<b id="5phs6"></b>

    1. <rt id="5phs6"></rt><rp id="5phs6"></rp>
    2. <tt id="5phs6"></tt>
    3. <source id="5phs6"></source>
            免費熱線:400-0033-118   028-85980355
            您所在的位置: 盈極首頁 >> 新聞中心 >> 行業資訊
            行業資訊 TRADE NEWS

            OPGW在城網中的設計應用

            發布時間: 2024年01月16日 11:31
            分享到:

            【摘 要】 光纖復合架空地線(OPGW)是一種新型地線材料,既有光纖通信容量大、損耗低、頻帶寬、抗強電磁干擾等優點,又有常規架空地線所必需的機械強度和電氣性能,文中結合工程設計實踐,從電氣性能和機械性能兩方面闡述了在城網線路上架設OPGW需考慮的一些問題;對OPGW的選型、熱穩定校驗等通用性問題進行了探討,也對OPGW工程設計中地線的配合,桿塔的結構強度校驗及幾種電力光纜在城網中的應用前景進行了分析。
            【關鍵詞】 OPGW光纖 城市電網 地線 設計
             
            1 引言
             
            光纖復合架空地線(OPGW)是集通信光纖和架空送電線路避雷線于一體的地線。它既具有光纖通信主高寬帶能力、通信容量大、傳輸損耗小、無電磁干擾的特點,也具有作為架空送電線路避雷線的基本性能,如機械強度和電氣性能等。OPGW充分利用了電力系統豐富的線路資源,不僅可以用于電力系統內部的通信,還用于繼電保護的高頻通道、遠動信號及通信頻道等用途,目前正在公共服務網絡開拓新的用途。
            以往OPGW主要架設在500kV網絡線路上,配合通信主干網的建設。隨著社會經濟的迅速發展和城市電網的逐步完善,220kV及以下城市電網的網架結構得到很大的加強,為電力通信的進一步發展提供了豐富的通道資源和優越的條件。OPGW的設計涉及到架空線路和電力通信兩個專業,其工作的側重點不同,考慮問題的角度也不同,目前國家尚未出臺相關的OPGW設計規范,當OPGW架設在城市電網線路上時,其設計應用出現出一些新的特點。
             
            2 OPGW的選型
             
            OPGW一方面作為避雷線防止線路遭受雷擊,同時通過復合在地線中的光纖作為傳送光信號的介質,傳送音頻、視頻和各種數據控制信號。其選型主要考慮以下幾個方面:
            (1)根據通信部門的要求,確定光單元的結構。緊套結構和松套結構各有利弊,在實際工程應用中應根據其側重點不同選擇合適的光單元結構。如工程條件惡劣,外荷載大,公路運輸條件差等,就應該首先考慮安全問題,側重于OPGW的抗外力破壞強度;當工程條件良好,線路長度長,就應該盡量采用光衰耗小的結構。
            (2)考慮OPGW和原設計避雷線的兼容性。即要求OPGW的外徑、重量及最大使用張力等參數與桿塔原設計避雷線相近,使OPGW在大風、覆冰等惡劣氣候條件下的荷載與原設計荷載變化不大、盡量減小桿塔結構強度和基礎荷載的校核工作量。
            (3)OPGW應具有較高的機械強度,使其在允許的張力范圍內,光纖不會因OPGW的伸長而受到應力影響,增大光的傳輸損耗。
            (4)提高OPGW的電氣性能,增大短路電流的容量。
             
            3 OPGW設計中需考慮的一些特殊問題
             
            3.1 使用張力的選擇
            OPGW除了具有光通信的功能外,其實質仍然是架空避雷線。應遵照《110~500千伏架空送電線路設計技術規程》(DL/T5092-1999)中的有關規定:導線和避雷線的設計安全系數不應小于2.5,避雷線的設計安全系數,宜大于導線的設計安全系數。根據有關廠家的技術資料,當OPGW的運行應力達到極限張力的25%時,光纖不會受到外加的橫向和縱向壓力,工程設計中一般將平均運行應力控制的極限張力的20%以內。
            3.2 導地線的配合
            在一般檔距的檔距中央,導線和地線間的距離,應按下式校驗(計算條件為:氣溫+15℃,無風)。
                           S≥0.012L+1
            式中 S——導線和地線間的距離,m;
                      L——檔距,m。
            一般情況下,只要檔距中央的導地線距離能夠滿足要求,就應該盡量降低使用應力。
            3.3 桿塔和基礎的補強計算
            隨著電力通信網絡的發展,OPGW的芯數增多,外徑越來越大,使得OPGW的部分機械參數大于原設計普通地線。以16芯OPGW為例,其機械參數如表1所示:
            表1 16芯OPGW部分機械參數

                   在220kV及以下電力線路中,避雷線選用的GJ-35或GJ-50鍍鋅鋼絞線。耐張塔主要承受角荷載,受最大使用張力的限制;直線塔主要承受風荷載,受外徑和纜重的限制。由上表可知,OPGW的機械參數可能超過原設計避雷線,使得桿塔荷載超過原設計條件。若降低OPGW的最大使用張力,則在現有塔頭結構情況下,導地線配合很難滿足要求。只有將導地線松馳施放,這將直接導致導地線弧垂增大,桿塔高度增加,工程造價升高,違背了使用OPGW的本意。根據在220kV及以下電力線路上使用OPGW后出現的新問題,在實際工程應用中宜對相應的桿塔結構進行補強,特別是桿塔頭部的構件,使之滿足采用OPGW后荷載增加的要求??紤]到補強構件增加的重量有限,在提供荷載要求用于桿塔結構校驗時,可適當增加荷載值,即增大OPGW的機械參數值,使之滿足電力系統通信未來發展的需要。
            3.4 OPGW弧垂的施放
            在OPGW電力線路工程中,大多采用一根OPGW和一根分流地線的結構。由于兩者的金屬材質和機械特性均不盡相同,需特別注意OPGW和分流地線的弧垂施放問題。盡量使兩者的弧垂保持一致,不要相差過分懸殊,以免給以后的線路運行帶來不便。在工程設計中可根據分流地線的年平均工況下的弧垂,反推確定OPGW的年平均使用應力,然后再計算其它工況下的使用張力和架線弧垂。用這種方法能夠保證在年平均工況下,OPGW和分流地線的弧垂保持一致。但若反推得出的年平均運行張力大于20%,則需要重新調整分流地線的使用張力,以滿足各種工況的弧垂要求。
            OPGW架設后的塑性伸長對弧垂的影響宜采用降溫法補償。由于OPGW目前在國內實際運行的線路公里數有限,投運時間較短,缺乏成熟的設計、運行經驗,可根據OPGW的鋁鋼比,參照數值相近的導地線降溫值。當兩者的降溫補償值相差較大時,應綜合考慮其施工弧垂和最終弧垂的差別,取得一個最佳數值。
            3.5 OPGW熱穩定的校驗
            當電力系統中發生單相接地短路故障時,有很大的短路電流將通過架空地線流入接地網,故障電流在短路持續時間內使OPGW升溫發熱,產生的熱量可使OPGW超過允許的溫度,從而使光纖受損,其光學特性發生變化。
            OPGW溫度升高的程度與流經光纜電流的平方及電流流過的時間成正比。即△T∝I2t。由于短路電流持續時間很短,OPGW中的熱量來不及向外界擴散,可將OPGW視為與外界絕熱的封閉區域內的電熱轉換問題。OPGW的瞬時允許溫度為定值,要想提高OPGW的耐熱性能,可以增大OPGW的金屬截面,或者對短路電流的大小及持續時間給予限制,確保OPGW的溫升小于允許值。
            短路電流的持續時間T的長短是導致OPGW溫升的主要因素,其數值取決于線路故障時的保護動作時間,根據保護設備的不同,分主保護動作時間和后備保護動作時間。根據現有主保護的情況,主保護動作時間與斷路器全開斷時間共計0.2s,當主保護停用時,起用后備保護,后備保護動作時間與斷路器全開斷時間共計0.5s。
            單相接地短路電流隨著故障點遠離變電站而逐漸減小,靠近變電站的幾檔線短路電流最大,可采取下列方法減少OPGW中短路電流數值:
                   (1)變電站進出線段的分流地線選用大截面的良導體地線,如鋁包鋼線或鋁合金線等,降低直流電阻,增大分流比例。
            (2)在滿足對地要求的情況下,變電站進出線段在導線之下架設一條良導體分流線。
            (3)靠近變電站的幾基桿塔,采取措施降低其接地電阻,將接地體相互連接起來,使OPGW在進出線段通過的短路電流減少。
             
            4 OPGW在城網中的應用前景
             
            隨著城市電網的發展和網架結構的增強,原先主要架設在500kV線路上的OPGW工程,在220kV及以下的城網線路上的運用逐步增加,在其工程設計方面呈現出一些新的特點值得我們思考,主要包括以下幾個方面:
            4.1 桿塔形式的選取
            根據《110~500千伏架空送電線路設計技術規程》(DL/T 5092—1999)的有關規定,地線選擇鍍鋅鋼絞線時與導線的配合不宜小于表2的規定:
            表2 關于地線選擇鍍鋅鋼絞線的規定

            由先前敘述可知,當光纖芯數較多時,OPGW和GJ-50鍍鋅鋼絞線的計算拉斷力已有較大差距。若原設計地線為GJ-35鍍鋅鋼絞線時,OPGW的計算拉斷力將遠遠超過設計條件,這時會給桿塔強度和基礎校驗帶來很大難度。
            根據《35~220千伏送電線路鐵塔通用設計型錄》中的鐵塔單線結構圖,35kV及部分110kV鐵塔為單根避雷線結構。當線路需要架設OPGW時,無法設置分流地線,這就使得OPGW的熱容量大幅度增加,選型非常困難,導體截面、重量和計算拉斷力等機械特性數值超過桿塔原設計條件。筆者認為:在新建220kV線路上,配合通信主干網的建設,宜考慮選用相應型號的OPGW;在110kV線路上應選用雙地線結構鐵塔架設OPGW,并根據光纜參數對桿塔強度進行校驗。在35kV線路上,由于短路熱容量及桿塔荷載無法滿足要求,不宜選用OPGW。
            4.2 短路電流的準確選取
            短路電流的計算是依據電力系統設計提供的5~10年遠景電力系統阻抗圖,通過網絡簡化,計算零序電流,繪制成接地短路電流曲線?,F在城市電網的發展日新月異,電網規模日益龐大,電力接線非常復雜。而在實際操作中,城網工程設計大多是由地市級設計單位完成,由于其自身技術力量及資料來源限制,很難建立一個準確的電力系統網絡模型。這樣就可能使得短路電流值的計算出現較大的誤差,給以后的光纜安全運行帶來隱患。
            4.3 與其它幾種光纜形式的比較
            為滿足網絡信息產業高速發展所需通道的要求,利用電力系統豐富的路徑資源架設光纜,是一種十分行之有效的發展方向,目前依托電力線路架設光纜的結構類型主要有以下幾種:
            (1)集光纖和電力地線于一體的光纜復合架空地線(OPGW);
            (2)完全依賴光纜自身的強度將光纜架設在兩個鐵塔之間的全介質自承式光纜(ADSS);
            (3)纏繞在高壓送電線路相線上的纏繞式光纜(GWWOP);
            (4)通過捆扎帶將光纜捆扎在地線的捆綁式光纜(GWBOP)。
            上述光纜形式各有優缺點,應根據不同的場合和線路情況,選用合適的光纜形式。對于新建或已建的220kV及上的高壓送電線路,并作為通信干線走廊的,為保證通信線路與送電線路運行壽命的匹配型和光纖通信的可靠性,從施工和維護等方面考慮,應優先選擇OPGW。對于220kV以下的送電線路,應首先考慮在電力線路上架設ADSS光纜的可行性,對包括電力線路已運行時間,桿塔的老化程度,原設計標準等條件進行評估,在不影響電力線路安全運行,不降低可靠性的前提下,方可架設ADSS光纜。纏繞式光纜由于容納光纜數量的限制和接頭數量過多,在國內缺乏必要的運行經驗,尚未廣泛使用。

            竹菊精品久久久久久久99_精品a人妻v无码久久久久久久_黄色无码免费网站_精品动漫一区二区三区无码不卡