议:检查光缆自身的结构稳定性(如束管余长设计),同时评估金具端口是否对光缆造成了局部挤压损伤。
金具滑移失效。在张力达到规定握力值之前,金具与光缆之间发生相对滑移。这表明预绞丝的握力不足,无法有效传递机械负荷。应对建议:检查预绞丝的材质硬度、表面粗糙度及缠绕工艺,确保其与光缆外径的匹配度。
针对上述问题,建议相关单位在选型时优先选择通过权威机构检测认证的产品,并在施工前进行技术交底,严格规范安装工艺,避免因预绞丝缠绕间隙不均、起始端定位不准等操作失误影响金具性能。
光纤复合架空地线(OPGW)用预绞式金具光测下张力试验检测,是一项集机械力学与光传输理论于一体的综合性技术验证工作。它不仅关注金具“握得住”的机械属性,更关注光纤“通得好”的通信本质,是连接电力一次设备与二次通信系统安全的重要纽带。
随着特高压电网建设的推进及智能电网对通信带宽需求的提升,OPGW光缆的环境日益复杂,对配套金具的性能要求也将更加严苛。坚持开展科学、严谨的光测下张力试验,持续优化检测手段与技术指标,对于提升电网物资质量水平、保障电力通信网络的安全稳定具有重要的现实意义。各相关单位应高度重视此项检测,以数据为支撑,以标准为准绳,共同筑牢电网安全的基石。

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