OPGW光缆的选型原则以及设计原则

OPGW 光缆( 也称光纤复合架空地线) 是电力系统独有， 同时具备地线( 也称避雷线) 和光纤通信双重功能 。OPGW 光 缆作为一种新兴的信息传输通道，具有通信容量大 、 抗电磁干 扰 、 自重轻等特点，近年被广泛应用于我国电力系统中，在变 电站与调度所之间传送调度信息 、 远动信号 、 电视图像等信 息; 同时它还能满足普通地线的防雷和引流要求，为高压输电 线路提供良好的保护作用 。 目前由于 OPGW 光缆生产标准只 有企业标准，即便各个厂家的 OPGW 光缆的技术参数均分别 满足要求，但其技术参数因中标厂家不同而有所差异，中标产 品的整体特性是否能完全满足线路工程的要求还须通过设计 人员进行验算确认 。
下面就以某 220k V 高压输电线路中的一 段为例，简要讲解 OPGW 光缆设计应注意的问题 。

一 线路概况

某 220k V 线 #74 塔至 #91 塔段线路为单回路架设，线路长 度为 7350 米，导线采用双分裂 LGJ － 300 /25 型钢芯铝绞线，地 线一根为 OPGW 光缆，另一根为 JLB40 － 100 型铝包钢绞线， 该段线路共使用转角塔 3 基，直线杆塔 15 基 。 本段线路跨越 通讯线 2 处， 10k V 线 3 处，小溪 1 处，公路 3 处， 380V 线 1 处， 砖瓦厂 1 处，房子 5 幢 。 该段线路的设计气象条件组合见表 1 － 1 ，杆塔明细表见表 1 － 2。

OPGW光缆设计气象条件一览表

二 OPGW 光缆设计原则

1． OPGW 光缆工程设计必须遵循国家标准和行业标准 ( 包括电力行业标准和通信行业标准) 。
2． OPGW 光缆工程设计必须统筹兼顾本期和远期电力系 统发展的要求，做到技术先进，经济合理，安全适用，能够满足 施工和运行的要求 。
3． OPGW 光缆工程设计中所采用的产品必须使用经相关 部门试验和鉴定合格的产品，且必须为国内成熟 、 水平先进的 产品 。
4． OPGW 光缆工程设计中所采用的技术必须为适合我国 国情的国内外成熟的先进技术。

表1 － 2某220k V线#74塔～ #91塔杆塔明细表

三 OPGW 光缆选型

1． OPGW 光缆选型原则 OPGW 光缆具有光纤通信和架空地线两项功能，其选型 既要满足通信的要求，同时也要满足地线的电气及机械特性 的要求， OPGW 光缆选型主要考虑以下几个因素:
( 1 ) OPGW 内光纤及光纤单元特性 。
( 2 ) OPGW 热稳定特性 。 OPGW 热稳定特性包括系统发生单相接地时故障电流特 性及雷电流特性 。 故障电流特性即电力线发生单相接地短路 时，地线返回电流通过 OPGW 使其发热，其温升不得超过允许 值，以免造成对光纤的损坏 。 雷电流幅值虽然很大，但由于放电时间短，对 OPGW 的热 稳定一般不起控制作用 。
( 2 ) OPGW 机械及抗疲劳特性 OPGW 的机械强度及疲劳强度特性应能与另一根地线较 匹配，并能满足线路杆塔受力要求 。 根据相关规程规范规定， OPGW 在最大使用应力时，安全系数应不小于导线安全系数 。 在拉力为 70% 额定拉断力，或者在最高线温及最大短路 电流引起的伸长工况下，光纤应不受力 。
( 3 ) 送电线路特点 OPGW 应满足送电线路设计规程对地线的要求及本工程地形条件的要求 。
( 4 ) 纤芯余长确定 纤芯余长是 OPGW 的重要参数 。 在多股绞合线受拉力后 以及运行过程中，线体将发生伸长变形 。 如果纤芯余长不够， 将使光纤受力，造成光纤疲劳，引起传输衰减增加或光纤受损 等问题 。 合理确定工程中所需 OPGW 纤芯余长，使其在任何 情况下不受拉力影响，是 OPGW 设计中应考虑的重要问题之 一 。
绞合线体的伸长主要有两种形式:
1 ) 塑性伸长即蠕变( 初 伸长) ;
2 ) 运行过程中随环境条件的变化而产生的伸长 。 OPGW 的塑性伸长即蠕变与制造材料及结构有关 。 根据 其蠕变率，采用降温法补偿 。 架空线环境条件在不断变化，随着环境改变线长有伸长 缩短 。
考虑到在线路发生短路故障或受雷击时，将有较高电流 流经 OPGW ，使 OPGW 光缆的温度急剧升高 。 在 OPGW 最高 允许温度时， OPGW 线长伸长远大于正常运行时 OPGW 的线 长伸长，应予以特别注意 。