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 一、引言

　　光纖復(fù)合架空地線(OPGW)光纜通信是將光纖單元復(fù)合于送電線路地線內(nèi)，利用光纖單元開通通信通道，使其兼具地線避雷和光纖通信雙重功能的一種新型的通信方式。它隨高壓輸電線路一起架設(shè)，不需占用新的敷設(shè)走廊，而且傳輸容量大、可靠性高、不受強電干擾，近年來，國際國內(nèi)業(yè)內(nèi)方興未艾。汕頭澄海110kＶ外砂變電站－澄海變電站送電線路工程"(以下簡稱"澄-砂")光纖復(fù)合架空地線(OPGW)光纜于2000年5月完成設(shè)計，2000年10月線路投入運行。系統(tǒng)各項指標滿足設(shè)計要求，運行至今穩(wěn)定可靠，為系統(tǒng)通信提供了優(yōu)質(zhì)的通信通道。

二、 工程概況

　　該工程線路起點為在建的110kV眐扒�睖Z繒荊�直K鬮�已哉b卸嗄甑?10kV澄海埔美變電站， 全線長6.111kｍ，跨河段1.187km，桿塔32基。該線是澄海電網(wǎng)首條OPGW光纜線路。為降低工程造價，該工程采用當時國內(nèi)唯一一家OPGW光纜廠家--上海電纜研究所--生產(chǎn)的無縫鋁管層絞式OPGW光纜，內(nèi)含12芯Ｇ.652單模光纖。根據(jù)線路工程特性，全線采用二種規(guī)格的OPGW光纜�？绾佣渭茉O(shè)型號為OPGW－12B1/140光纜直至外砂站、其余架設(shè)OPGW－12B1/65光纜，共計3盤光纜。本工程利用光纜中4芯光纖開通調(diào)度電話、調(diào)度自動化數(shù)據(jù)通道，其余纖芯兼顧了以后通信發(fā)展需要及繼電保護系統(tǒng)光纖電流縱差保護通道，在兩側(cè)站內(nèi)構(gòu)架處利用普通無金屬管道光纜將OPGW光纜引進各自通信機房。

三、 光纖復(fù)合架空地線 (OPGW)光纜結(jié)構(gòu)及特性

　　光纖復(fù)合架空地線(OPGW)光纜通信工程中，OPGW光纜線路部分投資較大且與地線及鐵塔相匹配。因此，詳細地了解OPGW光纜結(jié)構(gòu)及各種特性，在工程設(shè)計中選擇經(jīng)濟、合理、符合工程實際情況的OPGW光纜顯得尤為重要。

　　"澄-砂"線OPGW光纜采用密封無縫鋁管層絞式結(jié)構(gòu)。光纖套入密封無縫鋁管中，管內(nèi)填充阻水化合物，將含有光纖的鋁管同鋁包鋼線絞合成纜芯，纜芯外再絞合一層鋁線。 "澄-砂"線OPGW光纜技術(shù)特性符合IEEE－1138、IEC－1396規(guī)范和相關(guān)國際標準，光纖符合ITU－T相關(guān)標準。

四．光纖復(fù)合架空地線 (OPGW)光纜設(shè)計應(yīng)考慮的主要問題

　　"澄-砂"線工程線路原始設(shè)計條件如鐵塔的結(jié)構(gòu)、鐵塔的高度、導(dǎo)線對地距離、耐張段長度、設(shè)計地線的電氣及機械特性、線路的施工條件等均已確定，全線在北側(cè)架設(shè)一根OPGW光纜，OPGW光纜各種特性的選擇必須與線路設(shè)計條件相匹配。

　　1．OPGW光纜的機械特性。"澄-砂"線110kv送電線路地線采用LGT－95/55鋼芯鋁絞線、GT－50鋼絞線。為了使OPGW光纜與地線的弧垂相近，因而要求它們的機械特性包括抗拉強度(RTS)、彈性模量、線膨脹系數(shù)、重量、外徑等應(yīng)盡可能接近。

　　2．最大工作應(yīng)力(MAT)。OPGW光纜用作送電線路的地線時，最大工作應(yīng)力的選擇與一般地線相似，安全系數(shù)≥2．5，應(yīng)滿足檔距中央導(dǎo)地線間距離要求,在此前提下，應(yīng)盡可能放松張力，保證在承受荷載情況下光纖不受力。

　　3．每日平均運行應(yīng)力(EDS)。OPGW光纜每日平均運行應(yīng)力的確定直接影響光纜的長期安全運行。按照線路設(shè)計規(guī)范，采用防振措施后導(dǎo)線每日平均運行應(yīng)力為15%～25%RTS。根據(jù)OPGW光纜運行實際情況，建議值為18%RTS。

　　4．短路電流容量(I2t)。工程中OPGW光纜短路電流容量(I2t)與系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時流過OPGW光纜的電流(I)及保護動作時間(t)有關(guān)，t包括斷路器動作時間、保護設(shè)備動作時間、通道時延時間及失靈保護動作時間。"澄-砂"線要求OPGW光纜最大短路返饋電流16．0kA、最小短路返饋電流2．0kA、短路電流持續(xù)時間為0．5ｓ。OPGW光纜實際短路電流的準確計算比較復(fù)雜，它與起始溫度及允許最高溫度有關(guān)。

　　5．OPGW光纜中光纖的"余長"。無縫鋁管層絞式OPGW光纜通過對無縫鋁管內(nèi)光纖余長和纜芯絞合節(jié)距的優(yōu)化設(shè)計，使光纜中的光纖獲得二次余長，以保證OPGW光纜在受到最大工作應(yīng)力時光纖不受力。"澄-砂"線OPGW光纜中光纖的"余長"≥0．5%。

　　6．OPGW光纜防振措施。防振措施對導(dǎo)線阻尼和抗疲勞性能十分重要。防振器消耗的動量雖不是很大，但使導(dǎo)線的振幅降低很多。導(dǎo)線的疲勞與其使用應(yīng)力有關(guān)，疲勞極限還與振動次數(shù)有關(guān)。目前，防止或減弱線路導(dǎo)線振動的措施包括利用導(dǎo)線自阻尼或者采用防振錘、防振鞭等。"澄-砂"線OPGW光纜采用石家莊華能電氣公司生產(chǎn)防振錘，系OPGW光纜廠家--上海電纜研究所選配。

　　7．OPGW光纜金具配置。OPGW光纜配置金具的設(shè)計及選用要充分考慮OPGW光纜所需的握著力并保證光纖不受壓力和彎曲應(yīng)力。配置金具包括耐張金具、懸垂金具、引下金具、防振器等"澄-砂"線OPGW光纜配置金具由石家莊華能電氣公司生產(chǎn)制造并由專業(yè)人員指導(dǎo)安裝，以確保OPGW光纜安裝后正常運行。

　　8．OPGW光纜張力弧垂計算。OPGW光纜張力弧垂計算的氣象條件與原送電線路設(shè)計相同，采用廣東省送電線路第V氣象區(qū)(風速35m/s)；大氣過電壓的情況下與原地線的弧垂相同，滿足大氣過電壓的情況下，檔距中央的導(dǎo)地線弧垂配合要求。光纜平均運行張力17KN,小于25%破壞張力。最大運行張力22.5KN。

五、OPGW光纜施工

　　"澄-砂"OPGW光纜施工任務(wù)由具有較多施工經(jīng)驗的廣東省輸變電工程公司最終完成，按照設(shè)計要求，采用了張力放線法作業(yè)，嚴格遵循輸電線路導(dǎo)線安裝張力放線有關(guān)規(guī)程，具體安裝程序也參照了產(chǎn)品安裝說明書。施工需配備牽張機、滑輪、牽引繩、牽引網(wǎng)套、退扭器等專用機具，緊線作業(yè)一般在耐張段兩端的耐張塔上進行，施工過程一直有專業(yè)人員督導(dǎo)，以確保工程質(zhì)量。 OPGW光纜接頭接續(xù)要求采用光纖熔接機固定熔接，接頭盒及余纜架盡量選擇在易于盤放的地方如鐵塔的橫格面，固定必須美觀牢靠。

六、結(jié)束語

　　OPGW光纜的設(shè)計與應(yīng)用，國內(nèi)尚無成熟的設(shè)計運行經(jīng)驗可借鑒，對OPGW光纜結(jié)構(gòu)及特性在實際運行中有待進一步認識與探討。本工程中，設(shè)計人員全面參與了OPGW光纜的材料選購、施工安裝、隨工及竣工驗收、試運行測試等方面的工作，"澄-砂"線OPGW光纜的順利投產(chǎn)及可靠運行，為電網(wǎng)內(nèi)行政電話、調(diào)度電話、調(diào)度自動化、辦公自動化、MIS系統(tǒng)、線路繼電保護等信息提供了優(yōu)質(zhì)的通信通道，保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，為澄海電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提供了最佳解決方案。