输电线路OPGW接地方式的分析研究

输电线路OPGW接地方式的分析研究

杨鹏杰

（杭州交联电力设计股份有限公司浙江杭州310011）

摘要：在输电线路中，为了降低OPGW造成的电能损耗，大部分线路中采用逐基接地的方式，但是，在采用这种接地方式后，OPGW受到雷击的几率就会增加。为了解决这一问题，可以采用OPGW经导弧间隙接地的方式，这种接地方式不仅能够降低OPGW的电能消耗，而且可以有效的降低OPGW受到雷击的几率。本文将对输电线路中OPGW的接地方式进行分析，探讨不同接地方式的优势与缺陷。

关键词：输电线路；OPGW；接地方式；逐基接地；导弧间隙接地

1引言

在电力系统中，OPGW同时具备通信通道与避雷线的功能，目前已经广泛的应用在高压输电线路中。大部分的OPGW采用的是逐基接地的方式，而一般的避雷线通常采用分断绝缘、一点接地的方式。在具体的应用中，如果同一塔上同时使用了普通避雷线与OPGW，采用不同的接地方式，就会造成OPGW受到雷击的几率增加，出现断股事故。所以，我们必须OPGW的不同接地方式进行分析，有助于选择科学合理的接地方式。

2OPGW接地方式的电能消耗

在输电线路中，导线与避雷线之间会出现电磁感应与静电耦合，造成避雷线上存在感应电压。如果避雷线与大地形成回路，回路中的环流会造成电能损耗，OPGW中主要有静电感应电流与电磁感应电流，其中静电感应电流的产生原因是地线与导线之间存在耦合电容。而电磁感应电流与线路的负荷电流、线路长度及导线的布置方式有关。在不考虑地线电晕的情况下，OPGW上的电能损耗大部分为感应电流引起。

3OPGW受到雷击而断股

在OPGW的运行过程中，经常会出现因受到雷击而断股的现象，在对这些事故进行分析总结后，我们不难发现，雷击断股的现象通常发生在档距中，一些线路在不同的档距中会发生多处断股，严重的会造成光纤损坏等事故。OPGW容易受到雷击的原因包括两条避雷线采取了不同的接地方式。在避雷线运行的过程中，如果普通避雷线处于对地绝缘状态，OPGW逐基接地，OPGW受到雷击的几率就会升高，如果普通避雷线处于接地状态，OPGW逐基接地，OPGW受到雷击的几率就会有所下降。这种现象表明，在OPGW处于逐基接地状态时，会产生与向下先导极性相反的异性电荷，二者间电场增强，导致雷击放电更容易击中OPGW。而在OPGW被击中后，电流形成的电弧弧根高温会灼烧OPGW，造成OPGW发生断股。

4OPGW接地方式分析

由于目前OPGW中采用的逐基接地方式会产生较大的电能损耗，并且使OPGW更容易受到雷击而造成断股。所以，我们需要为OPGW选择合理的接地方式。为了降低避雷线的电能损耗，普通避雷线通常采用绝缘地线接地方式或分段绝缘、一点接地的方式，而由于OPGW需要同时发挥通信与避雷的作用，无法采用分段绝缘、一点接地的方式，而可以采用绝缘地线的接地方式。当OPGW正常运行时，线路中不会产生环流损耗，并且能够降低雷电击中OPGW的概率。但是，目前这种方法还不够成熟，可能会造成外层单丝断股现象。为了解决这一问题，我们开制定了OPGW经导弧间隙接地的接地方式，这种接地方式的工作原理如下：在正常工作时，OPGW处于全线绝缘状态，而在雷电击中OPGW或线路出现故障造成OPGW中出现电压时，OPGW就会通过导弧间隙连接大地。导弧间隙包括两个电极，分别安装在金具两端，其中一个电极连接在紧固夹上，而另一个电极则连接在OPGW预绞丝悬垂线夹上。两个电极之间的距离可以根据输电线路的电压设置，其中安装在OPGW上的电极材料为耐高温钢材料，导弧电极能够与OPGW的抱嵌式金具组成一个接触电阻极小的整体。端电极将放电现象引导至导弧间隙内，保证电弧弧根发生在电极端部，避免出现弧根高温熔断OPGW单丝的现象。

5OPGW导弧间隙接地方式分析

5.1OPGW导弧间隙接地方式的功能与特点

第一，导弧间隙接地能够确保在正常工作时杆塔与OPGW绝缘，避免形成环流，有效的降低电能损耗。第二，导弧间隙接地能够在一定程度上减低OPGW受到雷击的几率。第三，如果OPGW受到雷击或线路中出现故障，造成地线中存在短暂的电压，也不会对通信造成影响或造成OPGW断股。第四，导弧间隙接地方式具有结构简单、可靠性高、容易维护、实施成本低等方面的特点。

5.2导弧间隙接地方式对导弧间隙的要求

在采用OPGW导弧间隙接地方式时，导弧间隙的选择是最关键的环节，为了满足接地方式的需求，导弧间隙必须能够在正常运行时保持绝缘状态，并且在OPGW受到雷击或线路出现故障时先行导通。首先，在正常运行时，OPGW与大地处于绝缘状态，OPGW中会产生较高的感应电压。一般情况下，感应电压的大小与导地线排列布置方式以及输电线路的电压有关，而受到输送功率与线路长度的影响不大。根据不同等级输电线路中OPGW的感应电压范围，结合导弧间隙的放电特性曲线，可以确定导弧间隙的距离。在设计导弧间隙时，必须以正常运行状态下不导通为基础，保证间隙能够耐受OPGW中产生的感应电压，确保OPGW与大地绝缘，避免出现环流损耗。其次，在线路中出现故障时，不同的故障类型在OPGW中产生的感应电压也存在较大的区别。感应电压的幅值与波形决定了导弧间隙能否被电压击穿。如果OPGW的感应电压幅值较高，就可能会出现向接地构件放电的现象，导弧间隙在绝缘配合上必须能够具备先行导通，将电流引导至间隙内，避免电弧造成OPGW断股。再次，当雷电击中OPGW时，产生的电压与电流的大小与OPGW的波阻抗有关。而雷电产生的电流属于随机变量，因而在OPGW中产生的电压也将会是随机变化的。一般情况下，雷电击中后OPGW中产生的电压都要在几百kV以上，这个电压要远远高于导弧间隙的击穿电压。通过绝缘配合，导弧间隙具有先行导通功能，可以将放电电弧与电流引导至间隙后再泄放。导弧间隙引导电弧集中在间隙内，并将弧根控制在导两电极的端部，防治OPGW因电弧高温而出现断股。

5.3导弧间隙接地对输电线路的影响

如果输电线路中出现短路故障，导弧间隙两端会产生短暂的电压，间隙可能导通。如果间隙导通，OPGW中的故障电流不会超过逐基接地时OPGW中的故障电流，能够满足OPGW的热稳定要求。在OPGW受到雷击后，导弧间隙就会导通，雷电产生的电流就会直接通过间隙传输至大地，不会影响零序电流大小，不会造成零序电流保护的误动或拒动，避免出现零序电流保护范围变化的现象。

6结束语

综上所述，通过对输电线路OPGW接地方式的分析，我们可以明确，OPGW逐基接地方式会造成线路存在换流损耗与容易受到雷击的问题。为了解决这些问题，我们可以采用导弧间隙接地方式，这种接地方式不仅能够降低线路的换流损耗，而且可以减低OPGW受到雷击的几率，更适合应用在输电线路中。

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