輸電線路OPGW設計存在的問題及對策研究

楊浩波

摘 要：隨著我國電力建設的不斷發展，電網調度及通信要求越來越高，OPGW在輸電線路架設也會非常普遍。但相關的型號定型、設計及施工等規范和標準還不是很完善。本文結合筆者多年的設計經驗，對設計過程中存在的問題及對策進行研究，以供相關設計人員參考。

關鍵詞：OPGW設計；問題；對策

OPGW光纜主要適用于新建架空線路或更換舊地線使用，在保持地線功能和性能不變的基礎上，開辟了較好的傳輸通道。

在工程實踐過程中，設計人員對選型問題、提高抗雷擊能力及防雷措施問題、覆冰斷線問題、分流地線、接入變電站構架、配套金具選擇、配盤、接續和架線等還存在一些問題和疑問，且執行的原則有差異。本文結合筆者多年的設計經驗，并參考國內其他工程實踐和問題處理的相關研究資料，對此提出一些對策，以供輸電線路電氣專業人員參考。

1 OPGW選型問題

1.1 OPGW選型存在的問題

對于輸電線路電氣專業設計人員，主要是對OPGW的結構技術參數進行選擇，在截面、材料、導電率、單絲根數、單絲直徑、外層單絲直徑、外徑、重量、額定拉斷力、直流電阻、允許短路電流容量（短路電流）、彈性模量、線膨脹系數等方面，每個具體參數的取值都需要有個原則、標準。但在實際工作中，因為沒有標準參數，導致設計參數千差萬別，給設計、招標、加工及施工運行帶來一系列問題。

1.2 OPGW 選型的原則

OPGW作為架空地線，首先應具有傳輸信號的功能，還需具有下列特性。

（1）具有足夠的強度，不宜過粗，單重不應過大，弧垂和另一根地線應基本一致。

（2）安全系數應不小于3.0，從經驗來看取3.5～4.0比較適宜，通信效果無變化。

（3）具有良好的防振性能，平均運行張力上限不低于20%。

（4）雷擊時，不影響通信質量，不應發生斷股。

（5）允許短路電流。允許短路電流一般由光纜廠家提供，短路電流宜按變電站設備限值選。

1.3 OPGW 形式選擇

OPGW的光纖布置方式有“緊套形式”和“松套形式”兩種。而“松套”形式中的光纖一般情況下不受力，工程中均選擇“松套”形式的OPGW。

2 提高OPGW抗雷擊性能及防雷措施問題

2.1 OPGW 防雷措施

（1）應盡可能減小桿塔的接地電阻；

（2）OPGW 的高度應盡量略低于另一根地線；

（3）在雷電較強地區，另一根直流電阻選擇時要與OPGW匹配。

2.2 OPGW雷擊斷股原因及提高耐雷的措施

（1）OPGW雷擊斷股原因

分析最有可能的情況是高溫熔蝕，外層單絲被高溫熔斷，或在熔融后被拉斷。

（2）提高耐雷的措施

①外層單絲直徑要大于2.75 mm；

②外層單絲選用鋁包鋼單絲等熔點較高的材料；

③外層單絲直徑宜大于內層單絲；

④全部選用鋁包鋼線；

⑤在重雷區全線選用大直徑且外層單絲直徑應大于3.0 mm。

3 OPGW覆冰斷線問題

3.1 覆冰斷線事故

2015年，山西外送京津唐電網的輸電線路因線路OPGW覆冰斷線，發生“N-5”的重大事故。

3.2 防止覆冰斷線的措施

（1）設計單位對覆冰段校核，不滿足要求段重新設計，采取加塔或改線方案；

（2）設計時加大導線相間的距離；

（3）采用全鋁包鋼線，加大抗拉強度；

（4）加裝線路在線監測，以便制定實際可行的防范措施。

4 OPGW接入變電站構架問題

4.1 問題分析

從對故障點的資料分析，OPGW接入變電站構架時，存在未與變電站接地網連接，與構架接地網連接的面積過小或接觸不良，從構架頂部引下時與構架有非固定性接觸的現象。

4.2 技術措施

針對歷年OPGW引下中發生的故障，提出技術措施的主要細則如下：

（1）為了避免水滲入保護管內，管頭用封堵帽或防火泥封堵，并在空隙填充一定的封堵材料；

（2）進入變電站構架時，要求用接地線與變電站構架頂端的接地網連接點可靠連接；

（3）在引下OPGW接續盒與頂端的OPGW第一接地點的適當位置，要求用接地線將其與變電站內接地網連接點，或與變電站構架橫向金屬構件接地網連接點可靠連接；

（4）出現電弧燒傷接地線的線耳有效接觸面積小，應盡量采用有效接觸面積大的線耳；

（5）從構架引下的OPGW，推薦采用帶絕緣膠墊的線夾進行固定，引下部分OPGW外體與構架之間，應保持30mm以上的距離；

（6）OPGW對應側線路地線，必須與構架接地網之間用接地線進行可靠連接。

5 OPGW配盤和接續

OPGW受線路生產運輸條件的限制，線路約5km就需要做一次接頭，實際加工長度不大于6km。接續一般選擇在耐張桿塔上進行，有時也可以在直線桿塔上開耐張。在每個接續位置，現在不同設計人員留的余纜架數量能相差一倍，結合工程經驗實際每處接頭，有一個余纜架即可。

在實際配盤中，要考慮加工長度限制，跨越不能太多，受跨越手續及時間限制，不宜在同一個盤中跨越重要的公路、鐵路或電力線路等。線長計算每個人取的系數、所加的施工余長和計算方法不一樣，導致訂貨長度不標準。一般是裕度大，導致浪費；更嚴重的是長度不足，整個耐張段無法使用。

OGPW的弧垂值同架空線一樣，使用懸鏈線方程進行計算。在實際工程中，一般平丘地形，考慮比路徑長度增加1.5 %就可以，山區為3%，大山區可取5%；對于變電站進出線檔等放松檔，則要計算確定。每盤OPGW從施工方面考慮，為了接續還要留有兩端的耐張塔全高。在實際設計中，可將各種因素，如地形、耐張段長度、盤內耐張塔數量、兩端耐張塔高度等因素都考慮進去，設計簡單的EXCEL表格進行計算，方便實用，過程清晰。

參考文獻

[1]殷偉斌.500 kV 線路光纖復合架空地線斷股原因分析[J].華東電力，2005，33（9）：652-655.