输电线路OPGW设计存在的问题及对策研究

杨浩波

摘 要：随着我国电力建设的不断发展，电网调度及通信要求越来越高，OPGW在输电线路架设也会非常普遍。但相关的型号定型、设计及施工等规范和标准还不是很完善。本文结合笔者多年的设计经验，对设计过程中存在的问题及对策进行研究，以供相关设计人员参考。

关键词：OPGW设计；问题；对策

OPGW光缆主要适用于新建架空线路或更换旧地线使用，在保持地线功能和性能不变的基础上，开辟了较好的传输通道。

在工程实践过程中，设计人员对选型问题、提高抗雷击能力及防雷措施问题、覆冰断线问题、分流地线、接入变电站构架、配套金具选择、配盘、接续和架线等还存在一些问题和疑问，且执行的原则有差异。本文结合笔者多年的设计经验，并参考国内其他工程实践和问题处理的相关研究资料，对此提出一些对策，以供输电线路电气专业人员参考。

1 OPGW选型问题

1.1 OPGW选型存在的问题

对于输电线路电气專业设计人员，主要是对OPGW的结构技术参数进行选择，在截面、材料、导电率、单丝根数、单丝直径、外层单丝直径、外径、重量、额定拉断力、直流电阻、允许短路电流容量（短路电流）、弹性模量、线膨胀系数等方面，每个具体参数的取值都需要有个原则、标准。但在实际工作中，因为没有标准参数，导致设计参数千差万别，给设计、招标、加工及施工运行带来一系列问题。

1.2 OPGW 选型的原则

OPGW作为架空地线，首先应具有传输信号的功能，还需具有下列特性。

（1）具有足够的强度，不宜过粗，单重不应过大，弧垂和另一根地线应基本一致。

（2）安全系数应不小于3.0，从经验来看取3.5～4.0比较适宜，通信效果无变化。

（3）具有良好的防振性能，平均运行张力上限不低于20%。

（4）雷击时，不影响通信质量，不应发生断股。

（5）允许短路电流。允许短路电流一般由光缆厂家提供，短路电流宜按变电站设备限值选。

1.3 OPGW 形式选择

OPGW的光纤布置方式有“紧套形式”和“松套形式”两种。而“松套”形式中的光纤一般情况下不受力，工程中均选择“松套”形式的OPGW。

2 提高OPGW抗雷击性能及防雷措施问题

2.1 OPGW 防雷措施

（1）应尽可能减小杆塔的接地电阻；

（2）OPGW 的高度应尽量略低于另一根地线；

（3）在雷电较强地区，另一根直流电阻选择时要与OPGW匹配。

2.2 OPGW雷击断股原因及提高耐雷的措施

（1）OPGW雷击断股原因

分析最有可能的情况是高温熔蚀，外层单丝被高温熔断，或在熔融后被拉断。

（2）提高耐雷的措施

①外层单丝直径要大于2.75 mm；

②外层单丝选用铝包钢单丝等熔点较高的材料；

③外层单丝直径宜大于内层单丝；

④全部选用铝包钢线；

⑤在重雷区全线选用大直径且外层单丝直径应大于3.0 mm。

3 OPGW覆冰断线问题

3.1 覆冰断线事故

2015年，山西外送京津唐电网的输电线路因线路OPGW覆冰断线，发生“N-5”的重大事故。

3.2 防止覆冰断线的措施

（1）设计单位对覆冰段校核，不满足要求段重新设计，采取加塔或改线方案；

（2）设计时加大导线相间的距离；

（3）采用全铝包钢线，加大抗拉强度；

（4）加装线路在线监测，以便制定实际可行的防范措施。

4 OPGW接入变电站构架问题

4.1 问题分析

从对故障点的资料分析，OPGW接入变电站构架时，存在未与变电站接地网连接，与构架接地网连接的面积过小或接触不良，从构架顶部引下时与构架有非固定性接触的现象。

4.2 技术措施

针对历年OPGW引下中发生的故障，提出技术措施的主要细则如下：

（1）为了避免水渗入保护管内，管头用封堵帽或防火泥封堵，并在空隙填充一定的封堵材料；

（2）进入变电站构架时，要求用接地线与变电站构架顶端的接地网连接点可靠连接；

（3）在引下OPGW接续盒与顶端的OPGW第一接地点的适当位置，要求用接地线将其与变电站内接地网连接点，或与变电站构架横向金属构件接地网连接点可靠连接；

（4）出现电弧烧伤接地线的线耳有效接触面积小，应尽量采用有效接触面积大的线耳；

（5）从构架引下的OPGW，推荐采用带绝缘胶垫的线夹进行固定，引下部分OPGW外体与构架之间，应保持30mm以上的距离；

（6）OPGW对应侧线路地线，必须与构架接地网之间用接地线进行可靠连接。

5 OPGW配盘和接续

OPGW受线路生产运输条件的限制，线路约5km就需要做一次接头，实际加工长度不大于6km。接续一般选择在耐张杆塔上进行，有时也可以在直线杆塔上开耐张。在每个接续位置，现在不同设计人员留的余缆架数量能相差一倍，结合工程经验实际每处接头，有一个余缆架即可。

在实际配盘中，要考虑加工长度限制，跨越不能太多，受跨越手续及时间限制，不宜在同一个盘中跨越重要的公路、铁路或电力线路等。线长计算每个人取的系数、所加的施工余长和计算方法不一样，导致订货长度不标准。一般是裕度大，导致浪费；更严重的是长度不足，整个耐张段无法使用。

OGPW的弧垂值同架空线一样，使用悬链线方程进行计算。在实际工程中，一般平丘地形，考虑比路径长度增加1.5 %就可以，山区为3%，大山区可取5%；对于变电站进出线档等放松档，则要计算确定。每盘OPGW从施工方面考虑，为了接续还要留有两端的耐张塔全高。在实际设计中，可将各种因素，如地形、耐张段长度、盘内耐张塔数量、两端耐张塔高度等因素都考虑进去，设计简单的EXCEL表格进行计算，方便实用，过程清晰。

参考文献

[1]殷伟斌.500 kV 线路光纤复合架空地线断股原因分析[J].华东电力，2005，33（9）：652-655.