浅谈光纤复合架空地线光缆在110 kV架空输电线路中的应用

光纤复合架空地线光缆作为一种兼具通信和地线功能的电力特种光缆在电网工程中大量应用。目前,电网新建110 kV输电线路工程都会优先选用光纤复合架空地线光缆作为通信线路光缆,由于光纤复合架空地线光缆有别于之前广泛应用的全介质自承式光缆,在工程设计时需考虑其电气性能和机械性能及其他方面性能,以保证在施工期间及投运之后安全、可靠。基于此,从光纤复合架空地线光缆的选型原则、热稳定计算、弧垂特性、长度计算、三点接地等方面阐述了光纤复合架空地线光缆在110 kV架空输电线路中的应用,希望对工程设计有一定的借鉴作用。

光纤复合架空地线光缆站端两点接地研究

光纤复合架空地线光缆(Optical Fiber Composition Overhead Ground Wire,OPGW)是在高压输电线路中、利用避雷线与光缆两重作用合一的一种复合型通信光缆。线路运行时,OPGW上会产生感应电压,遭遇雷击时,会产生雷击过电压。当电压过高有可能引起OPGW地线闪络,也会通过OPGW光缆引入厂站,危及人身及设备安全。通过在进入场站处构架顶端、下端固定点(余缆前)用匹配的专用接地线实现可靠两点接地,能够有效解决该问题,理论仿真分析结合现场工程应用验证了方法的有效性。

光纤复合架空地线光缆光单元结构性能分析

针对不同结构类型的光纤复合架空地线(OPGW)光缆,从抗"氢损"、耐水解、抗腐蚀、短路时耐高温、低温和弯曲性能、抗侧压、光缆接续等七个方面,对OPGW光缆中金属管和螺旋塑料管这两类光单元结构的性能,进行分析和比较。

基于BOTDA/R的在运光纤复合架空地线光缆应变监测对比分析

光纤复合架空地线(OPGW)故障频发的原因与光缆局部受到的应力有直接关系,为了实现对OPGW光缆的在线应变监测,搭建了长距离布里渊光时域分析(BOTDA)和布里渊光时域反射(BOTDR)系统,并对重覆冰区域运行年限超过15年的在运95.14 km OPGW进行了应变检测和分析。通过对同一段光缆的对比测量,结果表明:BOTDA系统具有更长的测量距离、更高的空间分辨率与更高的测量精度,能准确辨别引下线并识别零应变参考点,可以实现温度和应变信息的准确分离。在两个站点的距离超过BOTDA系统的测量量程时,可以使用BOTDR系统从光缆两端分别测量以覆盖全部光缆。同时,BOTDR系统展现出单端测量的优势,在断纤故障发生时,BOTDR系统可不影响断点之前的线路测量。在同一条OPGW光缆线路上通过多维度的对比,分析了两种技术在OPGW光缆监测中的优劣势,为分布式光纤传感技术在电力系统中的应用提供参考。

光纤复合地线架空光缆在设计中的应用

光纤复合地线架空光缆在新架设的输电线路上应用时间不长 。

光纤复合架空地线光缆OPGW在电网工程建设中的应用

阐述复合光缆的光纤复合架空地线OPGW电缆既可用于防雷,又可用于通讯。结合传统的地线(外层)与光纤嵌入电缆的核心,探讨电网工程建设中的应用特点。

复合光纤架空地线在不同接地方式下的放电路径选择特性

复合光纤架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)由于具有防雷和光纤通信功能,在交直流输电线路上得到了广泛应用。当前OPGW采用逐基接地而普通地线采用分段绝缘一点接地的接地方式,这种不平衡的接地方式使得OPGW更容易遭雷击而出现断股和掉线事故以致影响光纤通信。为此,采用缩微模型试验研究了OPGW和普通地线在全绝缘、分段绝缘一点接地和逐基接地等3种接地方式对放电路径选择特性的影响,试验结果表明,地线采用逐基接地时放电路径选择概率最高,而全绝缘时最低,试验结论和现场统计数据得到规律相符。为了降低OPGW遭雷击的概率,需要改变OPGW的接地方式或采取适当保护措施。

光纤复合架空地线的雷击断股机理与防治措施

针对我国光纤复合架空地线(opticalfibercompositeoverheadgroundwire,OPGW)断股时有发生的现状,有必要分析OPGW的断股机理并研究相应的防治措施。通过对我国OPGW断股情况的调查和对断股样品的微观分析得出了雷击造成OPGW断股的机理;按照标准进行雷击试验,分析了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等因素对OPGW雷击断股的影响;通过模拟试验得出了避雷线接地方式与遭雷击概率的关系,根据雷击试验结果研制了2种耐雷型OPGW,通过计算并参照有关标准提出了OPGW发生断股损伤后的处理措施以及OPGW雷击断股的综合防治措施。

光纤复合架空地线短路电流热效应研究

光纤复合架空地线(OPGW)在短路电流冲击下受热产生温升,进而影响其性能是目前工程应用中十分关心和亟待解决的问题,也是目前OPGW工程应用研究中的热点。在详细分析当前计算OPGW光缆短路电流热效应常规方法的基础上,综合考虑热交换、初始效果和趋肤效应的影响,提出了新的综合分析计算方法——改进综合法,并基于该方法开发了应用软件OPGWTA,利用该软件对几种常用结构的OPGW光缆进行了热效应分析计算和讨论,结果与实验吻合。应用表明:改进综合法及其计算软件,计算方法先进,考虑因素全面,精确实用,能方便地应用于OPGW光缆实际工作以指导OPGW光缆的产品选型、设计施工和运行维护工作。

光纤复合架空地线(OPGW)热性能的研究

提出了分析计算光纤复合架空地线(OpticalFiberCompositeOverheadGroundWires,OPGW)热性能的改进综合法,它利用分布函数求解趋肤效应并采用数值计算方法求解初始状态,在短路电流冲击的全过程中求解热交换性能,具有精度高、效果好等特点。利用该方法详细分析了几种常用OPGW的结构、材料与热性能之间的关系,结果表明光缆热性能分析对于OPGW产品的选型及运行维护具有重要的指导意义。

光纤复合架空地线直流融冰绝缘化改造对地线绝缘子与并联放电间隙的电气要求

为满足光纤复合架空地线(OPGW)直流融冰的需要,同时解决环流损耗和易遭雷击断股等问题,须将OPGW接地方式由目前常用的逐塔接地改造为分段或全线绝缘、单点接地方式;OPGW经地线绝缘子及其并联放电间隙与杆塔相连。为此,提出了OPGW直流融冰绝缘化改造对并联放电间隙的电气要求,分别对正常运行时、地线直流融冰条件下和雷击情况下的并联放电间隙电气性能进行了详细的计算分析和试验研究。结果表明:并联放电间隙距离选择应满足感应电压和直流融冰电压的耐受要求,还应保证并联放电间隙在雷电过电压下可靠击穿;要满足工频感应电压的耐受要求,间隙距离可取20~100 mm;要满足直流融冰电压为-20 k V×(1±10%)的耐受要求,间隙距离应大于60 mm;考虑到间隙放电的分散性,间隙距离宜适当增大,推荐值为70~80 mm;70~80 mm间隙距离的雷电冲击放电电压一般不大于100 k V,线路遭受雷击时,地线绝缘子与并联放电间隙所承受的电压至少为885 k V,甚至高达数MV,并联放电间隙能可靠击穿,从而确保地线绝缘子的运行安全性。该研究结果可为OPGW直流融冰绝缘化改造提供理论支撑和数据支持。

750kV输电线路光纤复合架空地线的接地方式

750 kV输电线路输送容量大、负荷电流水平高,在光纤复合架空地线(OPGW)上会产生很大的地线环流及环流损耗。为此采用理论计算与现场实际测量相结合的方法,对750 kV输电线路OPGW接地方式与地线环流损耗的关系进行了研究。计算结果与实际线路测量结果一致性较好,结果表明在普通地线与OPGW均逐基接地、普通地线分段绝缘一点接地而OPGW逐基接地、普通地线分段绝缘一点接地而OPGW换位接地3种接地方式中,以普通地线分段绝缘一点接地而OPGW换位接地时地线上的损耗最小。基于该研究结果,输电线路OPGW地线架设采用换位接地方式能够获得更大的经济效益。

光纤复合架空地线(OPGW)覆冰安全性能试验研究

OPGW是输电线路和电力通信网络的重要组成部分,在重覆冰地区,对OPGW的技术要求要比普通地区OPGW更加严格,如果设计不当,将直接影响电力系统通信的安全稳定运行。本文对500 kV江西南梦线运行线路覆冰OPGW的机械性能和电气性能进行了实验研究,最后给出了试验分析与建议。

光纤复合架空地线接地方式的改进

为减少OPGW逐塔接地运行时较大的电能损耗,可将OPGW的接地方式改进为分段绝缘单点接地或全绝缘。这需要在OPGW悬垂、耐张线夹中加装带放电间隙绝缘子,采用绝缘引下夹具和高压隔离绝缘光缆接续盒等特殊元件。为此,以一条500 kV同塔双回线路为例,采用改进的OPGW接地方式,通过分析计算在正常、故障、检修状态下相关的感应电压、电流等参数,给出了这些特殊元件的选型及组装方式。最后通过分析组成OPGW线路系统各元件的安全可靠性,说明采用改进的OPGW接地方式的系统可以达到与逐塔接地的系统相近的安全可靠性。因此改进OPGW的接地方式在技术上是可行的,对建设"节能型、环保型"输电线路具有积极意义。

光纤复合架空地线雷击电流数学模型的建立

针对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)雷击断股的问题,指出雷击电流中的低幅长时间持续电流是OPGW断股的主要原因。建立雷击电荷转移量与雷暴日、地面落雷密度、线路雷击次数的函数关系,以此作为评估雷击能量的考核指标。考虑雷击电流中的冲击电流只能引起OPGW局部损伤,而长时间持续电流则可能造成OPGW的破坏,通过对目前常用脉冲冲击模型的修正,建立了OPGW雷击电流的数学模型,模型由冲击电流部分和长时间持续电流部分组成,总的电荷转移量等于实际雷击的放电量。模型可用于OPGW雷击破坏数量方面的研究,进而优化OPGW的设计。

基于光纤复合架空地线通信的输电线路在线巡视系统

研发基于光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)通信的输电线路在线巡视系统。该系统按照电力部门输电巡维类标准化作业指导书的要求,基于各个杆塔的可视监控、红外成像等功能和光纤通信的信息集成,实现可替代人工巡视的输电线路在线巡视。该系统由杆塔终端系统、后台监控主机系统以及光纤通信系统组成。为保证每杆塔终端采集的可见光视频图像、红外图像等海量监测数据的可靠实时传输,系统结合OPGW光单元的接续引下新技术并基于以太网无源光网络实现每杆塔终端与后台主机系统的光纤通信。该系统作为线路巡视的新手段,可满足电力生产部门对输电线路及其设备日常巡视和安全预警的要求。

光纤复合架空地线(OPGW)及其新发展

讨论了光纤复合架空地线 (OPGW)的几种常见结构及其特点 ,讨论了一种新型 OPGW的结构和特点 ,介绍了一种接续 OPGW的新方法 ,最后讨论了波分复用技术 (WDM)在 OPGW通信网中的应用。

光纤复合架空地线雷击断股的分析及试验

介绍了光纤复合架空地线(OPGW)雷击断股的特征,讨论了其原因和机理,并进行了OPGW的雷电冲击电波试验,分析了造成断股的影响因素,提出了防止雷击造成OPGW断股的措施。