OPGW光缆在重覆冰地区的选择罗希

OPGW光缆在重覆冰地区的选择罗希

罗希

广西绿能电力勘察设计有限公司广西南宁530031

摘要：近年来，随着电网的不断发展，电力系统对电力通信提出了更高的要求。OPGW光缆既有光纤通信的功能又有架空地线的作用，因此在输电线路上得到了广泛应用。在重覆冰地区OPGW光缆的选择问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了OPGW光缆的结构特点以及OPGW光缆的应用情况。在探讨OPGW光缆线路的设计选型问题的同时，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就大覆冰地区OPGW的试验验证展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：重覆冰地区；OPGW；光缆；选择

1前言

作为一个实际要求较高的实践性工作，重覆冰地区OPGW光缆选择的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对重覆冰地区OPGW光缆的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2概述

我国的西南地区地形复杂，气候条件变化多样，架空送电线路很多都通过海拔悬殊、地形剧变、山峦起伏、峰高谷深的高山大岭地区。这就造成架空送电线路往往经过覆冰厚度不同的多个气象区。我国将线路覆冰厚度20mm（15年一遇、密度0.9g/cm3）及以上的地区，称为重冰区。西南地区架空线路受地形控制，致使档距不均匀，光缆悬点高差过大，往往引起光缆在高悬点处的应力过大。在地形起伏的山区，同一个耐张段内，有背风和迎风的山坡，也有向阳和背阴的山岭；有地形开阔的山巅，也有低洼闭塞的谷地。造成各档距之间覆冰、风速及气温的明显差异，从而冬季出现不均匀覆冰或不同期脱冰现象。OPGW光缆在不同时期脱冰时会出现跳跃及舞动现象，产生较大的冲击力及不平衡张力，发生冰害事故。3OPGW光缆的结构特点分析

3光纤单元及其结构

在保证OPGW光缆正常安装和运行的前提下，要考虑合理地利用单元结构设置来使光缆纤芯的受力与衰耗最小。这就要求在光纤单元结构的设计时需考虑必要的机械保护结构，这样才能更好地防止光缆纤芯受挤压，而且还要注意采取防潮、耐热的措施。在OPGW光缆实际铺设中，通常会采用缓冲紧套结构和松套结构。而缓冲紧套结构的特点是直径比较小，这样可以减小施加于线路塔上的风荷载和冰荷载，从而加强了对光纤保护、增强了光纤的抗弯曲能力，而且还具有高抗挤压能力，这些特点决定了它更适合在条件比较差的工程中应用；而松套结构的特点是缆径大、盘长较短，同时松套结构又分为层绞式松套结构和松套骨架结构。

3.1地线单元结构

地线单元结构主要由铝包钢线、铝合金线所组成，并且地线单元结构具有很多的作用，这些作用主要集中体现在以下方面：首先，地线单元结构是OPGW光缆中的重要的承力元件，这是它的承力作用才使得OPGW中的光缆纤芯不会或很少承受外力；其次，地线单元结构具有一定的金属截面，这种金属截面可以很好的避免线路因雷击或短路而造成的导体过热，金属截面可以使电缆的温度保持在允许的范围内，这样很好地防止了电缆损坏；再次，地线单元结构可以对电缆提供有效的保护，在很大程度上使光单元免受机械和外力及其他不利条件引起的破坏。

4OPGW光缆的应用情况分析

4.1OPGW光缆的应用要求分析

正是因为OPGW光缆的特殊架构，所以要求OPGW光缆要符合一定的标准，在应用上应该满足一定的要求，比如说在OPGW光缆应用过程中要考虑光纤数量、类型、应用波长、光衰耗等参数，而且要明确系统所需要的传输容量；OPGW光缆作为避雷线时，需要满足地线的电气、机械及物理性能要求。

4.2OPGW光缆在南方的应用现状及必要性分析

在我国南方的电力系统通信网络发展中，OPGW光缆得到了比较广泛地应用。这也跟南方的一些特定的电力系统环境密切相关，南方的一些地方的用电是比较紧缺的，这给南方的电网运行稳定及安全提出了比较高的要求，特别是南方电力传输的过程中，传输的路线比较长，而且传输条件也比较差。为了解决这些传输问题，就要充分利用输电线路的优势，要求利用现有的铁塔资源既解决通信问题，又能满足电力系统的地线机械性能和电气性能，而能够实现这些就需要依靠OPGW光缆，因此OPGW光缆的应用显得非常必要。

随着OPGW光缆技术的不断成熟，再加上南方电力系统发展的特殊环境，OPGW光缆在南方电力系统的发展中得到了广泛的应用，OPGW光缆被运用到很多电力工程中，比如说天生桥工程、博罗输变电工程等，出现了OPGW光缆应用高潮。

5OPGW光缆线路的设计选型中遇到的问题

在OPGW光缆线路的设计选型中，争议较大的是：是否在重冰区优先采用紧套结构，光缆结构是否优先考虑铝骨架结构，在重冰区光缆抗侧压力的性能如何评价，缆径和短路电流容量如何确定等。

近年西南电网在新建500kV、220kV、110kV线路上都敷设了OPGW光缆，上述各种结构的光缆都有应用。OPGW光缆在西南电网（包括云、贵、川）的使用只有几年，运行经验不多，至今的运行统计数据表明没有断缆断纤情况发生。在进行线路设计时，一般认为，电力用户在一般气候条件下选择缆型的范围大一些，在重冰（覆冰20mm以上）地区和大档距或大高差地区选型范围受限，在这些地区对光缆重量、直径和抗侧压力有特别要求。

其实，在重冰区紧套或松套光纤单元结构的OPGW光缆都可采用。在重冰区光缆外径可能由于包覆冰层导致重量、风冰负荷增加很大，导致线路运行张力增大，尽管此时对光缆的抗侧压力要求有所增大，但不管哪种结构光缆都能满足侧压力要求。所以光缆覆冰其实质还是反映到在运行张力增大后，光纤是否受力，而且覆冰脱落后可能引起的振动或舞动对光缆和光纤的损伤、对悬垂线夹出口处的损伤。松套光纤单元结构的光缆能保证在70%RTS受力情况下光纤不受力，确保了该种光缆结构就可以用在重覆冰线路中。目前在云南、四川、贵州等地30mm和20mm重覆冰区的OPGW大量应用证明国内层绞（偏心）松套不锈钢管式光缆是很适合使用在重冰区的。中天日立不锈钢管式光缆的侧压力性能满足国家及国际标准要求，在重覆冰地区应用不受任何影响。缆径及短路电流应根据电力线路具体情况（故障短路电流热平衡、铁塔塔头负荷能力、与另一根地线的张力弧垂匹配等）选取。

OPGW光缆一旦架设施工完毕后，就在年平均运行张力下工作，当OPGW覆冰后，其承受的外荷载增大，此时要求OPGW光缆具有足够的张力强度，并对杆塔受力增加，悬点应力增大，此时对悬垂线夹的抗疲劳性提出更高的要求。

6大覆冰地区OPGW的试验验证

针对大覆冰地区的应用条件，对OPGW光缆有如下特殊要求和技术条件：

（1）光纤单元压力实验：由于OPGW覆冰后冰层的重量及张力增大后的摩擦力导致光纤单元承受一定的侧压力，规定OPGW光缆可承受700kg/50mm的压扁试验而不引起光衰减的增加；

（2）脱冰跳跃要求：特别是对于20mm冰区OPGW应满足实际使用档距800m，架线张力40%RTS，覆冰重量2kg/m，全档覆冰1600kg情况下，OPGW因覆冰全部脱落产生脱冰跳跃，每年运行期间约出现20次而不发生OPGW损坏；

（3）满足96h最大工作荷载试验

OPGW承受规定的最大工作荷载（75%的RTS张力），持续96h。连续监测光纤的损耗、伸长和缆的伸长。光纤衰耗增量小于1dB，张力释放后，无附加衰耗。

7结束语

综上所述，加强对重覆冰地区OPGW光缆选择问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的重覆冰地区OPGW光缆选择过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]戴富梁.OPGW光缆生产中的光纤特性变化[J].电力系统通信.2016（10）：60-62.