基于纤芯应变特征聚类的OPGW光缆风险辨识研究

为了解决在多重因素作用下难以准确评估OPGW光缆风险的状况,文章提出了一种基于纤芯应变特征聚类的OPGW光缆风险辨识方法。首先,分析了OPGW纤芯应变特征,包括OPGW光缆运行参数监测和OPGW纤芯应变相关参数特征。然后,以OPGW应力应变和布里渊频移为特征参数,采用初始聚类中心优化K均值聚类实现OPGW光缆风险辨识。算例结果表明,所提方法能够对OPGW的风险特性进行有效识别,有效支撑OPGW光缆的运行与维护。

基于OPGW技术的输电线路外破灾害监测系统设计

输电线路大多架设在野外,受到外破灾害影响范围较大,为了提高输电线路安全,设计基于OPGW技术的输电线路外破灾害监测系统。以OPGW(光纤复合架空地线)连续盒为传感器,采用加装无线中继方式传输数据,设计杆塔终端,远程采集视频信息,设计视频监控结构,使用球形云台进行全方位输电线路监测,根据基于OPGW技术光缆的架设结构,设计OPGW全线逐塔接地方式,模拟无线通信功能,设计外破灾害监测流程。应用可知,该系统摄像头监测的角度范围,与实际监测的角度范围存在±15°的偏差,符合监测指标要求,且报警灵敏度高,感应时间短,有效地实现了输电线路外破灾害的广域监测。

基于OPGW光纤应变解析的矿区输电线路灾害监测系统

为解决复杂天气状况对矿区输电线路造成的外破灾害,基于OPGW光纤应变解析构建监控系统。利用被动式红外探测器组成环境监控模块,在矿区输电线路内部安装视频监控设备为球型摄像机,实现360°全视角监控,由ARM和DSP组成中央处理模块,与数据库信息进行匹配,实现数据分析。应用OPGW光纤应变解析技术分析光纤通信信号,确定输电线路受灾位置,并监测线路周围的移动目标、树木以及山火,在发现问题时,及时发出警报。实验结果表明,OPGW光纤应变解析技术得到的应变系数与原始数据基本吻合,能够很好地监测出被外破灾害影响的矿区输电线路。

输变电工程中OPGW光缆敷设成本控制策略研究

随着信息技术的飞速发展,OPGW光缆作为通信传输的重要载体,在电力、通信等领域的应用日益广泛。然而,在OPGW光缆敷设项目中,成本控制问题一直是企业面临的重要挑战。有效控制成本关乎项目的经济效益,更是企业提升自身竞争力、实现可持续发展的关键所在。因此,本文旨在深入探讨输变电工程中OPGW光缆敷设成本控制策略,为企业在项目管理中提供有益的参考。

瑞利散射信号的远距离OPGW光缆断纤定位研究

光纤复合架空地线(OPGW)容易因雷击、覆冰、烧损、断股而形成断纤故障,导致骨干电源与调度通信中断,威胁电力系统用电安全。随着光纤应用领域的逐渐扩大,大范围的断纤故障检测成为难题。提出基于广域测量的远距离OPGW光缆断纤定位方法。在瑞利散射原理的基础上,采集入射光子进入OPGW光缆核心结构时反射的瑞利散射信号。利用信号波形特征保留度最高的快速傅里叶变换,以消除瑞利散射信号噪声。通过相位调制器拟合瑞利散射信号在三维视角下的幅值波动情况,识别信号幅值大幅跌落的OPGW光缆断纤位置。利用幅值大幅变化的瑞利散射信号特征可以远距离捕获的特点,实现远距离OPGW光缆断纤定位。试验结果表明,所提方法定位距离远、精度高、效率高。通过所提方法的应用,可以及时准确地定位OPGW光缆中的断纤位置,帮助维护人员快速响应和处理故障,从而最大限度减少因断纤故障而造成电力系统中断的时间,提高电力系统的可靠性和稳定性。

微地形区OPGW地线不均匀覆冰计算模型改进方法

目前对均匀覆冰下架空线等值覆冰厚度计算模型的研究较多,但缺少对大截面、大单位长度重量的地线复合光缆(optical pilot ground wire,OPGW)地线覆冰的研究,特别是在微地形下等值冰厚计算模型的适用性。选取大档距大高差工况,通过有限元软件建立3种典型地形(山坡、山顶、垭口)下的3塔两档OPGW地线模型,结合考虑绝缘子串偏斜角的等值冰厚模型,对传统输电线路等值覆冰厚度模型进行误差分析,结果发现等值冰厚较小时大档薄覆冰情况下的传统冰厚计算误差较大。但随着平均等值冰厚增大,冰厚计算误差显著减小。利用以上分析结果和平均等值冰厚与绝缘子串轴向拉力与倾角的函数关系,提出一种冰厚误差优化计算方法,改进后的冰厚相对误差能控制在10%以内。

智慧输电线路多业务共享OPGW接续技术及工程应用

随着智慧输电线路加快建设及新通信业务不断出现,如何构建安全可靠的信息通道成为亟待解决的重大问题。文章结合大芯数OPGW工程应用,提出多业务共享OPGW光纤接续点选择模型及算法,满足新业务装置对搭挂输电铁塔高度的特殊要求;研究直线塔改造为接续点的方法,满足搭挂光纤接头盒技术要求;研发分层结构可插拔光纤接头盒,实现多业务共享OPGW。研究成果在实际工程中成功应用,有效解决了OPGW投入运行后的接入难题和供需矛盾,为智慧输电线路等新业务近距离提供了安全可靠优质光纤通道,全面推广应用前景广阔,经济和社会效益显著。

基于OPGW技术的输电线路外破灾害监测系统设计

针对输电线路人工监测方式难以满足输电线路外破灾害监测需求的问题,引入OPGW技术,设计了一种新的输电线路外破灾害监测系统。设计主控模块,协调控制各功能模块,引入OPGW技术融合相关数据,采用超窄线宽激光源采集光纤振动反射信号,同时监测现场网络传输数据、远距离网络传输数据,完成输电线路外破灾害监测。实验结果表明,该系统能够同时监测区内故障、区外故障和外界干扰,很好地完成输电线路外破灾害监测。

基于OPGW光纤应变解析的输电线路外破灾害监测系统

为准确定义输电线路外破灾害的表现强度,实现对电网灾害行为的实时监测,设计基于OPGW光纤应变解析的输电线路外破灾害监测系统。处理暂存于存储器元件中的电量传输信号,调制参数,确定输电线路外破灾害表现强度,整合相关数据信息参量,建立完整的OPGW光纤应变解析表达式,设计输电线路外破灾害监测系统。实验结果表明,在OPGW光纤应变解析算法的作用下,输电线路外破灾害的表现强度准确定义能力明显提升,更符合实时监测电网灾害行为的实际应用需求。

雷击OPGW光缆对电力100G OTN系统影响分析

简要介绍了目前在电力骨干光通信网络中广泛应用的OPGW光缆的优缺点。电力通信OPGW光缆在雷雨天气较多的地区使用时,雷击OPGW导致光纤内所传输的光信号SOP剧烈波动,造成100G OTN设备误码。重点研究雷击OPGW对100G OTN系统的影响、雷击与SOP波动的关系、SOP波动对100G OTN系统及承载业务影响、主流厂家100G设备抗SOP性能对比及改进思路,并提出了电力100G OTN系统的设计建议。

基于COMSOL Multiphysics的OPGW耐雷性能分析与仿真

为了研究光缆结构的改变对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire, OPGW)雷击断股的影响,应用COMSOL Multiphysics软件对其雷击点局部进行仿真,通过施加不同大小的雷击电流A、B、C分量以及改变架空地线的结构,对光纤复合架空地线进行雷击断股特性分析。结果表明:雷击电流的A、B、C分量中C分量的破坏性最强,B分量破坏性最弱。A、B分量同时作用时,产生的最高温度高于单独A分量作用的结果。外股层半径每增加0.05 mm,仿真结果最高温度下降约20℃;外股导线半径每增加0.05 mm,仿真结果最高温度下降约25℃。仿真结果为优化光纤复合架空地线结构参数、提升耐雷性能提供了理论支撑。

一种OPGW光缆的绝缘引下接地装置

OPGW光缆三点接地起到为雷击电流和短路电流提供泄放通道的作用,提高光缆的抗风险能力,消除通信系统隐患,是切实保证电力通信系统安全稳定运行的重要措施。对此,以兰州公司信通公司所研发的OPGW光缆标准化三点接地装置为研究对象,探讨了一种OPGW光缆的绝缘引下接地装置。

500kV输电线路OPGW引下线弧光放电原因分析及防范措施研究

为分析500 kV输电线路光纤复合架空引下线对龙门架空气间隙击穿放电原因,结合空气间隙击穿原理,通过对放电点、接地网导通性及线路覆冰情况排查,发现光纤复合架空引下线覆冰,导致光纤复合架空引下线与龙门架之间的空气间隙不足,故障短路电流使光纤复合架空引下线产生高电压并对龙门架构架放电。最后提出新建工程引下光缆与杆塔或构架本体间距不小于50 mm,改造工程线夹之间新增长度不小于50 mm,电弧放电后应检查接地网完整性等防范措施。

330 kV输电线路改造工程OPGW通信过渡方案典型案例分析

电网建设过程中,经常会遇到对已运行330 kV线路上的光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)开断、更换原有普通地线线为OPGW光缆等情况。由于系统短路电流不满足要求,需要将原有小截面的OPGW光缆更换为大截面的OPGW光缆,从而造成原有OPGW光缆上承载的继电保护、调度自动化、电能计量以及监控等重要业务中断,影响电网的安全和可靠运行。因此,在输电线路改造期间,需要重点分析研究OPGW光缆通信过渡方案,保障其承载的各种重要业务的安全性和可靠性。基于该背景,分析研究330 kV线路改造工程中OPGW光缆典型通信过渡方案设计,以期为今后的工程建设提供参考。

光纤复合架空地线(OPGW)雷击试验分析

按照IEC60794和DL/T832标准,对不同参数类型的OPGW进行了雷击试验,分析总结了OPGW外层绞线单丝直径、绞线材料、雷击转移电荷库仑数、张力、雷电参数等对OPGW雷击断股的影响。在此基础上提出,采用较大直径外层绞线和铝包钢材料外层绞线的OPGW可有效防止其遭雷击断股。

OPGW断股的微观检测及机理分析

为分析得出OPGW断股的机理,预防和减少OPGW断股,微观检测分析了现场OPGW断股样品的断口、电子金相和化学、力学及热性能。结合线路运行情况,得出OPGW断股原因由雷击高温熔融造成,熔断样品烧蚀范围集中、损伤由外到内。OPGW断股机理是:大电流闪击电弧造成>1k°C的局部熔融区,紧跟持续电流扩展熔融区造成高温熔断,多次雷电冲击可造成多处熔伤和溅伤累积。

OPGW雷击破坏的数值分析及结构优化

OPGW因雷击而断股,不仅会影响到输电线路的安全运行,而且会威胁到电力系统通信和继电保护的可靠性。因此,对OPGW雷击断股的分析和研究就显得尤为重要。笔者采用有限单元法(FEM)分析OPGW遭雷击时的高温情况。首先在对OPGW遭雷击时的能量转换和传递过程分析的基础上建立了温度场的数学模型,并进一步阐述了使用有限单元法对该温度场进行数值求解的空间域和时间域离散过程。分析了雷电电弧弧根的能量功率函数及其影响因素,以此作为OPGW分析温度场的外热源。雷击点的热流分布采用高斯热源模型,计算过程考虑了材料热物性参数的温度相关性、相变潜热以及综合表面散热系数等影响因素。最后对现有OPGW的结构进行了优化,分析结果表明,优化后结构的抗雷击性能明显提升。该数值分析方法克服了传统的理论分析和模拟试验在数据定量研究方面的不足,进而可以为OPGW的优化设计提供参考。

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。

基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法

输电线路大多架设在野外,受自然灾害影响范围较大、程度较深,而覆冰灾害给电网带来的经济损失尤为严重。在分析现有覆冰监测装置的基础上,提出了基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法。该方法以OPGW光缆内部光纤作为传感器,采用光纤布里渊散射技术,结合覆冰广域监测原理模型,分析覆冰与线缆温度变化关系,利用有限元分析软件对OPGW覆冰与未覆冰状态的缆线温度变化进行了热力学仿真。为验证该方法监测的性能及可靠性,在覆冰实验基地进行了现场模拟挂塔试验,试验结果表明,基于OPGW的输电线路覆冰监测能够准确定位和识别覆冰区段与未覆冰区段,实现输电线路覆冰广域监测。

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。