光纤复合架空地线（OPGW）是集通信光缆和架空输电线路避雷线于一体的地线，其既要满足光纤通信的技术要求，同时又要满足作为地线所的特性要求，包括机械强度和电气性能。由于这种地线是将光纤内置于绞线中，架设于高压架空输电线路的地线顶架，具有安全可靠、无电磁感应、免维护等优点，因此在国外自20世纪70年代末开始就逐步在架空输电线路中得到应用，而且使用量越来越大，据不统计，至今已铺设OPGW光缆达数10万公里。我国自上世纪90年代以来，OPGW光缆的使用量也日益增长，目前已有10000余公里的线路在运行。

　　OPGW光缆工程涉及到线路和通信两个，工作中各自的侧重点不同，考虑问题的角度也不一样，因此有必要对招标和设计过程中的一些原则进行讨论。同时，由于目前各家厂商生产的OPGW光缆，其结构差别较大，采用的标准也不一致，因此在工程招标中有必要对各种结构的OPGW光缆特性进行充分的了解，从而选择适宜的产品。

　　高质量的通信功能,有效地提高了架空地线的使用 效率,使电力网同时具备了能量传输和信息高速传 输的双重功能.它具有安全可靠,不易受外力破坏, 不需另设空间走廊等优点,且在保证传输信息时,有 足够的抗拉强度和满足避雷的要求.当线路发生单 线接地短路故障时,OPGW的载流容量满足升温发 热的要求,避免了光纤损坏.

　　由于OPGW有铝护套,外层由铝包钢绞线和 铝合金绞线组成,其直流电阻及电抗远小于镀锌钢 绞线和杆塔接地电阻,所以,当线路发生单相对铁 塔闪络接地时,短路电流大部分(90%左右)将通 过OPGW和分流线返回变电所.一般在靠近变电 所的前两档内,单相短路电流,可高达40,50kA (如北京的顺义,安定500kV变电所的母线),会 引起OPGW温升发热,严重时会引起OPGW损坏 且影响通信.所以在使用OPGW作为架空地线 时,稳定问题是十分重要的.为了区别常规避雷线的热稳定计算,引出分流线和组合地线的概念,分 流线是指在架空避雷线中起分流作用的良导体部 分;组合地线,有2种以上不同型号,不同质的避雷 特高压电网OPGW技术研讨会论文

　　线架于一条线路上.因此,在OPGW选型计算中, 合理配置是OPGW选型的关键.

　　1OPGW的选型原则

　　由于OPGW作为架空地线,首先应满足通信 的要求,还应具有以下的特性.

　　(1)具有足够的抗拉强度,且直径不宜过粗, 单位长度重量不应过大.在环境温度为+l5? 时,OPGW的弧垂和分流线应基本一致.

　　(2)为了保证安全运行,在设计外荷载条件下,OPGW的安全系数不小于3.0,通信质量无变化. (3)具有良好的疲劳耐振特性,允许平均运行 张力不应低于20%UTS.

　　(4)雷击OPGW,通信质量不受影响,金属部 分不应发生断股.

　　(5)具有足够的余长,承受的力达到70%极限抗 拉强度时,光纤不应承受拉力,光信号无明显衰减. (6)当环境温度为+40?时,电力线发生单相 接地故障,OPGW应能经受瞬间大电流的冲击(故 障切除时间为0.25S),机械特性不受影响,放置于 光纤金属套管内的化合物不变质.

　　(7)允许短路电流.当线路上发生单相短路 时,架空地线上出现短暂的大电流,此电流会产生 热量而使OPGW和分流线的温度升高.因为电流 持续时间很短,发热过程可视为绝热态,即所发热 量不散发到周围环境中,而全部用于提高电线的温度.当电线温度超过其允许温度,将会严重影响安

　　全运行,所以满足热稳定要求是确定OPGW和分 流线的重要条件.

　　要使OPGW和分流线达到合理配置,应首先 确定短路电流持续时间.现在500kV变电所的开 关短路切除时间一般小于0.1S,但考虑断路器故 障(有可能发生),留有一定裕度,切除时间一般确 定为0.25S,220kV线路在短路电流很大时,保护也能快速切除,故障电流持续时间可按0.3s.故

　　障电流持续时间确定后,就可以选择OPGW和分 流线了.流经OPGW的允许电流,一般由光缆生 产厂家提供,再没有资料的情况下,可用式(1)计 算短路电流允许值.

　　电线允许短路电流,计算为

　　~/CoRoTln[ao(tz-20)+1一]式中,为地线热稳定允许短路电流(A);R.为电

　　线2O?时的直流电阻(Q/cm);0为电线2O? 时的电阻温度系数(1/?);C为电线的热容量 [caU( cm)];T为短路持续时间(S);t为电线 初始温度(?);t,为电线热稳定允许温度(?). 不同材料的t,不同.依据"设计规程"镀锌钢 绞线t 400oC,钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线t 200 钢芯铝包钢绞线和铝包钢绞线t 300c【 对OPGW而言,一般采用厂家提供的允许短路电流及允许温度,仅对它进行核对.

　　(8)系统短路电流.短路电流的数值大小是 确定OPGW和分流线的重要参数.送电线发生单 相接地短路故障时,变电所出口处电流,沿线 路方向呈衰减趋势,送电线导线在1号塔处短路时 (一般进线档为80—100m),短路电流,略小于变电所母线处电流,而此时避雷线上承受的短路 电流,在选择OPGW及分流线时起控制作用. 要求OPGW及分流线的载流容量,必须大于1号 杆塔处的短路电流,并且流过每根避雷线的电流小 于各自的短路电流值.OPGW的选型必须考虑到 它的使用寿命这一因素,所以在工程中,短路电流 都按变电所开关设备容量选.

　　2OPGW形式选择

　　OPGW光缆中的光纤布置有"松套形式"和 "紧套形式"2种.所谓"松套"是指OPGW光纤在 光纤套管中以弯曲形态放置,套管中充满油膏. "紧套"是指OPGW中光纤在光纤套管中以直线形 态放置.由于"紧套"形式OPGW的光纤在OPGW 受力状态下同时受力,这样光纤很容易受损害.而 "松套"形式OPGW中的光纤一般情况下不受力, 只有当OPGW受力超过极限抗拉强度(UTS)的 70%时才受力,而一般情况下,OPGW的张力很难 达到UTS的70%,所以光纤能够得到很好的保护. 工程中都选择"松套"形式的OPGW. 3地线形式选择

　　3.1分流线的定义

　　电力线路导线发生单相接地故障,零序电流的 大部分通过地线返回系统,尤其是在变电所出口处 发生单相短路时,2根地线通过的短路电流很大. 如果一根地线采用普通钢绞线,则大部分电流要经 过OPGW返回,致使OPGW直径大大增加,难以满 足热稳定要求,这样将使OPGW和另一根地线极 不协调和匹配.的办法是另一根地线采用导 电性能较好的良导体地线,因其截面较大,电阻及 自阻抗均较低,因此更多的电流分配到该线中,使 通过OPGW的电流减少,即起到了分流的作用,故 称作"分流线".

　　分流线的截面越大其分流作用越大,但有一个 限度.虽然电阻与截面成反比例,但对自感抗影响 不大,而电流的分配决定于阻抗,所以分流线的截 面超过一定的限度是没有用的,只会无效地增加投资.

　　大征电线有限责任公司简介

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　　公司占地面积76000平方米，建筑面积38000平方米，固定资产2000万元，流动资金4000万元。拥有职工200余人，其中工程技术人员50人，高级技术管理人员15人。