oppc电力通信的一种新兴解决方案

1、12022/9/7OPPC-电力通信一个新兴处理方案中天日立光缆有限企业 第1页22022/9/7交流内容 OPPC技术发展及特点 OPPC产品设计 OPPC应用设计 中天OPPC技术进展第2页32022/9/7OPPC技术发展及特点第3页42022/9/7沿电力线路架设光缆分类序号光缆名称材料分类应用安装形式主要使用场所1光纤复合架空地线OPGW金属光缆(电力线)复用型有地线任何新建线路或老线路通信改造2光纤复合架空相线OPPC任何新建线路或老线路通信改造3金属自承式光缆MASS(杆塔)添加型老线路通信改造4全介质自承式光缆ADSS介质光缆110kV及以下等级线路新建线路或老线路通信改造5附

2、挂光缆OPAC(电力线)附加型附挂于老线路导线或地线上通信改造， 极少应用第4页52022/9/7OPPC是一个含有电力架空相线和通信能力双重功效电力特种光缆；是将传统输电导线中一根或多根钢丝替换为不锈钢管光单元，使钢管光单元与(铝包)钢线、铝(合金) 线共同绞合形成OPPC；用OPPC替换三相导线中某一相导线，形成由两根导线和一根OPPC组合而成三相电力系统，实现通电和通信双重功效融合。OPPC概念第5页62022/9/7OPPC概念层绞式OPPC光缆中心管式OPPC光缆传统导线 (钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线)OPPC光缆铝包钢线铝线第6页72022/9/7OPPC概念层绞式OPPC光缆绝缘

3、护套OPPC光缆第7页82022/9/720世纪80年代欧美出现OPPC设计理念；因为瓷瓶绝缘子技术限制，实现光电分离OPPC绝缘接头盒关键技术难以突破；二十一世纪初复合绝缘子接头盒成功开发，大大促进了OPPC在欧美广泛应用；目前在欧洲OPPC已应用于400kV、225kV线路，仅法国、德国就已应用6000 多公里。 国际上OPPC技术发展第8页92022/9/7我国110kV-500kV主干网通信广泛采取OPGW、ADSS，技术成熟；110kV以下高压电网、中低压配电网，当前主要采取ADSS、普通光缆、载波等通信方式。一些线路难以选取OPGW、ADSS光缆，而普通光缆、载波通信可靠性和安全性

4、也难以确保时，如：若输电线路本身无地线或非全线路有地线，无法架设OPGW；对地安全距离不足、无法处理交叉跨越、杆塔强度不够、经常改道等限制架设ADSS；采取普通光缆存在被偷盗和维护难题，而载波通信又受气候、地形限制；一些无通信伎俩输电线路。我国OPPC技术发展第9页102022/9/7OPPC成功开发填补应用空白，具有相对优势，可提供另一种电力通信解决方案：电能传输和光纤通信完美融合，提高电网自动化、调度、通信水平；充分利用输电线路资源，非杆塔附加型产品，没有给原有线路附加额外负荷，不会破坏原有输电线路运行条件；不存在雷击断股、短路电流过热、电腐蚀断缆运行缺陷；还可认为输电线路测温、融冰等特殊

5、应用提供通道。OPPC技术特点第10页112022/9/7OPPC产品设计第11页122022/9/7OPPC实质是一根含有光纤架空导线，必须满足常规导线机械、电气技术要求；产品设计标准：Q/320623 GCC 02-光纤复合架空相线(OPPC)(吸收OPGW、架空导线标准和设计要求制订)GB/T 7424.4-200X 光缆 第4部分：分规范 沿电力线路架设光缆IEC 60794-4: 光缆 第4部分：分规范 沿电力线路架设光缆GB/T 1179-1999 圆线同心绞架空导线OPPC产品设计标准第12页132022/9/7光纤保护光纤余长设计和拉伸特征光纤耐热能力温度循环和通流试验验证机械

6、特征匹配架空导线张力弧垂计算软件电气特征匹配-载流量与 绝缘三相电气平衡；绝缘等级OPPC产品设计考虑原因OPPC与OPGW产品设计 异同点相同点：结构设计技术相同性能参数计算相同性能试验要求相同制造方法和工艺、设备相同施工架设方法相同不一样点：使用场所和接续方式第13页142022/9/7采取以下技术办法保护光纤： (1)不锈钢管保护：不锈钢管OPGW成熟技术 (2)光纤油膏保护：钢管中填充高滴点光纤油膏，起阻水作用 (3)适当、均匀一致光纤余长设计OPPC设计考虑-光纤保护中天工艺控制：(1)、40%RTS时，光纤无应变(不受力)，光纤无附加衰减。(2)、60%RTS时，光纤应变0.25%

7、，光功率改变不超出0.05dB。(3)、95%RTS时，光缆组成元件不停裂。 第14页152022/9/7与传统导线相同，OPPC正常运行时长久最高温度设计为70，N-1事故情况下设计为90。(1) 经测试，通流后导线实际表面温度低于70；(2) 70-90温度对铝、钢性能无影响：材料组织结构不会遭受破坏，不会引发塑性变形；(3) 依据欧洲试验室试验，在无风、环境温度为40情况下，通流使OPPC表面温度达117时，OPPC、光纤依然正常运行。 OPPC耐热性能完全满足实际运行要求OPPC设计考虑-耐热能力第15页162022/9/7OPPC设计考虑-光纤、纤膏耐热能力OPPC不需要耐高温光纤，

8、常规光纤为紫外光固化丙烯酸树脂(UV涂层)，UV辐射固化着色层，长久工作温度可达85。纤膏温度特征(化学特征稳定性)：高温(+80)不滴流、低温(-40)不变硬。纤膏触变性(物理特征稳定性)：常规光纤环境性能温度循环附加衰减(-60- +85)0.05dB/km湿热老化(+852,85%RH,30天)0.05dB/km高温老化(+852,30天)0.05dB/km光纤油膏温度特征滴点 200闪点 230第16页172022/9/7OPPC设计考虑-光纤耐热能力第17页182022/9/7OPPC温度循环试验(-40-+65，5天)OPPC通流试验(通流后温度为80保持7天)OPPC设计考虑-温

9、度循环和通流试验OPPC温度改变与时间关系曲线OPPC温度改变与衰减系数关系曲线第18页192022/9/7OPPC应用设计第19页202022/9/7OPPC接头盒需要组合设计复合绝缘子，实现光纤接续和光电分离。中间接头盒：支撑式采取固定座式绝缘子 悬挂式采取悬挂式绝缘子终端绝缘接头盒：支撑式符合对应电压等级绝缘子：10kV；35kV；66kV-110kV；220kV。中天OPPC绝缘接头盒采取海底光缆接头盒密封及光缆固定技术,在固定线夹外采取保护光纤单元新型罩体，终端绝缘接头盒采取光纤单点熔接安装工艺。 OPPC接头盒设计第20页212022/9/7OPPC中间接头盒(支撑式)第21页22

10、2022/9/7OPPC中间接头盒(悬挂式)第22页232022/9/7在终端杆塔连接OPPC和导引光缆采取一次光纤熔接接续OPPC终端接头盒(支撑式)第23页242022/9/7OPPC中间接续方案(开关站)第24页252022/9/7OPPC终端接续方案(变电站)第25页262022/9/7接头盒安装固定形式：设计固定接头盒台架，设计终端接头盒台架安装位置；OPPC不能像OPGW接头预留余缆，所以接头盒内应预留充分光纤；在杆塔上接续光纤，采取升降台是最正确方法，或人在安装台架上；OPPC下引线要确保弯曲半径，确保不受风摆影响，必要时采取支柱绝缘子固定。OPPC接头盒安装和接续第26页272

11、022/9/7OPPC接头盒安装、熔接第27页282022/9/7采取预绞式耐张金具和悬垂金具，与杆塔绝缘子串相连接。OPPC金具设计第28页292022/9/7OPPC防振设计可参考OPGW防振方案；也可参考架空导线设计规范DL/T 5092-1999 “110-500kV架空送电线路设计技术规程”7.0.5条。OPPC防振设计情况防振方法铝钢比4.29ACSR平均运行张力上限(%)档距不超出500m开阔地域不需要16档距不超出500m非开阔地域不需要18档距不超出120m不需要18不论档距大小护线条22不论档距大小防振锤或另加护线条25第29页302022/9/7OPPC配盘和施工架设技术

12、牵引网套、退扭器缆 盘张力放线机滑轮800滑轮600滑轮800光缆牵引绳牵引机OPPC是定盘长生产，提议配盘长度在2-3km盘长计算：档距*(1+45%)+20m OPPC架设、施工技术与OPGW类似第30页312022/9/7OPPC与导线技术参数匹配OPPC及配合导线型号单位OPPC-24B1-90/20LGJ-95/15OPPC-24B1-185/40LGJ-185/45最大光纤芯数Nos2424直径mm14.0013.6119.6519.60总截面积mm2110.28113.96221.90227.83单位重量kg/km402408.9797848抗拉强度kN37.037.2079.6

13、80.520直流电阻/km0.29660.30190.14900.1559载流量(4070)A264259398389第31页322022/9/7 某35kV单回路输电线路，使用LGJ-185/45导线，架设普通地线GJ-50、架设OPGW、架设ADSS、架设OPPC四个方案，比较直接投资成本：OPPC经济技术分析是否有地线方案产品型号线缆价格(万元/km)金具价格(万元/km)施工费(万元/km)总价格(万元/km)成本比较有地线方案1LGJ-185/451.50.45A3.43 +2A采取OPGW比OPPC节约13%OPGW-24B1-501.20.28A方案2OPPC-24B1-185/

14、452.740.69A3.93 +2AGJ-500.30.2A无地线方案3LGJ-185/451.80.45A3.93+2A采取OPPC比ADSS节约19%，一次施工费ADSS-24B11.40.28A方案4OPPC-24B1-185/452.740.69A3.19 +A第32页332022/9/7经济比较：(1)若有地线，架设OPGW成本更低，但OPGW匹配设计、施工难度大；(2)若无地线，架设OPPC优于ADSS。技术比较：OPPC采取铝包钢芯，提升耐腐蚀性和使用寿命；OPPC不会给杆塔附加额外机械载荷，安全可靠性高；OPPC不受对地安全距离限制，实现电能传输和通信双重方案处理。OPPC经

15、济技术分析第33页342022/9/7理论上OPPC可应用于全部电压等级新建线路或旧线路通信改造。但因为OPGW、ADSS成熟应用，提议OPPC主要用于66kV、35kV、10kV、一些110kV线路。OPPC应用范围电压等级OPGWADSSOPPC10 kV/YesYes35 kVYesYesYes66 kVYesYesYes110 kVYesYesYes220 kVYes不提议不提议500或330 kVYes不提议不提议第34页352022/9/7用于35kV输电线路：35kV输电线路较多，单地线或只有出口端有地线，且地线直径较小，OPGW难以应用或设计；对于35kV风电输电线路，导地线能

16、够满足风电特殊环境要求耐扭、耐寒、耐冰冻、耐盐雾、耐紫外线等；OPPC相比OPGW用于35kV线路含有更加好优势。利用OPPC导线融冰技术：我国在220kV及以下线路利用导线融冰技术，而地线不宜融冰；OPPC能够融冰，而OPGW难以实施融冰。OPPC应用范围第35页362022/9/7中天OPPC技术进展第36页372022/9/7中天OPPC系统处理方案中天成功开发OPPC光缆，同时开发成功绝缘接头盒、配套金具，提供OPPC系统处理方案；中天OPPC光缆、接头盒、配套金具进行配合型式试验，并成功配套实际工程应用；依据杆塔明细表，帮助设计院进行配盘、组装图设计等工程应用设计，并提供施工督导、光

17、纤接续等增值服务。第37页382022/9/7中天OPPC、配套金具及接头盒经国网北京电力建设研究院进行型式试验，各项性能指标均符合国家相关标准及企业标准；5月17日中天OPPC、配套金具和接头盒成功经过中国电力企业联合会组织产品技术判定，教授认为产品总体上到达国际先进水平。中天OPPC经过权威检测及判定第38页392022/9/7中天集团拥有光纤、铝包钢线、铝合金线、铝线、金具、接头盒等完备产业链，以及全国销售服务网络；中天日立拥有6条进口钢管光单元生产线，12条笼绞和2条管绞生产线，超出百套检测设备；中天在输电导线和特种光缆领域含有较强技术、供货和市场影响力，含有良好品牌和用户形象；确保中天OPPC供货周期、质量确保和技术进步。已向江西、海南、宁夏