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【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计

日期: 2016-06-22
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【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计

                

 

复合架空地线光缆(简称OPGW)是电力系统独有的,具备了电力线路地线和光纤通信双重功能的新技术。OPGW作为一种新兴的信息传输通道,近几年在我国得到了迅速发展,它具有通信容量大、抗干扰、安全可靠、不占用线路走廊的特点;同时它将通信光缆和高压输电线路地线巧妙地结合成一个整体,其良好的机械性能和导电性能不仅满足普通地线的防雷要求,还因具备良导体良好的屏蔽作用,可大大减小送电线路对邻近弱电线路的电磁危害。目前OPGW尚没有统一的生产系列号,其集机电特性、热稳定和通信光纤的各种要求于一体,各参数之间相互制约。OPGW的生产厂家由于生产工艺和制造设备的差异,其产品的参数各有偏重,因而即便各个厂家的OPGW的参数均分别满足要求,该产品的整体特性是否满足线路工程的要求还必须通过设计人员进行验算确认。

OPGW光缆线从上知他具有地线及光纤通信双重功能,所以在线路设计上与一般的地线设计是一样的,下面仅简单介绍。

 

1 OPGW结构及分类

1.1 OPGW结构

OPGW光缆是将光纤置于架空地线中,防雷和通信功能合二为一的复合地线,所以叫光纤复合架空地线( Optical fiber composite overhead ground wires),简称OPGW或OPGW光缆,OPGW光缆具有传统架空地线和光纤通信能力的双重功能的线。OPGW的基本结构由含光纤的缆芯(光单元)和绞合的金属线材(铝包钢线ACS或铝合金线AA)组成。其中,光纤提供了传输通道,钢成分主要提供了机械强度,铝成分则主要承载短路电流。OPGW的外层为铝包钢或铝合金线,要求单股直径不小于3.0mm,以减少雷击断股。OPGW最外层绞向采用右旋 

 

另外OPGW根据光单元的结构分有层绞式,中心束管式,单管,双管等,如下图。

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图1 铝管+层绞塑管的OPGW结构  

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图2   中心铝管的OPGW结构


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图3    层绞不锈钢管的OPGW结构  

 

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 图4    中心不锈钢管的OPGW结构


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 图5   内螺旋塑料管的OPGW结构  

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 图6  骨架槽的OPGW结构

1.2 OPGW分类

一般分松套合紧套两种类型。

 

松套:松套型是将光纤放入充满油膏的松套管内形成一定的余长,余长一般控制在光缆总长的0.7%左右,光纤以自身余长来满足整个地线初伸长和运行过程中所产生的变形,以保证光缆中光纤不受力,但结构松散。

紧套:紧套型是在其中的光纤可以受力的基础上,为满足光纤受力的要求,生产中对光纤施加约1%伸长对应的外力进行筛选,即对光纤施加了“预应力”。通过筛选的光纤,其抗拉强度比起外层绞线的抗拉强度还高,能在外层绞线之后破坏

由于上述设计上的差异,当金属截面及破坏力相同时,松套结构的设计安全系数为紧套结构的70%~75%。由于结构特点,松套型价格低,适用于外界负荷条件较轻,地形变化不剧烈的线路;紧套型价格较贵,适用于外界负荷条件较恶劣,地形变化较大及地线受力较复杂的线路。因此在设计选择光缆型式时,不能简单地把两种不同结构的OPGW光缆相提并论,应根据其特定的长处和短处,结合具体条件和性能价格比来选定结构。

对于非重冰区的送电线路,宜采用松套不锈钢管层绞式结构的OPGW。重冰区送电线路OPGW的结构型式,应结合线路覆冰情况,通过技术经济比较确定。在松套型和紧套型均能满足要求的线路,以选择松套型为宜。重冰区线路以选用紧套型为宜。

OPGW的同一层绞线宜选用相同材质,且外层单丝应采用铝包钢单丝,直径不宜小于3.0mm。


1.3 OPGW参数及表示方法

OPGW主要由光单位(光纤、保护管)与地线单元(铝包钢线、铝合金线)构成,它其最重要的三个基本参数为光缆的直径、额定抗拉强度、短路电流容量。OPGW各参数的具体意义如下:

D--直径(mm),影响杆塔水平荷重

S--截面(mm2),影响光缆强度和热容量水平

G--单位重量(kg/km),取决于光缆的材质和铝钢比,影响杆塔的垂直荷重

RTS--额定抗拉强度(KN),影响光缆的力学性能和杆塔受力

R--直流电阻(Ω/km,20℃),取决于光缆的材质和铝钢比,影响分流性能

E--弹性模量(GPa),力学计算中的一个基本参数

α--线膨胀系数(/℃),力学计算中的一个基本参数

I2t--短路电流容量(kA2.s),取决于光缆的材质和截面

 

OPGW型号规格由四部分组成,各部分用代号或数字表示(参考于DL/T 832-2003)

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如下:

OPGW-24B1-80[100;32.8]

参数说明: 

24-缆芯, 

B4—非零色散位移单模光纤          

80-光缆总截面(mm2);                

100-额定拉断力(kN);                 

32.8-短路电流容量(kA2.S).

                

 

 

 

2 OPGW技术标准

国际标准:

IEEE 1138-2009  电力事业用电线的复合光纤架空地线的建造标准

IEC 60794-4-2003  光纤电缆.第4-1部分:组合规范-输电线路用架空光纤电缆.

中国国家标准

GB/T 7424.4-2003: 光缆-第4部分:分规范 光纤复合架空地线

中国行业标准:

电力行业标准 DL/T 832-2016 光纤复合架空地线

机械行业标准 JB/T 8999-2014 光纤复合架空地线

 

3 OPGW的电气特性设计

3.1 分流计算公式

 为了保证OPGW的安全运行,OPGW的设计还要求另一根地线有较强的分流能力,在电力系统单相接地短路及雷击事故时,能有效地分流。OPGW与另一根地线的电流分配近似按下列公式计算:

IOPGW/ I分流地线 =(Z分流地线-Z互阻)/(ZOPGW-Z互阻

式中

IOPGW——OPGW的电流,kA

I分流地线——分流地线中的电流,kA

ZOPGW——OPGW的电阻,Ω/km);

Z分流地线——分流地线中的电阻,Ω/km);

Z互阻——两平行地线(OPGW与另一根地线)间的互感阻抗,(Ω/km)。


3.2 单相接地短路电流的分配

流经地线的短路电流通常在两端发电厂、变电站(所)出口处最大,在线路中央短路电流和流经地线的分流系数均急剧衰减。在长线路(一般80km以上可视为长线路,下同)工程中为节省投资,可采用不同的地线组合方式,如在线路出口较短的距离内使用截面大、阻抗低、短路电流容量大的OPGW,在线路中央选择较少截面和短路电流容量的OPGW。线路各点的单相短路电流一般可以根据《输电线路单相接地零序短路电流曲线》。

具有双地线的架空线路,可采用以下的地线组合方式:当使用OPGW时,应选配良导体来分担流经地线的返回电流(一般采用铝包钢绞线),以减少流经OPGW的短路电流,这时采用的良导体地线称为分流地线或分流线。此时,应同时校核OPGW与良导体分流地线,以及OPGW与普通地线的热容量。在长线路中,结合地形和气象条件,另外一根地线还可以采用不同结构、截面、材质的地线组合方式。

在一般计算中,常把母线短路电流视作终端塔上第一档地线的短路电流。实际上在终端塔的第一档线路地线中,仍有少部分电流流经大地回到变压器的中性点。根据清华大学软件计算的成果,流经第一档地线的电流仅占短路电流的70%(线路长度为25km时),如果将线路视为无限长时,流经第一档地线的短路电流将占绝大部分。线路长度从0-200km时,流经第一档地线的短路电流在70~90%之间。

我们在计算中,为了留有足够的余地,建议取流经第一档地线的短路电流占短路电流的95%。即有5%的短路电流经大地回到变压器的中性点。


3.3  OPGW的短路电流容量

计算输电线路的短路电流,应按5~10年电力系统发展的规划或更长时间的远景规划,按系统最大运行方式确定。

当OPGW或者分流地线材料确定时,材料的热容量是一定的,OPGW与分流地线的的短路容量与短路电流与短路时间有关系的,具体关系如下:

短路电流容量=短路电流2×短路电流持续时间

短路电流持续时间应根据系统电压等级、保护配置等情况确定。对于500kV线路,短路电流持续时间建议取值为0.25s;对于110kV~220kV线路一般取0.30秒。

流经OPGW的系统短路电流的容量,必须小于其允许短路电流容量。验算短路电流热稳定性时OPGW的允许温度,应按照制造厂提供的数据或通过实验确定,一般按200℃考虑。

当OPGW分支设计时,应全面校验短路电流容量,分支光缆应满足相应线路的技术要求。


3.4 OPGW和分流地线的选择配置

OPGW及分流地线都应满足GB 50061-2010、GB 50545-2010、GB 50665-2011及GB 50790-2013 等设计规范对地线对于机械和电气使用条件的要求,既在具有足够机械强度的同时,还具有足够的载流容量,满足热稳定要求。分流地线应能有效的分担流经地线的短路电流。OPGW和分流地线的型号及其分段配盘方案,应结合OPGW的热稳定性校验,通过技术经济比较确定。

在选择PGW及分流地线结构时,要尽量让其张力及设计弧垂特性相匹配,宜取一致。


3.5 OPGW及分流地线热稳定

a) OPGW及分流地线应满足机械强度和热稳定的要求。

具有双地线的架空输电线路,应同时校验地线组合的热稳定性,必要时可采取架设耦合线等措施。

根据《交流电气装置的接地设计规范》(GB T50065-2011)附录E,热稳定性公式如下:

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C-常数。钢芯铝线-120;钢绞线-70;铝包钢绞线-20%IACS-73、27%IACS-80 、 30%IACS-83、 35%IACS-89、40%IACS-95。

b) 计算OPGW与分流地线中的单相接地短路电流时,要考虑流经大地中的分流。一般按5~10%估计。

c) 从抗雷击的观点选择OPGW的分流地线

(1)热效应引起的断芯:雷电流通过地线引起瞬间发热,雷电流很大,达120~200kA, 但通过时间很短,几十微秒内,雷电冲击电压波波头时间1.2微秒,波尾50微秒,当雷电流幅值取200kA时,热容量仅为2kA2S。故雷电流虽大,但持续时间很短,对OPGW的热稳定不造成影响。

(2)雷击冲击断芯:由于雷电流大,作用时间短,它具有强大的电磁冲击效应,致使OPGW或分流地线发生断股、断芯。 


3.6 OPGW及分流地线的接地

OPGW要求采用专门的接地线可靠接地,不能只能利用金具作接地。在热稳定校核中,当要求地线具有分流作用时,分流地线也应可靠接地;对无分流要求的其余段地线,可采用分段绝缘单点接地方式,若采用分段绝缘单点接地方式,绝缘长度不宜超过5km。地线分段绝缘的目的主要是减少地线的能量损耗,地线能量损耗由线间环流分量和地中分量两个方面构成,线间环流分量远大于地中分量。在线路运行中只有将一根地线绝缘,既可消除线间的环流分量,从而大大降低地线的能量损耗。地线绝缘时宜使用双联绝缘子串。

为保证OPGW的运行安全,在OPGW的短路容量满足要求的情况下,推荐采用地线分段绝缘、OPGW全线直线接地的运行方式;OPGW也可以采用分段绝缘单点接地方式。

由于运行中的OPGW带有较强的感应电流,当OPGW未与变电站(所)构架采用接地线可靠连接或出现接触不良等现象时,OPGW在释放电荷过程中,在OPGW与构架见的非固定性接触处将产生电弧,造成OPGW的放电烧伤和熔化断股。为避免此类情况的发生,应将OPGW在构架顶端和中间分别采用接地线与构架进行可靠的电气连接。为保证OPGW与构架非固定接触点,消除OPGW与构架间隙放电隐患,沿构架引下的OPGW宜采用带绝缘相间垫的引下线夹,并应使OPGW与构架构件间的最近距离不小于20mm。接头盒及余缆架接地部分也宜与构架保持绝缘。另外,为减少OPGW上的感应电流,线路正常运行过程中,另一根分流地线与构架也应可靠接地。

 

OPGW的机械特性

4.1 OPGW的设计安全系数

OPGW的设计安全系数不应小于2.5,且宜大于导线的设计安全系数。

OPGW在弧垂最低点的最大张力,应按下式计算:

TmaxTP/TC

式中:

Tmax—OPGW在弧垂最低点的最大张力,N;

TP  —OPGW的额定拉断力,N;

KC—OPGW的设计安全系数。

悬挂点的设计安全系数不应小于2.25。架设在滑轮上的OPGW,还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加张力。在稀有风速或稀有覆冰验算气象条件下,OPGW在悬挂点的最大张力,不宜超过额定拉断力的66%。在同一线路上,计算条件为+15℃、无风时,OPGW与分流地线的设计弧垂特性相匹配,宜取一致。


4.2 OPGW的防振措施

OPGW的平均运行张力不宜大于额定拉断力的20%,并应根据平均运行张力的上限,采取相应的防振措施。

OPGW的年平均运行张力上限和相应的防振措施,应由OPGW和配套金具的供应商提供并负责。光缆的防震措施有防震锤及螺旋阻尼器(防震鞭)。

a) 防震锤:防振锤是一种调节频率减振器,对于大直径导线,具有非常有效的防振效果。其基本原理是动态吸收能量。通常情况下,调频率减振器都有一个特定的频率特征范围。常用用于轻冰区,安装必须配予护线条。

防震锤安装个数:

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防振锤安装距离可按如下公式计算:

S1=0.4×D×(T/M1/2mm);

S2=0.7S1;

S3=S4=S5=…=0.6S1

其中:

D―――光缆外径(mm);

T―――年平均运行张力(N);

M―――光缆的单位重量(g/mm);

注意事项:

(1)根据计算,若防振锤计算安装位置落在内绞丝上,则不必加装护线条,直接安装即可。

(2)如果防振锤计算安装位置落在OPGW光缆上,则需加装护线条,且注意护线条末端距离内绞丝末端至少50-80mm。

(3)如果防振锤计算安装位置落在外绞丝上,则直接安装在内绞丝上,且防振锤中心距离外绞丝末端为50-80mm。

b) 螺旋阻尼器(防震鞭):防振鞭(螺旋防振器)是目前常用的一种冲击型减振器,防振鞭对小缆径的输电线路和光纤线路的高频率振动的减振非常有效。防振鞭通过与线缆的撞击来消散振动能量,进而达到减弱线路振动的效果。这种类型的减振器对于小直径的导线防振非常有效,它的减振效果取决与防振鞭与导线之间质量和频率之间的关系。重冰区光缆线路的特点是冰风荷载大、材料消耗多。对重冰区的有效防振措施是采用螺旋防振器。

(1)重冰区防振措施

由于防振锤在冰层较厚的情况下会存在防振失效,另外,由于在不均匀脱冰时常伴有脱冰跳跃现象,因此采用螺旋减振器。对于线路的舞动、跳跃可起到良好的防护作用。

(2)采用防振鞭时的防振方案

防振鞭(螺旋防振器)是目前最常用的一种冲击型减振器,由耐冲击、抗老化的高强度工程塑料制成。螺旋防振器由夹紧段和减振段组成,夹紧段紧握住光缆,通过减振段与光缆的撞击来消散振动能量,进而达到减弱线路微风振动的效果。

(3)螺旋减振器的数量确定

根据线路档距来确定:

当0m<档距≤250m时,安装6根(即金具每侧安装3根)

当250m<档距≤500m时,安装10根(即金具每侧安装5根)

当500m<档距≤750m时,安装16根(即金具每侧安装8根)

当750m<档距≤1000m时,安装24根(即金具每侧安装12根)

(4)安装方法

安装方见下图:

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螺旋减振器在耐张线夹或悬垂线夹上安装位置都相同,一般第一根防振鞭装在距内绞丝末端150mm处,第二根装在距第一根防振鞭末端150mm处。这种方法为串连安装;也可以并联安装即两根叠在一起,两种安装方法效果一样。


4.3 OPGW塑性伸长处理

OPGW架设后的塑性伸长按制造厂提供的数据或通过实验确定,塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿,如无资料时,可参考线GB 50545-2010 第5.0.15条的规定执行,笔者一般降低15℃较多


4.4 OPGW其他机械特性

OPGW力学计算与架空输电线路导地线计算是一致的,在这里不再详细参数,若有问题再留言给小编或加入72468968QQ群进行交流。

 

5 OPGW的配盘(长度)计算

OPGW的配盘是设计环节中的关键部分,决定了每盘OPGW的长度。配盘与光纤接头的安排有直接关系,还决定了OPGW 的安装区间,必要时,甚至还应规定布放的方向。

5.1 OPGW配盘原则

配盘应服从线路的耐张段,为减少光纤接头,两个相邻的较小耐张段可以合并。应根据线路资料或现场勘察,尽量避免在水稻田、沼泽、水塘、山顶、深谷等不利地形处接头。应尽量选择交通便利、能方便地获取公用设施的地点安排接头。当线路中有二个及以上的90°转角或四个以上45°转角时,应尽量分盘,在这些转角塔上安排接头。


5.2 OPGW盘长

配盘应服从线路的耐张段,为减少光纤接头,两个相邻的较小耐张段可以合并。应根据线路资料或现场勘察,尽量避免在水稻田、沼泽、水塘、山顶、深谷等不利地形处接头。应尽量选择交通便利、能方便地获取公用设施的地点安排接头。当线路中有二个及以上的90°转角或四个以上45°转角时,应尽量分盘,在这些转角塔上安排接头。

在平原地区,单盘3~5km是较佳的选择,如在地形较复杂的山区,应尽量控制在3km盘长左右,以一个施工队可以在一天内放完为宜。OPGW单盘长度还取决于绞合单线的单丝直径,这是因为绞线机上的工作盘具上能容纳的单线长度是有限的。当遇有超长耐张段或最大单盘长度不能满足耐张段要求时,一种处理方法是在保持原有铝钢比、直径、截面的前提下,把单丝直径减小(为保证避雷性能,直径减小是有限度的)改为多层铠装。


5.3 OPGW配盘长度计算

根据相关制造商的经验和有关工程的实际检验表明,配盘长度可按一下公式计算:

DL=A×L+2(H+h)+2B

式中:

DL--配盘长度(m);

L--线路长度(m);

A--长度预留系数:平原:1.02~1.03;丘陵:1.03~1.04;山区:1.04~1.05;

H--光缆输入端施工滑轮离地高度(m)

h--光缆输出端施工滑轮离地高度(m)

B--牵引预留长度,通常取6~10m。

由于光缆架设的地区的地理条件不同,制造长度应根据具体情况确定。OPGW每盘长度受制造、运输、施工及沿线场地的限值,一般在5km以内。


5.4 OPGW光缆的预留长度

光缆在维修工程中,重新接头盒局部移动时需要伸长光缆。因此,在施工中应在适当地方进行预留,这个预留长度应在光缆设计长度中给予考虑。

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在光缆工程中通常采用两种预留方式,一种是普通的预留方式(上图a),既在杆上作伸缩弯,在地形比较开阔的地区,多采用这种方式,预留长度在5m以内;另一种是盘式方式,当受地形限制或预留长度大于5m时,可采用这种方式。盘六的弯曲的半径R应不小于光缆的允许半径,光缆的最小弯曲半径应不小于光直径的20倍。一般架空架设与管道敷设的光缆预留长度在6~12m。

 

6 OPGW光缆金具

6.1 OPGW金具的配置

OPGW必须采用专用的预绞式金具。耐张金具的额定破坏强度和握着力均大于95%RTS,在此张力下,金具与OPGW不允许有相对滑移。耐张金具预绞丝的内径与光缆外径是直接相关的,应重视光缆的外径公差,金具预绞丝的内径应尽量按OPGW外径负公差配置。悬垂(不包括悬垂耐张)金具对光缆的握着力(水平方向滑动负荷)一般为10~20%RTS。

在金具配置和选用中,终端杆塔选用1套/基耐张线夹,耐张塔选用2套/基耐张线夹,直线杆塔选用1套/基悬垂线夹。


6.2 金具的设计安全系数

金具的安全系数应符合送电线路相应设计规程的要求。对于一般线路,金具强度的安全系数不应小于下列数值(GB 50545-2010 6.03条):

最大使用荷载情况          2.5

断线、断联、验算情况      1.5

对于大跨越线路,金具强度的安全系数不应小下列数值(DL/T 5485-2013  8.0.2条):

运行情况            3.0

断线情况            2.0

验算情况            1.5


6.3 OPGW悬垂金具串

OPGW悬垂金具串用来将OPGW吊挂于直线杆塔上,应采用预绞丝型悬垂线夹,预绞丝型悬垂线它们分单悬垂线夹与双悬垂线夹悬垂金具串必须满足荷载的要求和线路设计对短路电流的要求

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单悬垂线夹

单悬垂线夹技术特点是双层结构对于长时间不平衡负载运行光缆起到更大的保护作用,有较好的动态应力承受能力,同时还能提高握力。由于悬垂线夹接触面积大,应力分布均匀,无应力集中点,增强了线缆安装点的刚度,对光缆起了很好的保护作用。所选用的材料有强的抗腐蚀性、抗氧化性和耐老化性,大大延长了使用寿命。结构简单,安装很方便,不需要专用工具,免维护。


【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计双悬垂线夹

双悬垂线夹主要适合于大跨距的江河,高落差的山谷等特殊地方,OPGW和ADSS线路转角25°~60°的杆塔上。

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6.4 OPGW耐张金具串

OPGW耐张金具串用来承受OPGW张力,将OPGW连接至耐张杆塔上,一般采用预绞丝型耐张线夹。耐张金具串必须满足荷载的要求和线路设计对短路电流的要求

 

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OPGW耐张金具采用内、外绞丝之间加金钢砂结构,以增加摩擦力,对光缆有良好的保护作用和阻尼效果,减轻由于舞动对光缆的破坏。由于接触面积大,应力分布均匀,无应力集中点,对光缆起了很好的保护作用。 所选用的材料具有很强的抗腐蚀性、抗氧化性和耐老化性。 结构简单,安装很方便,不需要专用工具,免维护。


6.5 OPGW防振锤()

OPGW防振锤用来控制由风引起的OPGW的微风振动。防振锤本身不得产生对OPGW造成损害的应力集中,在OPGW上的安装位置应使用护线条。

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冰区防振措施采用螺旋阻尼器(防震鞭)。螺旋阻尼器,工程上俗称防震鞭。是一种线路保护装置,它是为了消除或降低光缆在运行时在层流风的作用下产生的震动,以防止金具及光缆的损坏。螺旋阻尼器一般由高强度的PVC材料制成螺旋管状。其中孔径小的一段称为加紧段,孔径大的称为减震段。

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引起光缆震动的因素有:档距的长短、张力的大小、风速、风向、地形地貌及光缆的结构尺寸等。


6.6 OPGW接地引下线

OPGW应可靠接地,有分流要求的另一根地线也应可靠接地。

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OPGW悬垂串和耐张串均需有接地引线,接地引线与OPGW和杆塔均应有良好牢固的机械和电气联接。

OPGW接入变电站构架时,OPGW与变电站构架顶端的接地网连接点之间应用接地线可靠连接,接地线截面积与OPGW截面积相同。另外,在OPGW接续盒与构架顶端的接地点之间适当位置间,将OPGW与变电站构架横向金属平台构件接地网连接点或变电站内地面接地网连接点之间用接地线可靠连接,保证OPGW与变电站接地网有可靠的第二接地点,接地线截面与OPGW截面相同。


6.7 OPGW接头盒和引下线

OPGW接头盒应便于在输电线路杆塔上安装和维护,且易于熔接操作。

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线路中的接头盒应安装在指定塔上,并安装在离地面7m以上的位置,防止兽类鸟类或人为的破坏。变电站构架侧的接头盒宜安装在构架支柱上,安装位置应宜于运行人员操作,其与站内带电设备之间的距离应满足相关规程规范的要求。

【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计

铁塔OPGW光纤的引下线夹应装设在无脚钉的塔腿上;耐张塔两侧的光纤通过双槽引下线夹引下至接线盒联通;引下线夹的安装间隔距离为:对于横担部分约为1米,对于塔身部分约为1.5米;前后侧光纤引下线沿地线横担下斜面主材进入塔身内侧,引至离地面7~9 m的横隔面后,将余缆盘在余缆架里,余缆弯曲半径大于2 倍允许弯曲半径;光纤引下线无硬弯、折角,引下线、余缆架、接线盒安装牢固。OPGW引下线在弯曲处的允许弯曲半径应不小于厂家提供的数值。

构架的OPGW光纤的引线抱箍应装设在构架上;光缆通过引下线夹引至离地2.5m处余缆架待熔接;引下线夹的安装间隔距离为1.5米,转弯处可适当调整安装距离;注意引下线夹应安装牢固,确保OPGW不碰触钢材;



6.8 OPGW余缆架

OPGW余缆架要求便于在输电线路杆塔上安装和维护。余缆架的最小盘绕直径不应小于OPGW厂家提供的数值。 

【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计


6.9 OPGW光缆配线架(ODF)

光缆配线架用于光缆进局后光缆分纤与FC/PC单芯光纤的连接与分配,用适配器对光路进行配线及调度。其技术要求应符合YD/T 778-2011 《光纤配线架》相关规定。

引入光缆进入机架时,其弯曲半径应不小于光缆直径的15倍。光缆光纤穿过金属板孔及沿结构件锐边转弯时,应装保护套及衬垫。光纤、尾纤无论处于何处弯曲时,其弯曲半径应不小于37.5mm。

 

7 构架至ODF架导引光缆选型设计

7.1 导引光缆的选型与结构

变电站(所)构架至通信机房的ODF架光缆宜选用非金属(强电的场合)、阻燃性好(变电站防火要求)、层绞式光缆,一般采用GYFTZY非金属阻燃光缆,如下图。

【技术分享】光纤复合架空地线OPGW光缆线路设计

图中数字表示:

光缆介质中心加强件:用玻纤增强塑料(FRP制作的具有高抗拉强度的绝缘棒体,其拉伸杨氏模量不低于50Gpa,弯曲杨氏模量不低于45Gpa,延伸率不小于2%在光缆的制造长度内,不允许有接头。

光纤

松套管:由高弹性热塑料材料制造的松套缓冲管内含有多根光纤,管内充满阻水复合物,具有很高的防水防潮性能。

填充件:由高弹性热塑料材料制造,其颜色应与松套管区分开来,并能替代缆芯中的松套管。松套管和填充件单层绞合在中心加强件周围。

缆芯阻水:采用膨胀材料防止缆芯纵向水侵入。

绕包缆芯:绞合后的缆芯用防潮带绕包扎紧,进一步加强光缆的防潮性能。

内护套:用聚乙烯挤压而成,紧包光缆光纤

光缆加强件:是扭平衡光缆加强件,用高模量、负膨胀系数芳纶丝螺旋绕绞在内护套上而成,相邻芳纶绞合方向应相反,最外层应右旋。其杨氏模量不低于90Gpa,在光缆的制造长度内,每束芳纶不允许有接头。

外护套:采用阻燃/耐啮蚀聚乙烯材料


7.2 导引光缆的敷设

非金属导引光缆宜置于半硬塑料套(PE或PVC材质)内,敷设厂站内电缆沟电缆托架上,为避免错位应每隔2m左右固定一次,并保证光缆的静态弯曲半径不小于光缆20倍光缆直径,施工过程中的动态弯曲半径不小于20倍光缆直径。如需采用单层铠装结构的导引光缆,设计时要考虑保证的两端良好接地,适当时还要中间接地或多点接地,并保证电流不被引入通信设备端。


本文除开参考文中提到的规程规范外,还参考了广东电网《光纤复合架空地线设计深度和技术规定》及云南电力设计院编著的《电力系统光纤通信线路设计》。

 

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