OPGW线路设计中几个关键问题

1、关于OPGW线路设计中几个关键问题的意见作者:佚名 文章来源:不详 点击数：繇更新时间：2008-9-26 14:26:50快次 Q 摘要：文章针对架空地线复合光缆(OPGW)设计中的几 个问题，详细介绍了 OPGW选型时应注意气象、温度、短路电流及 耐雷水平等多方面因素，并需考虑地线匹配，光缆分盘和预留长度、 初伸长处理以及防振等问题，提出了相应的解决办法和建议。词：OPGW ；选型匹配；力学计算；防振接地架空地线复合光缆(Composite Fiber Optic Overhead Ground Wire，OPGW)是 将光纤媒体复合在输电线路的架空地线里，地线和通信功能合二为 一。OPG

2、W是20世纪70年代末到80年代初兴起的一种高科技产品， 运行20多年来已发展成为比较成熟的技术产品。它在保持了地线的 功能和各项性能不变的基础上，开辟了高速度、宽频带、低耗能的传 输通道。这使传统的地线又增加了高质量的通信功能，有效地提高了 架空地线的使用效率。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5。1 OPGW的选型OPGW的光纤布置型式分为松套和紧套2种型式。松套型式是 指OPGW中光纤在光缆套管中以弯曲形态布置，套管中充满油膏； 紧套型式是指光纤在光缆套管中以直线形态布置，生产过程中对光纤 施加约1%伸长对应的外力进行筛选，即对光纤施加了“预应力”。由 于结构特点，

3、松套型价格较低，适用于外界负荷条件较轻，地形变化 不剧烈的线路；紧套型价格较贵，适用于外界负荷条件较恶劣，地形 变化较大及地线受力较复杂的线路。现在一般采用的是松套型式。OPGW的选用原则一般从以下几个方面加以考虑和验算：需要满足气象条件的要求、本身抗拉强度的要求以及铁塔允 许设计荷载的要求。在OPGW的设计中要考虑的主要技术数据是：光纤类型、光 纤芯数、光缆直径、光缆截面积、光缆单位质量、极限张力强度、短 路电流、直流电阻、弹性模量、热膨胀系数、年平均运行应力、最小 弯曲直径、最大盘长等。在环境温度为+15C、无冰、无风情况下，且与另一根地线 的弧垂保持一致的条件下，可选择OPGW光缆。OP

4、GW允许短路电流的确定。先确定短路电流等效时间，一 般220kV线路在短路电流很大时，故障电流等效时间可按0.3s考虑。根据系统提供的短路电流，计算线路入地总短路电流，通过OPGW 与另一根地线的短路电流分配计算，在变电站出口处验算OPGW和 另一根地线的短路热稳定值。当线路上发生单项短路时，架空地线上 出现短暂的大电流，电流产生的热量使光缆和分流线的温度升高。因 为电流持续时间很短，热量不会散发到周围环境中，致使电线温度升 高。当电线温度超过其允许温度时，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。对于OPGW而言， 一般采用厂家提供的允许短路电流及允许温度，

5、我们仅对它进行校 对，OPGW可以按照线路各处的短路电流情况分段选型。(5) OPGW要有良好的耐雷水平，雷击OPGW时，通信质量不应 受影响，金属部分不应发生断股。2 与OPGW匹配的另一根地线的选择为了满足短路电流的要求，单纯地加大OPGW截面，不仅不经 济，而且还与另外一根地线极不协调和匹配。解决的办法是另一根地 线采用导电性能较好的良导体地线，由于其电阻和自阻抗较低，有更 多的电流分配到该地线中，使通过OPGW的电流减少，起到了良好 的分流作用。虽然分流线的电阻可以降得很低，但是其感抗下降的很慢，因此 分流线的作用有一定的局限。分流线和OPGW 一样，可以按照线路 各处的短路电流情况分

6、段选型。需要特别注意的是，在分流线改变型 号的地方因分流线变细，更多的电流分配给了 OPGW，故OPGW的 电流会突然升高很多，因此分流线的选型要进行反复计算。3 几个关键问题3.1分盘和预留长度由于光纤信号每经过一个接头，产生一定的衰耗，在实际工程设 计中，OPGW 一般采用定长生产，中间不能接续，接头必须借助专 门的接续盒。因此OPGW的分段应结合本体线路的路径条件、施工 场地、塔型及制造运输条件等因素综合考虑。设计时，应在OPGW施工明细表中注明光缆配盘数量、型号和 长度。每盘光缆的长度需考虑光缆弧垂的影响，以及接续盒、进站预 留长度。一般凡有接续盒的杆位考虑增长60m，而进入变电站内则

7、考 虑预留长度为150m。OPGW在维修过程中，重新接头和局部移动时需要伸长光缆，所以在接头处、复杂地段和重要跨越处，都应在OPGW设计长度中做适当的预留长度。3.2力学计算按照实际工程的气象条件，OPGW光缆必须满足电气和机械使 用条件的要求：OPGW的设计安全系数大于导线的安全系数； 档距中央导线和OPGW的距离在15C气温、无风条件下，满足规程 中S0.01L+1的要求；适当考虑在上述条件下和另一根地线的弧 垂尽量保持同一水平。基于以上要求，进行OPGW光缆特性曲线和 安装曲线的计算【2, 3。3.3 初伸长处理OPGW光缆承受拉力后会产生塑性伸长，从而引起档内弧垂加 大，使OPGW光缆

8、对导线的安全距离缩小，所以在施工过程中必须 考虑补偿。OPGW光缆的塑性伸长对弧垂的影响可参照110500kV架空 送电线路设计技术规程第7.0.6条提供的数据，并按照厂家的要求 进行降温补偿处理。3.4 防振微风振动是一种经常发生在架空导线、地线和架空光缆的涡流回 流现象。微风振动的机械原理是稳定分层的风通过圆柱形物体（如光 缆）时发生的。当风吹圆柱形物体时，在它的后面分层交错的涡流行 成一定的压力差，这样就使圆柱形物体在与风吹动方向相垂直的方向 产生移动的趋势。如果涡流的频率与光缆的自然频率一致时，导线将 发生微风振动。这种微风振动对光缆是有疲劳危害的。常用的OPGW防振器有防振锤、防振鞭

9、、阻尼线防振球和防振 环。从现有资料来看，国内外用于光缆的防振器主要是防振锤和防振 鞭。防振锤是一种调频率减振器，对于大直径线缆，具有非常有效的 防振效果，其原理是动态吸收能量。防振鞭是目前常用的一种冲击型 减振器，防振鞭对小直径的线缆线路的高频率振动的减振非常有效。 防振鞭通过与线缆的撞击来消散振动能量进而到达减弱线路微风振 动的效果。目前在OPGW光缆上，使用防振锤和防振鞭的均有。3.5 金具及附件OPGW的主要配套金具包括悬垂线夹、耐张线夹、专用接地线、 防振锤、引下线夹、抱箍、接续盒、热塑套管等，一般由光缆厂家或 供货商提供。为了保证OPGW光缆在杆塔上的可靠挂线，一般根据 杆塔挂线孔的实际情况，设计与其对应的金具组装串。3.6 接地OPGW的接地属于很小但非常重要的一部分，很多设计人员往 往容易遗漏这个问题。OPGW通过专用接地线在每基杆塔上做可靠 接地。金具串通过并沟线夹与专用接地线连接，接地线的另一端用螺 栓固定在杆塔地线架预留的孔上。一般悬垂金具串配置1根接地线， 耐张直通式和需断开接续的配置2根接地线。4 结论通过以上对OPGW线路设计的阐述，可以使设计人员大体掌握 OPGW线路设计的关键问题，建立起一个关于OPGW线路设计流程 的概念，从选型着手，一步一步完成整个工程的设计。由于有关OPGW 的更多问题，如雷击断线的原因研究