ADSS光缆设计优化方案

作为架空线缆的一种，ADSS光缆在使用过程中自然遵循悬链线方程。ADSS光缆与金属材质的线缆有一个较大的区别就是光缆承力元件主要为芳纶纱，且不是光缆全截面受力，或者说，不是光缆的所有元件都会承力。光缆所要保护的是光纤，一旦光纤性能劣化或出现断纤现象，光缆性能再好，也已经失去了意义。所以ADSS光缆的设计宗旨就是考虑在各种工况条件（包括恶劣气候条件）下光纤性能不受影响。

光缆在架设时，主要受施工动态弯曲负荷的影响，当其经过滑轮、导轮时，不能施加超过光缆最大允许拉力的力值，更不能采用小于光缆动态弯曲半径的滑轮和导轮，否则有可能导致光缆变形、光纤套管压扁、中心加强件折断，甚至光纤被折断或拉断，光缆报废等恶性事件。

从上节得知，光缆在使用过程中会受到风载、冰载以及自重等荷载的影响。合适的结构设计，特别是光纤余长值的设计，芳纶纱数量（截面积）的计算，套管中光纤“活动”空间计算等，能有效避免光缆中光纤性能的劣化和对光缆寿命的影响。

同时，由于ADSS光缆可能与电力线路同杆塔架设，特别是高电压线路，还须考虑光缆耐电腐蚀的性能。

从光缆结构来说，ADSS光缆一般有两种：层绞式和中心管式，如图5.2.1所示。层绞式有相对较大的等效余长，比较适合于大跨距线路；中心管式有成本上的优势，但受制于余长（仅有套管的净余长），跨距很难做大。

图5.2.1　ADSS光缆截面图

以上种种因素，在ADSS光缆设计环节都应该被考虑。下面将根据常用的层绞式光缆结构进行设计、分析。

5.2.1.1　芳纶纱用量计算

ADSS光缆中起抗拉作用的主要是芳纶纱，其用量的多少直接决定ADSS光缆抗拉力性能。虽然结构中有非金属中心加强件，一般为玻璃纤维增强塑料（Fiber Reinforce Plastic，FRP）或玻璃增强塑料（Glass Reinforce Plastic，GRP），FRP和GRP实质上是一种材料，但ADSS光缆中的FRP相对于芳纶纱来说，其抗拉强度和拉伸应变都小很多，对ADSS光缆抗拉作用帮助也很小，在计算时一般加以忽略，特别是对大、中跨距来说更是如此。FRP的作用主要是在光缆生产过程中起支撑和抗拉作用，以及保持光缆结构的完整性。

芳纶纱，也叫芳纶纤维，是一种芳香族聚酰胺纤维。1960年，美国杜邦公司研制出聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（Nomex），1965年继续研制出了聚对苯二甲酰对苯二胺，即Kevlar产品。由于芳纶纱独特的化学结构和性能，美国联邦贸易委员会于1974年对其命名为Aramid Yarn。1972年，荷兰AKZO NOBLE公司开发出了首款对位芳纶产品Twaron，并于1982年进行商业生产。1992年日本帝人（TEIJIN）成为世界上第三个制造出商业化芳纶纱产品的公司，2000年，帝人集团接管了荷兰AKZO NOBEL公司所有Twaron的业务。目前线缆行业比较常用的两种芳纶分别是美国杜邦公司的Kevlar和日本帝人公司的Twaron。

根据芳纶纱用途和特性不同，每一个公司都有不同的牌号。如杜邦公司的Kevlar，在线缆行业最常用的有Kevlar－29（K－29），Kevlar－49（K－49）两种。K－29模量相对较小，不适合于应变要求小、抗拉力大的ADSS光缆；K－49强度高、热胀系数小，其模量达到114GPa，比较适合于制造线缆。为了工业生产、加工应用方便，根据线密度的不同，每一种模量的芳纶纱又细分了很多型号（如K－49中的1580dtex，6300dtex，7900dtex，9500dtex）。芳纶纱越“粗”，也就是线密度（支数）越大，其单股抗拉力自然就大。在生产工艺中，并不是支数越大越好，如果芳纶纱根数（股数）很少，太“粗”的纱会包不满缆芯，出现偏心现象，这时候用“细”纱（即支数小或线密度小）的效果会较好，在缆芯周边分布也会比较均匀。表5.2.1为常见的两种牌号芳纶纱性能对比。

表5.2.1　常见的两种牌号芳纶纱主要性能指标

在芳纶纱实际使用过程中，经常会遇到一些纺织行业的术语，为便于理解，下面简单介绍与芳纶纱有关的几个单位的定义和计算。

1）有关芳纶纱几个单位的定义和计算

（1）线密度（LD）

线密度是指单位长度纱支的质量，通常有两种单位制，即dtex和denier。

1dtex为10000m长度纱支的质量（g）；1denier为9000m长度纱支的质量（g）。因此，

1denier＝0.9dtex。已知每支纱的线密度及芳纶纱的体密度ρ时，可计算每支纱的截面积：

式中：A——纱支截面积（mm2）；

ρ——纱支体密度（g／cm3）；

LD——线密度（g／m）。

例如，TEIJIN公司的TWARON2200，8050dtex芳纶纱的线密度为8050／10000＝0.8050（g／m），体密度为1.45（g／cm3），注意单位之间的换算。用上式可计算其每支纱的截面积A为：

当已知ADSS光缆承受拉力所需芳纶纤维的截面积Q后，可计算出光缆所需芳纶纱的支数：

（2）芳纶纱的螺旋绞合

作为抗张元件的芳纶纱通常是以单向螺旋形式绞合在缆芯上。如绞合半径为r（mm），绞合节距（即该段光缆的长度）为P（mm）时，则绞合角为：

芳纶纱的长度L为：

图5.2.2　芳纶纱绞合长度

当光缆长度为n·P时，则芳纶纱的长度应为np／cosθ（图5.2.2）。

芳纶纱的绞合角由牵引机的线速度和芳纶纱放线绞合设备的转速产生。角度大，即芳纶纱绞笼转速快，则单位长度光缆上缠绕的纱会多，光缆受力拉伸时，纱释放的长度相对较长，将导致光缆抗拉力的下降；相反，绞合角太小，则会造成结构的不稳定，芳纶纱不能很好缠绕在光缆上，一旦外力解除，芳纶纱也很容易松散。根据经验，通常绞合角选在5°～8°之间为宜，芳纶纱节距控制在800～1000mm较为合适。

（3）芳纶纱绞合层厚度

计算芳纶纱绞合层厚度主要是为了测算光缆的外径，同时也对光缆护套模具的设计有帮助。估算出了光缆的外径，光缆的风载计算也就清晰了，根据这个变量再进行设计修正。

根据芳纶纱绞合前后总截面积不变的原理可以计算出绞合后的厚度t：

式中：t——芳纶纱绞合层的厚度；

A——单支芳纶纱的截面；

n——芳纶纱根数；

β——芳纶纱绞合层松散度，通常可取0.2～0.4；

d——绞合层内径（或绞合前缆芯的外径）。

计算出芳纶纱绞合层的厚度t：

2）常用应力／强度定义

在计算芳纶纱用量之前，先介绍几个与ADSS光缆相关的应力／强度定义。

（1）极限拉伸强度（Ultimate Tensile Strength，UTS）

光缆抗张元件（如芳纶纱）的计算拉断力，即断裂强度，其值为每股芳纶纱的拉断力乘以股数，该值是一个理论值。

（2）标称抗拉强度（Rated Tensile Strength，RTS）

ADSS光缆中，考虑到芳纶纱拉断强度的离散性，以及芳纶纱绞合时各股纱张力的不一致，造成光缆抗拉强度下降。工程上，以RTS（90%UTS）来代替UTS作为光缆拉断力的设计值。90%UTS是非常理想的数据，但在实际操作过程中，是很难实现的。

（3）最大允许拉伸强度（Maximum Allowable Tensile Strength，MAT）

也称最大运行张力（Maximum Operating Tensile Strength，MOTS）、最大允许工作应力（Maximum Allowable Working Stress，MWS），是光缆在极端气象条件下可承受的拉伸应力。一般应不大于RTS的40%。当光缆在MAT下运行时，光缆应变接近最大允许值。

（4）日平均应力（Everyday Stress，EDS）

光缆在无风、无冰及年平均温度下的张力，一般不大于RTS的25%。

（5）极限运行张力（Ultimate Operation Strength，UOS）

光缆在实际运行时，有可能出现超出设计荷载，此时光缆和光纤仍能短时间内保持不断，当外力解除后，光缆迅速恢复常态。一般规定为60%RTS，但该指标在实际应用时，意义不大。光纤自身有很好的延伸率和弹性，加上在松套结构中，光纤综合余长本来就可能超过1%，所以很多光缆在被拉断瞬时，光纤还没有断，但光缆的结构可能遭受到了严重破坏，受到了“内伤”，比如芳纶纱部分断股、FRP拉断等质量隐患，外表的良好掩盖了深层次的问题，所以不建议以此来衡量光缆的性能。

从以上定义可以看出这几个指标的计算基础是UTS，而UTS是通过理论计算得来，并没有考虑各股芳纶纱是否同步起作用。各制造商的工艺控制能力，如光缆中光纤余长及一致性、光缆护套与缆芯的粘结力等，都将导致RTS、MAT、EDS等失真，而恰恰光缆工艺控制能力是决定光缆性能优劣最为关键的因素。ADSS光缆不是简单将相关的材料进行堆砌，也不像金属导线、地线控制好节径比和单丝放线张力那样容易，它必须具有真正的设计、制造能力。

使用上，ADSS光缆与金属线缆也有很大的差异。比如导线或地线，只要没有完全断线，其导线或地线功能暂时是可以保证的，但光缆不一样。光缆只有光纤性能得以保证的前提下，光缆才有价值，也就是说，如果一部分光纤或全部光纤断了，光缆就变成废物或累赘。

3）芳纶纱数量计算

在以上的各计算公式中，都是把芳纶纱的用量作为已知量来计算股数或层厚度等，但如何确定芳纶纱所需的截面积或者股数才是设计的关键。

在设计光缆结构时，我们应该有一个基本的参考参数或假设条件，如光缆套管直径（先不考虑余长要求）、缆芯结构、护套厚度等基本参数。如果没有概念，直接先引用成熟的室外非金属光缆设计工艺和参数。如此，除芳纶纱以外，其他光缆参数如外径和重量就有了一个大约值。我们就以此作为基本条件进行计算，此后再根据荷载情况和光缆结构参数进行拟合，设计出真正符合要求的光缆。

5.7节计算了光缆的综合比载，但它怎么跟光缆设计联系起来呢？为方便计算，以两端悬挂点等高的应力公式来举例分析。式（5.1.21）光缆悬挂点最高位A、B点的应力：

当气象条件为已知时，假定光缆自重、光缆外径跟芳纶纱的用量多少无关（暂时忽略掉，如果有经验，可以适当估算），即可将风载、冰载计算出来。根据弧垂计算公式：

得到：

式中，跨距l为已知量；比载γ′可以通过光缆的质量和截面计算出来；G为每千米光缆的质量，A为光缆的截面积。当无风无冰时，光缆的自重比载。此时只要知晓弧垂fm及跨距l就可以很容易计算出光缆最低点的轴向应力σ0。请注意，此处应力σ0为单位面积上的力，而不是直接可测量的力值。对ADSS光缆来说，fm在工程上有一个大致的规范，即与跨距l相比的弧垂系数（fm／l），具体见表5.2.2。

表5.2.2　推荐的光缆安装弧垂／跨距

根据这些已知参数，可以计算出静态（无风无冰）时光缆线路的应力值σ0。如果弧垂发生变化，应该重新调整σ0值。从式（5.2.8）中可以看出，弧垂与光缆应力成反比，弧垂越大，光缆上承受的应力就越小。

此处l为一个跨距，在计算光缆可承受的最大应力时，需核算一盘光缆路段内或整个线路上的最大负荷，并以此段光缆最高悬挂点应力值作为基准。实际线路存在连续档距，设计时可以按线路“代表档距”作为跨距计算。

对于耐张段间（两基相邻的耐张杆塔间）具有若干悬挂悬垂串的直线杆塔的连续档中，各档光缆水平应力σ0是按同一值架设的。但当气象条件变化时，由于各档的档距及高差不相同，各档应力变化就不完全相同，从而使直线杆塔上出现不平衡张力差，使悬垂串产生偏斜。偏斜的结果则又使各档应力趋于基本相同的某一数值上。这个应力可称为耐张段内的代表应力，其值用耐张段内的所谓“代表档距”求出。

式（5.2.9）中，lr代表档距，l1，l2，…，ln以及β1，β2，…，βn为耐张段内各档的档距及高差角。

当挂点之间无高差角时，β＝0，公式可简化为：

计算出σ0后，可根据最恶劣气象条件组合状况分别计算出风载、冰载，最终算出综合总比载γ′。

根据式（5.1.21），可计算悬挂点应力σ′A和σ′B。依此办法，也可计算出两悬挂点不等高情况下最高悬挂点的应力值σm，σm为单位面积上的力，所以ADSS光缆悬挂点的实际受力：(www.xing528.com)

式中，A为光缆的截面积（mm2）。

在光缆设计过程中，考虑光纤余长和套管绞合后产生的最终综合余长，光缆应变可以达到0.7%～0.8%。当光缆受到最大张力作用时，光纤实际也是有一定的弹性形变，虽然这是我们在设计时不希望考虑的现象，但是当外力减小或解除时，光纤仍然能够长期正常使用。从成本和经济性考虑，允许光纤短期可承受0.1%～0.2%的应变，这样光缆的综合应变可以达到1%左右。能够达到该应变的力值，即是光缆最大允许拉伸强度MAT。在此过程中，芳纶纱应变也基本上接近于1%。

掌握了光缆的受力值，即可推算芳纶纱的股数或支数。ADSS光缆的特殊性在于受力元件为芳纶，其他单元可分担的力值基本可以忽略。根据表5.2.1或材料厂家提供的不同应变情况下芳纶纱的应变强度，可以推算芳纶纱的股数n。

式中：Tm——最高悬挂点光缆的负荷（N）；

s——单股芳纶纱在不同应变值下的强度（N／股），取值参照表5.2.1。

由于光缆中其他各种材料与芳纶纱相比，其模量相差了一个数量级以上，特别是塑料材料所占面积最大，而模量相差2～3个数量级，在计算光缆受力元件数量时，大多数材料所起的作用都可以忽略掉。表5.2.3列出ADSS光缆各主要材料特性。

表5.2.3　ADSS光缆各主要材料特性

从上表可以看出，ADSS光缆中杨氏模量主要是靠芳纶纱和FRP。光纤不能受力，由于是松套管结构，PBT起不了作用，也无法受力。当跨距很大，芳纶纱将起主要的作用。为简化计算，FRP可以忽略，但是，当跨距小，芳纶数量很少时，FRP是需要纳入计算的。

如果把FRP纳入计算，芳纶纱的数量将会有所减少。但是FRP断裂伸长率远不如芳纶纱，光缆受力伸长量过大，将有可能拉断FRP，所以依赖FRP去承担过多的拉力值，实际上并不可靠。

根据计算出的芳纶纱股数粗算值，再反推光缆质量、外径，以及相应的冰载、风载，依据调整后的数据核对芳纶纱股数是否满足力值要求。不满足的话，增加少量股数的芳纶纱对光缆质量和外径影响基本可以忽略，以此得出最终的设计方案。具体的计算过程可以参照下面的设计示例。

4）设计示例

下面通过案例来演示芳纶纱数量计算以及ADSS光缆设计计算过程。

如某工程线路需选用24芯G.652D单模光纤，轻负荷区，其气象条件如下：（1）导线上冰凌等效厚度≤5mm；（2）结冰时温度：－5℃；线路运行最高温度：＋55℃；最低温度：－40℃；（3）结冰时最大风速：10m／s；无冰时最大风速：25m／s；最高、最低气温时风速：0m／s。线路代表档距452m，要求所给气象条件下最大负荷时最大垂度不超过跨距的1.5%。线路电压等级220kV。

首先，按照经验，估算光缆的质量和外径。如：24芯ADSS光缆采用一管6芯、直径φ2.4mm的松套管、6单元结构的缆芯，内护层LDPE厚度0.8mm，外护套耐电痕材料，厚度1.8mm，初步预估芳纶纱厚度0.5mm。根据这些条件计算，光缆外径为13.4mm，截面积为140.955mm2，光缆质量为157.44kg（含预设定24股7900dtex芳纶的质量）。在设计时，温度所起的作用予以忽略。根据上面的系列公式，可以计算出各种工况下光缆上的力值和设计参数。

（1）比载的计算

ⅰ.光缆自重比载：

ⅱ.冰质量比载，按最大覆冰厚度计算，γv2＝πb（d＋b）ρ0×10－2／A＝1.855×10－2（N／mm2·m），垂直总比载γv3＝γv1＋γv2＝2.972×10－2（N／mm2·m）

ⅲ.风荷比载γh1，10m／s风速（按垂直风，结冰5mm）：

风荷比载γh2，25m／s风速（按垂直风，不结冰）：

ⅳ.综合比载γ′：

覆冰时，风速10m／s：

不覆冰，但风速最大25m／s时：

很显然，不覆冰，但是风速达到25m／s时，光缆上的比载最大，设计时就应该取该值作为最大比载。

ⅴ.计算光缆应力

根据式（5.2.8）计算无风无冰时的静态轴向应力：

式中，fm取值根据所给气象条件下最大负荷时最大垂度不超过跨距的1.5%。

光缆受到风、冰等综合作用时，根据式（5.1.21）知光缆悬挂点最高位的应力：

按式（5.2.11），光缆最高悬挂点全截面受力：

Tm＝σmA＝126.06×140.955＝17768N

ⅵ.计算芳纶纱的股数（根数）

按式（5.2.12）计算K－49牌号7900dtex芳纶纱的股数：

此处s取值参照表5.2.1，取值按照光缆应变1%，即芳纶纱应变取值1%，应变强度为561N。如果光缆的允许应变值更大，芳纶纱股数则可以相应减少。但是芳纶纱最大断裂伸长率为2.5%左右，同时需要考虑光纤的综合余长也不可能太大，如前面所述，一般1%左右，所以光缆应变取值是有一定限度的。如单纯为了减少芳纶纱的股数，降低光缆成本，将会面临遇到在恶劣的气候条件下，光纤将受力或有被拉断的危险。

ⅶ.修正最终光缆的芳纶纱数量

①芳纶纱原估算厚度0.5mm，面积14.601mm2，现31×0.79／1.44＝17.007（mm2），折算成厚度约为0.6mm，光缆外径相应调整为13.6mm，增加了0.2mm。

②光缆重量，原157.44kg／km，现166.13kg／km，增加了9.93kg。

③重新复核比载：最大综合比载γ′＝36.65×10－2（N／mm2·m）。

④复核静态轴向应力。

⑤复核光缆悬挂点最高位的应力。

⑥复核光缆最高悬挂点应力Tm＝σmA＝17814N。

⑦复核芳纶纱数量（股）。

该数量与复核前计算得出的数量已经非常接近，再增加1股芳纶纱对光缆的质量和外径的影响几乎可以忽略，最终修正为32股。但与最初预估的24股相差就较大了，由于纱的松散特性，护套挤压的松紧程度对芳纶纱的厚度影响还是较大，然而，在没有一个标准松紧度的情况下，前后的厚度相差在0.2mm以下都是正常的，只是我们设计时应该按照同一个标准去做。

以上计算过程中，对芳纶纱的股数做了预估，该预估数纯粹基于经验，主要是减少复核的难度和修正的次数。如果采用小支数的细纱，可以按照线密度进行折算。选择支数大小，主要依据就是芳纶纱股数的多少。如果用很少的粗纱，难以均匀包覆缆芯，这时建议用细纱；如果股数太多，用细纱将会导致放线架数量猛增，而且成缆后太多的纱线将难以保证其同步受力，抗拉效果不佳。

5）设计环节的几个问题

（1）安全系数的问题

ADSS光缆的几个力值定义，在整个ADSS光缆设计计算过程中，UTS和RTS实际作用并不大。客观来讲，光缆与导线原理完全不同。导线只要没有断，就还是能起到一定的作用，而光缆中的光纤如果因为力值超标全断了，这根光缆就失去了存在的意义，反而变成了隐患。在ADSS光缆设计上，不应该去简单套用电力部门要求的安全系数。只是有了RTS或UTS，人们方便进行破坏性试验，以验证光缆的MAT，从这个角度看，它的意义会更大一些。

然而，ADSS光缆中的一个巧合就在于其“自身”具有接近电力部门通用的2.5倍安全系数。光缆断裂伸长率是由组成构件的断裂伸长率决定的，光缆构件材料的断裂伸长率ε见表5.2.4。从表中可以看出芳纶纱的断裂伸长率最小，在2.5%以上。因此，可以认为光缆断裂伸长率为芳纶纱的断裂伸长率，通常情况下，可以取光缆断裂伸长率ε为2.5%，在2.5%的断裂伸长率范围内，光缆变形近似呈线性变化。所以可以近似计算光缆的破断张力，即：

式中：Fm——光缆破断张力（N）；

E——光缆弹性模量（MPa）；

A——光缆横截面（mm2）。

表5.2.4　ADSS光缆材料的断裂伸长率

前面考虑在MAT值下，光缆安全运行应变可以达到1%，如此，在2.5%“安全”断裂伸长率情形下，力值增长到2.5倍才可能被拉断，与2.5倍的安全系数要求正好巧合，因此只要按照理论MAT进行设计，2.5倍的安全系数是可以得到保证的。如果需要更大的安全系数，就必须增加芳纶纱数量了。

（2）温度问题

在设计环节，没有考虑温度的变化对光缆长度的影响，但在实际中温度影响到光缆的弧垂、应力等。因光缆为全非金属材质，不影响电力线路电磁场分布，除要求满足安全弧垂外，对ADSS光缆的弧垂并没有太严格的限制。也就是说，在安全弧垂要求条件下，光缆适当伸长或缩短导致弧垂的微小变化在理论上是可接受的。对松套结构的光缆，光纤都有一定的余长，自然界高温或低温变化所导致光缆长度变化也远比冰、风、自重等的影响小。

光缆材料组成中，除芳纶纱线膨胀系数为负值外，其余均为正值。从大多数设计案例计算可以得知，光缆的综合线膨胀系数会略为正值。当温度升高时，芳纶纱收缩，其他的各种材料会膨胀，但光缆的伸长量一般不足以“吃”掉光纤余长；当温度降低时，除芳纶纱外的其他各材料均收缩，芳纶纱作为纤维状，其轴向的线膨胀完全不影响光缆长度的变化，最终光缆只能是收缩，而不管收缩多少，将只会微量地增加光纤的余长。

所以为简化计算过程，设计时一般忽略温度的影响。但对金属光缆，如OPGW和OPPC，温度影响就不能忽视。

（3）弧垂问题

在计算静态水平应力σ0时，根据经验，推荐表5.2.2的ADSS光缆安装弧垂系数。从光缆成本以及杆塔安全考虑，该系数大于同线路的导地线，但也需考虑大风状况下，光缆是否会与导地线发生碰撞或鞭击现象。该系数可以根据挂点位置，与设计部门协商。

并不是弧垂越大，光缆上受力就一定小，而需要根据气候条件核算。如果风载影响比冰载大，弧垂越大，大风所导致的荷载就会越大，所需要的芳纶纱也就多了。反之，风载影响比冰载小时，弧垂大，计算出的芳纶纱数量也就会少。

（4）抗张材料的选取

以上计算中，都是以高模量芳纶纱作为设计计算依据，它也是目前人们公认的比较适合于线缆用的材料，性价比也较高。除芳纶纱外，工业用纤维还有很多种，如玻璃纱，高强度聚乙烯（PE）纤维，聚碳酸酯（PC）纤维，聚酯纤维等。其中的一些纤维也是可以用做ADSS光缆，如玻璃纱和碳纤维。但是，在选取这些材料时，需根据材料特性设计计算其用量，并应结合光缆的成本，材料的寿命以及其他特性，如蠕变，长期受力应变，弹性形变，断裂伸长率，高低温特性，光缆加工性能等，其中最重要的还是性价比。

5.2.1.2　余长设计

光缆中多根光纤的余长不一定相同或一致，在光缆拉伸应变试验中，最早显示受力的那根光纤即为该光缆的结构余长。光缆被拉伸时，光纤不受力，说明光缆的结构余长大于光缆的拉伸应变量。当有光纤开始受力时，此时光缆应变量即为光缆中光纤的结构余长。

中心管式ADSS光缆的结构余长等于套塑余长；层绞式ADSS光缆的结构余长大于套塑余长，这是因为套管通过成缆绞合工序后，获得了因结构组合而产生的更大的余长。原本分散在松套管任意位置的光纤经过拉伸变形后逐渐贴近套管内壁接近光缆中心的位置，从而产生了额外的余长。

关于余长计算、设计，请参考本书第4章。

对层绞式光缆，要增大光缆的拉伸应变或余长，必须增大光纤套塑余长，减小套管绞合节距。而中心管式光缆的可变因素或调节手段就少了很多，其余长主要受套管内径影响，光纤在套管中的状态实际是很难控制的，增大光纤螺旋节距，将影响生产效率。所以ADSS光缆不太建议采用中心管式结构，除非光纤余长不大的，小档距的光缆。

但套塑余长也不能太大，否则会导致光纤在套管中的弯曲半径过小而引起衰减增加，或者光缆在低温试验时无法满足要求。根据经验，层绞式ADSS光缆的套塑余长一般控制在1.5‰～2‰（与管径相关）。中心管式ADSS光缆因为套管直径相对较大，其余长可适当增大，可控制在3‰～4‰。但在套塑工艺环节，套管直径大，反而很难做到大的余长。另外，中心束管式光缆没有FRP等硬支撑，成缆以及绕包芳纶纱后，光缆收缩或分层现象明显，工艺稳定性不好把握，成品率不高，所以综合各种因素，一般不建议采用中心管式结构的ADSS光缆。

减小套管的绞合节距可以有效地增加余长，但绞合节距的减小是有限度的。首先必须保证光纤的弯曲半径大于允许弯曲半径，一般光纤的允许弯曲半径控制在60mm以上，以确保光纤在1550nm的衰减不会增加。其次，绞合节距的减小，绞缆的生产效率太低，材料消耗多。

鉴于此，我们就必须在光纤套塑余长上下功夫，使得光缆拉伸应变足够大。

ADSS光缆有其特殊性，在余长控制理念上不能完全照搬通信光缆的方法。ADSS光缆架设后长期处于受力状态，在气候条件恶劣时，往往还要承受较高的荷载，这将会消耗部分光纤余长，所以光缆中光纤的允许弯曲半径可以小些。其温度系数在工作期间不会产生大的变化，因此，光缆架设后无风、无冰时的光纤弯曲半径应为光纤实际运行时的最小弯曲半径。

从成本和安全性考虑，平衡拉伸性能和温度性能，适度增大的余长对光缆长期运行的安全性是有利的。