OPPC技术标准化的研究与应用

徐巍峰+刘缙军+朱利锋+凌军+刘亚民+陈新安+王华秋

摘 要：光纤复合架空相线（OPPC）是将光纤单元复合在架空相线中的光缆，具有电能传输和光通信信号传输的双重功能。国网浙江省电力公司丽水供电公司结合输电线路改造，开展了OPPC在10kV输电线路的应用研究，编写了《OPPC技术标准》和《OPPC安装作业指导书》。文章主要介绍了OPPC及其智能在线监测系统在低压电网线路上的首次设计和标准化应用。随着OPPC在低压电网线路中的应用，编制规范化、专业化的OPPC应用标准，将使OPPC在更高电压等级线路上的应用得到进一步推广，同时能够为电力线路的智能化改造提供借鉴。

关键词：OPPC；技术标准化；应用研究

中图分类号：F407.61 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0176-02

目前国内常用的ADSS、OPGW、普缆三种光缆存在有使用寿命短、纤芯不足、容易被外力破坏的缺点。而光纤复合架空相线（Optical fiber composite overhead phase conductor，以下简称OPPC）同时具有相线架空与光纤通信的功能，能够有效改善这些缺点。2005年，国内首条OPPC试应用，随后OPPC在全国各地区电网系统中进行初步应用。目前国内缺乏的OPPC相应产品的完整规范和电力行业技术标准。主要由制造商和用户协商进行OPPC的检验和验收。根据相关调查与研究，目前OPPC相关的标准仍不存在。标准是科学管理的基础，是技术发展的保障。所以，要实现OPPC在智能电网建设中的信息化目标，急切需要编写完整的OPPC技术标准。

1 技术标准内容

OPPC技术标准将对光纤复合架空相线（OPPC）的定义、产品型号和标记、结构、交货长度、性能特性、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存提出标准规范要求。该技术标准将适用于OPPC，主要用于10kV～500kV电压等级的输电线路。主要内容概述如下：

（1）“范围”，主要规定标准对OPPC的定义、产品型号和标记、结构、交货长度、性能特性、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存进行了规范要求。

（2）“规范性引用文件”，主要规定对于OPPC技术标准的应用必不可少的相关文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本OPPC技术标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于OPPC技术标准。同时列出通过由OPPC技术标准的引用而成为该标准的条款。

（3）“术语和定义”，主要是为描述OPPC光缆结构和技术要求而定。介绍OPPC技术标准中的相关术语和定义，包括光纤复合架空相线（Optical fiber composite overhead phase conductor（OPPC））、光单元（optical unit）、额定抗拉强度（rated tensile strength（RTS））、最大允许拉力 （maximum allowable tension（MAT））、年平均运行张力 （everyday stress）、应变限量（strain margin）、允许载流量（allowable current capacity）、导线（conductor）、同心绞导线（concentric lay stranded conductor）、绞合方向（direction of lay）、节距（lay length）、节径比 （lay ratio）和钢比（steel ratio）。

（4）“产品型号和标记”，是技术标准不可缺少的内容，该部分对OPPC进行规范，规定OPPC型号（包括型式、规格、光纤数量和类别）和标记。内容的确定主要参照YD/T 908-2012《光缆型号命名方法》。例如：

光纤数量和类别：光纤数量代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示，当光缆中具有不同类别的光纤时，应当分别表示，中间用“+”相连。光纤类别代号表示如表1所示。

（5）“OPPC结构”，主要规定OPPC结构、光单元（包括光纤、保护管、阻水材料以及防腐油膏）、OPPC作为绞合导线的要求（包括绞合单线、表面、绞制、接头、线密度-单位长度质量、额定抗拉强度以及直流电阻）。例如：导线的绞合节径比应符合表2的规定，不锈钢管位于所有绞合层的第一层，其节径比与该层其他单丝的绞合节径比相同。

额定抗拉强度：

单一绞线（铝绞线、铝合金绞线、镀锌钢绞线、铝包钢绞线）的额定拉断力应为所有单线最小拉断力的总和。

钢或铝包钢芯铝（铝合金）绞线的额定拉断力，应为铝（铝合金）部分的拉断力与对应铝（铝合金）部分在断裂负荷下钢或铝包钢部分伸长时的拉力的总和。

为规范及实用起见钢或铝包钢部分的拉断力偏安全地规定为：按250mm标距，1%伸长时的应力确定。

铝合金芯铝绞线的额定拉断力为硬铝线部分与铝合金线部分95%的拉断力的总和。

（6）“交货长度”，规定OPPC交货盘长应为订货合同中所要求的配盘长度，不允许有负公差。

（7）“性能特性”，规定与杆塔距离、弧垂要求、冰荷、风荷和悬挂点的允许张力有关的特性参数。其他要求可由用户提出要求或双方商定。特定性能包括设计结构、OPPC的特性参数、OPPC中的光纤性能（包括光纤的衰减特性和光纤的截止波长）、机械性能（包括OPPC的抗拉性能、OPPC的应力-应变性能、过滑轮性能、风激振动性能、舞动性能以及蠕变性能）、OPPC的电气性能（包括直流电阻）以及OPPC的环境性能（包括温度衰减性能、滴流性能以及渗水性能）。例如：

光纤的衰减系数：

光纖的典型最大衰减系数在1310nm波长下为≤0.36dB/km或在1550nm波长下为≤0.22dB/km。

光纤衰减点不连续性：

在1310nm和1550nm波长时，光纤连续长度上不应有超过0.10dB的不连续点。

光纤的衰减波长特性：

对于B1光纤，在（1285-1330）nm波长范围内的衰减值，相对于1310nm波长的衰减值，应不超过0.05dB/km。

对于B1和B4光纤，在（1525-1575）nm波长范围内的衰减值，相对于1550nm波长的衰减值，应不超过0.05dB/km。

（8）“试验方法”，主要提出光缆的各项性能、试验项目应按规定的试验方法进行验证。其中包括：OPPC结构检查、光纤各项性能试验、绞合前单线性能试验、OPPC长度检查、OPPC各项机械性能试验、OPPC电气性能试验以及OPPC环境性能试验。例如：

OPPC抗拉性能试验：

a.试验方法：GB/T 1179-2008中附录B。

b.试验条件：试样长度不小于10m。

c.验收要求：在承受不小于95%RTS而无任何绞合单线破断。

注：特殊需求由用户和制造厂商根据工程需要协商。

（9）“检验规则”，参考综合了电力光缆的相关标准，主要对OPPC检验要求进行了规定。规定光缆产品检验分为出厂检验（或交收检验）和型式检验（或例行检验）。例如：

型式检验周期：

OPPC产品在下列情况之一时，应进行型式检验：

a.OPPC产品试制定型鉴定时。

b.正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时。

c.正常生产时，应每三年进行一次。

d.停产半年以上，恢复生产时。

e.出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。

f.主管质量监督机构提出进行型式检验要求时。

g.大批量产品的买方要求在验收中进行型式检验时。

（10）“包装、标志及标签、运输和储存”，主要规定光纤复合架空相线（OPPC）的包装、标志及标签、运输和储存等方面内容。

2 应用实例

OPPC技术标准的实际应用以浙江省丽水市青田县东门209线为例。浙江省丽水市青田县东门209线为青田公司局大楼至35kV城南变的一条10kV线路，该段线路在运行光缆为04年投运的12芯普通光缆，存在光缆老化、故障率高、纤芯不足、无法满足业务发展需要等问题，急需建设一条24芯光缆。该线路路由多为公路边、铁路边，线路架设环境条件复杂，杆路多为12米水泥杆，若建设ADSS光缆存在对地安全距离达不到要求，不能满足跨公路高度要求，无法解决防盗、防外力破坏等问题，且对杆塔受力有特殊要求，架设光纤复合架空相线（OPPC）将有效解决此类问题，完善青田地区南环光缆通信网和丽水地区光缆通信网。

2.1 实施内容

根据丽水青田供电公司所辖10kV东门209线实际运行情况，提出青田供电公司局大楼至35kV城南变的OPPC改造方案。将东门209线1#-51#三相导线中的一根导线改造成光纤复合架空相线（OPPC），线路全长3.2km，其中OPPC线路长度为2.734km，形成青田公司局大楼通信机房——35kV城南变的光缆通信通道。

2.2 OPPC技術标准选型应用

本工程原导线型号为：LGJ-240/30，更换为OPPC的相应型号为：OPPC-24B1-240/30。导线与OPPC的参数比较如表3所示。

从表3可以看出，该工程中设计的OPPC导线在直径、截面积、单位质量、拉断力等机械特性与光纤复合架空相线（OPPC）技术标准所规定的各项性能特性相符，同时具有普通两相导线的全部性能，在满足导电性能的同时满足通信的要求。

3 结束语

在我国电力通信网中， ADSS和OPGW两电力特种光缆已经实践应用多年，有着较为丰富和成熟的经验和相关技术标准，与其相比，OPPC应用仍然处于初级市场培育阶段，没有系统地建立相应的规范和标准，包括产品、相应附件标准和检验标准等。由于OPPC的众多优势，OPPC近年来的应用呈现上升态势，其相关的配套设备、材料、工具以及制造工艺将面临着越来越严苛的要求。技术标准的发展与科学技术的进步息息相关密不可分。OPPC技术标准遵循全面性、实用性、差异性和前瞻性的原则，从产品型号和标记、性能特性、试验方法、检验规则等方面规定了规范要求，在OPPC施工作业实践中有效提高工作成效，降低投资成本，提升整个项目实施的科学管理水平，经济和社会效益显著，在今后的光纤复合架空相线（OPPC）施工改造进程中，具有广阔的推广应用前景和意义。

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