探究高压输电线路OPGW装置的设计

陈泽涛，张煜升，蓝淑财

（广东电网有限责任公司潮州供电局，广东 潮州 521000）

0 引言

综合分析多年来的运行情况，研制OPGW预留装置将彻底解决OPGW进站绝缘与接地问题。首先能够缓解OPGW匝间电线终端光缆终线企业预留盘内匝外光缆电线缠绕的安全问题以及OPGW匝间末端终线连接感应匝内电缆所引起的缠绕匝间末端终线光缆接触面的光缆放电、电蚀以及光缆断电后再放股的安全技术问题。其次也提高了国内运输光缆线路在使用特高压、超高压、高压的地下输变电站安全性能，OPGW光缆终线连接匝间终端光缆终线企业预留保护盘匝内光缆的安全技术提高率和运行率。同时，消除了国内大型电网电缆运输电线光缆连接终端电线骨干企业运输光缆线路以及供电系统设备上的安全隐患，促进了国内大型电网安全技术提高率和运行率，减少了国内电网运输光缆终端基层运维处理后安全缺陷的现场检修以及维护处理工作，大大降低了国内大型电网运输光缆企业光缆基层运维维护施工成本，并且现场检修维护工程施工方便、简捷[1]。

1 高压输电线路OPGW装置的概念以及设计重点

1.1 高压输电线路OPGW装置的概念

为有效克服目前现有工程技术的重大缺陷，本工程项目中需要重点解决的重大技术难点问题之一是提供一种用于OPGW光缆终端设备预留盘电缆的接线安装技术装置，其完全有效解决了我国高压、超高压、高压直流变电站终端OPGW光缆终端设备预留盘内电缆缠绕的问题和OPGW匝间移动感应电缆所引起的匝间感应接触面的放电、电蚀及中断电放股的技术问题，提高了我国高压、超高压、高压直流变电站终端OPGW光缆线路终端设备预留盘线缆的安全生产运行率，消除了我国电网干线光缆终端骨干设备线路终端设备安全隐患，促进了我国电网安全生产运行，减少了电网光缆终端骨干设备线路故障处理和缺陷的检修管理工作，大大降低了我国电网光缆企业设备运维管理成本，并且现场检修施工方便、简捷，容易施工实现[2]。

1.2 高压输电线路OPGW装置的设计重点

1.2.1 OPGW光缆结构中最外层导线组成

在OPGW光缆的结构中，最外层线材组合主要有三种类型，在三种类型中，A结构的最外层是以全铝合金导线（AA线）为组成部分，B结构的最外层是以铝合金导线（AA线）和铝包钢线（AS线）混合方式为组成部分，C结构的最外层是以全铝包钢线（AS线）为组成部分。这三种类型都在不同的地区得到了广泛地应用。

1.2.2 OPGW光缆外径

OPGW光缆的外径大小将直接关系到光缆机械性能和电气性能。由于超高电压线路的运行，要求输电系统必须具备高稳定性和高可靠性，因此在设计OPGW光缆时对外径的选择不应过小，适当的光缆外径有助于提高光缆的机械性能、电气性能和耐雷击性能。

1.2.3 OPGW光缆耐雷击

在考虑到光缆机械性能和电气性能的同时，也应考虑到光缆的耐雷击性能。近年来光缆受到直接雷击而造成断股现象时有发生，人们为提高光缆的耐雷击性能，往往仅对光缆外层导线直径提出了要求，而又要求光缆的外径比较小，结果产生了光缆的极为不合理的结构，光缆要求，光纤芯数24芯，光缆外径不大于13.2mm，外层导线直径不少于3.2mm（AS线）。所以要提高光缆的耐雷击性能，在满足线路的技术条件下，适当增大光缆的外径、结构中各层导线的直径比较接近才是最有效的方法，从大量的电气性能的试验中也证实了这一点。

1.2.4 光缆耐腐蚀性

设计部门为了考虑光缆的耐雷击性能，往往考虑光缆外层导线采用铝包钢线（AS线），而且采用高导电率的AS线，然而欠缺考虑光缆的耐腐蚀性能。虽然光缆在生产中填充了防腐油膏，但光缆外层的AS线，在施工中由于存在不规范的施工因素或不可抗力的因素，AS线的表面铝层很容易被刮伤，造成钢线部分表面直接暴露在空气中，由于我国空气污染相对较为严重，从而形成钢线部分表面集中腐蚀，最终将造成AS线腐蚀断股现象，对光缆的安全运行存在不稳定因素[3]。

2 我国高压OPGW的主要技术特点

2.1 良好的防振效果

高压送电线路OPGW技术水平而言，由于高压OPG具备档距大、挂点高、防止微风振动较难的特征，由此地线微风振动是高压送电线路隐患中较为明显的隐患第一，OPGW光缆的振动水平比起地线、普通导线更严；第二，因为光纤较弱，基本的防振锤的方式都是集中式防振器，这样极其容易产生OPGW部分应力造成光纤破坏状况，OPGW更适合使用预绞丝线夹防振锤分散方式防振器。

2.2 良好的防雷特性

我国在施工设计高空公路输电避雷线路时，为了有效防止输电导线被高空雷电的直击，所以通常需要采取的避雷措施也就是将高空避雷线向后悬挂。在没有出现OPGW的时候，通常选取的是相同型号和材料的双地线，这是因为地线具有比较均衡的防雷性。我国开始广泛使用OPGW是从20世纪90年代后期，双地线的配置模式选用的是“分流地线+OPGW”，这种模式改变了地线均衡的防雷性能。近几年，直击雷导致OPGW雷击断股在高雷暴区域频频出现，所以必须提升OPGW的防雷能力[4]。

2.3 良好的与环境和谐性

随着经济和社会的进步发展，公众对输电线路与社会及环境的协调性标准也在提高，所以要保障输电线和周围居住环境、景观的统一和谐。电磁环境是高压输电线路系统发展的首要问题，必须着重考量的是输电系统的电磁场怎样与环境相统一，就OPGW地线而言，电晕噪音特性和风噪音特性是最重要的。

3 主要技术难点

非金属材质，绝缘耐压性；有效抑制匝间电蚀断股现象；全天候环境下使用，寿命长。

4 项目创新点

（1）完全有效率地解决了在我国特高压、超高压、高压地区电力传输变电站匝间终端OPGW匝间不对终端连接电线线路预留盘内连接电线进行缠绕的技术问题；解决了OPGW由于切断匝间终端电磁振动感应接触电阻所工作引起的匝间电磁感应接触器因过大放电量而产生匝间电蚀而直接切断匝间连接电线股路的技术问题。

（2）把用于OPGW的终端缠绕预留线电缆在终端缠绕接入终端预留线电缆上的叉盘前，采用各种绝缘材料和其他填充物对OPGW外层预留的电缆线的外层部件进行全面的绝缘处理工艺钝化处理后再线缆缠入外层预留的线缆后的叉盘内，经过多次绝缘处理工艺后线缆可以100%精度保证OPGW外层预留的线缆在缠入叉盘内不存在发生绞线匝间电蚀损或断开绞股线的问题。

（3）尤其重点做的是一根电缆结构用于保护连接OPGW缆结构进行线路绝缘后的保护时与线路中间端的连接OPGW缆结构应在线路接续时从一根电缆连接杆塔两端各引下一根OPGW缆并将其预留在连接电缆的匝间内以进行电缆绝缘后的保护连接工艺[5]。

5 我国高压OPGW的设计思路

5.1 研发全铝包钢绞合

OPGW高压线路的杆塔极高而且OPGW需要安置在杆塔最高处，由此OPGW外部绞线要具有较好的防雷电特性。加强防雷性能的最好方式是选择全铝包钢绞合的OPGW，这部分早就获得了证实。经过有关实验，设置500kV高压线路时，选择全铝包钢构成的OPGW，对防止雷电有着极好的效率。

5.2 采用同种规格型号的双OPGW地线

国内采用的高压输电线路设施方式基本是“分流底线+OPGW”，这样的方式导致地线的防雷功能不充足，而且极易产生OPGW雷击短线状况。双OPGW地线处理了分流地线与OPGW电气功能配置、弧垂配置的不同设置。所以，在设置输电系统地线要选择双OPGW会更有效率。

5.3 研究OPGW与地线的联接方式对防雷的影响

在双地线输变电工程使用OPGW，基本选用铝包钢绞线以及双镀锌钢绞线，雷击短线状况及少产生。在OPGW的双地线施工中，与它相匹配的别的分地线构成以及机电能力和OPGW极其相似，外部铝线熔点比OPGW外部铝合金股线低，只是大部分OPGW由于雷击发生断线状况。按照雷击基本理论，分流地线与双地线施工中OPGW遇到雷击的状况基本是一样的只是OPGW更容易引雷。这样的雷电状况基本是因为雷电系统会自主找到最低电荷阻抗值方式同一时间放出接近雷暴的电荷以及接近地面不同方向异性体的电荷。当时设计的分流线和OPGW间接形式都有差距，一定要深入探讨连接方法对防雷的用处，经过连接方式适当配置OPGW以及分流地线，由此减少OPGW被雷击的次数[6]。

6 结语

超高压输电线路OPGW技术具有很强的科学性及实用性，需要引用其他国家的先进高压输电系统OPGW的设置、运作方式，需要抓紧创建输电系统，适应OPGW技术的迅速发展，而且需要根据高压OPGW的技术特征设置出更加适合高压电网运用的OPGW光缆，提出更适合基础系统以及OPGW设计方案，以此来达到服务电力通信的目的。