高压500kV超长距离OPGW光缆架设

1 概述

根据500kV大理变光纤通信 工程在500kV厂口开关站一500kV 大理变电所的500kV线路上架设 24芯OPGW光缆.建设云南电网 公司到500kV大理变电所、大理 供电局的光纤通信系统的实际 （500kV线路长度264km,通信系 统的传输容量确定为2.5Gbit/s, 预留向10Gbit/s升级的可能）.超 长距离OPGW光缆架设和光纤中 继站的选择成为500kV大理变光 纤通信工程的控制性工程。云南

OPGW光缆和OPGW光缆金具.确 定另一根分流线的型号选择.核 实现有500kV线路的各种塔型能 否满足要求。通过分析500kV线 路沿线的地形条件.交通情况以 及耐张塔的设置情况.选择合适 的光纤通信中继站。

2 5OOkV超长距离O PGW光缆 架设研究

OPGW地线复合光缆具有架 空地线和光纤通信两个功能，因 此它必须满足送电线路规程中对 地线的全部要求.同时在机械应 力变化、温度变化和短路电流条 件下.OPGW光缆应能够满足通 信系统对光纤传输损耗的要求. 2.1 光缆短路电流容量分析

在电力线路发生接地短路 时.有部分地线返回电流通过 OPGW光缆使其发热.OPGW的 发热不能超过允许值，否则将影 响光纤传输损耗或造成对光纤的 损坏.因此.在OPGW选型时.必

统专业计算提供。（3）线路入地 总短路电流。鉴于OPGW光缆的 运行寿命一般都大于30年，同时 考虑到云南的远景规划.负荷增 长较快的情况.短路电流亦会增 加。OPGW光缆短路电流的容量 按开关开断容量的0.7考虑。（4） OPGW光缆与另一根地线的电流 分配比例。故障电流在地线中产 生的总电流在OPGW光缆及另一 根地线的分布，取决于OPGW光 缆和另一根地线的电气参数。为 保证OPGW光缆的安全运行.要 求另一根地线有较强的分流能 力.在短路及雷击事故中能有效 分流.要求另一根地线的分流比 例大于50%。（5）全线OPGW光 缆与另一根地线的电流分配。根 据短路电流实际情况和铁塔设计 荷载.一般选择3种短路电流容 量的OPGW-100、OPGW-140A 和OPGW—140B来计算OPGW 光 缆与另一根地线的电流分配.其 中OPGW-100用于轻冰区一般地 段.OPGW-140A用于变电所进出线段.OPGW—140B用于重冰 区地段和大高差.大档距地段。 2.2 OPGW光缆及另一根地线的 短路电流选型

OPGW光缆及另一根地线的 短路电流选型主要是4个方面：

（1）变电所进出线段’从短路电 流分配来看.在综合考虑OPGW 光缆运行安全.初期投资以及系 统发展等因素.在变电所进出线 段应采用分流能力较好的LGJ-95/55 或 LBGJ-120- 40AC 作为 分流地线与OPGW – 140A型光 缆配合。

（2）轻冰区一般地区段。 在轻冰区一般地段.采用钢芯铝 绞线优越性不大.且钢芯铝绞线 价格大于铝包钢绞线。因此.在 轻冰区一般地区段OPGW光缆选 用OPGW-100,分流地线采用 LBGJ—80—20AC。

（3）大档距、大 高差段。为确保OPGW光缆在大 档距、大高差条件下的安全运行， 推荐采用与重冰区段一致的 OPGW-140B,该OPGW光缆具有 截面大.拉断力大的特点。（4）重 冰区段。在重冰区段OPGW光缆 选用OPGW-140B,分流地线采用 LBGJ—100—20AC。另外，由于重 冰区主要受机械特性要求的限制. OPGW光缆的金属截面较大. OPGW的短路电流容量已不构成OPGW光缆选型的唯–控制条件。：区段宜采用紧套铝骨架型式结构

2.3 OPGW光缆结构研究

OPGW光缆结构研究主要是 4个方面：

（1）进出线段。要求 保证导.地线间距离的情况下. 安全系数均大于2.5.年平均运 行应力小于20%UTS ,满足机械 特性的要求。在相同短路电流容 量的情况下.结合工程地形起伏 情况.覆冰等具体情况.在紧套 铝管结构和松套钢管结构间进行 选择。

（2）轻冰区一般地区段。在 相同短路电流容量的情况下，结 合工程地形起伏、覆冰等具体情

况.在紧套铝管结构和松套钢管 结构间进行选择。

（3）大档距、大 高差段。为了保证OPGW的传输 性能和运行寿命.在大档距段或 高差系数大于0.3时.适当增加 OPGW受力截面.加大OPGW的 强度储备。为了不增加OPGW光缆 的种类.在大档距段采用与重冰 区段相同结构及型号的OPGW光 缆，即紧套铝管结构的OPGW光 缆。

（4）重冰区段。在重冰区段， 由于受机械特性的限制.要求 OPGW的截面较大.短路电流容量 不构成对OPGW光缆选型的限制。 重冰区段的OPGW光缆除满足送 电线路对架空地线的要求外.还 应具有足够的强度.能承受设计 覆冰并应具备一定的过载能力. 同时需保持导线与OPGW光缆间 的合理距离.以减少导线和OPGW 在不均匀覆冰以及导线脱冰跳跃 I时相互接近.造成碰线闪落事故。 .考虑到冰凌的形成与发展，与地 形条件.气象要素等因素相关.为 !保证OPGW光缆具有一定的安全 储备，在过载情况下能正常、安全 运行.过载冰消失后不对光纤及 OPGW光缆的运行产生破坏性的影 响.要求OPGW光缆在过载情况 下.即约75%的OPGW光缆额定 强度下能正常运行。因此.在重冰的OPGW光缆。

3光纤中继站选择研究

超长距离光纤通信系统的中 继站选择是否合理.对工程造 价.系统可靠性有较大影响。从 500kV线路经过地区的地形情况 看.地形较复杂.交通条件差.光 纤中继站的选择较困难.目前国 内尚无成熟的选择方法。因此. 特结合云南实际从7个方面来选 择光纤中继站：（1）同输电线路的电气专业联系.确定线路中部 I有那些铁塔是耐张塔和直线可开 断塔.一般先选择3-5基塔。（2） ‘熟悉输电线路在1 /50000军用地 ‘形图上的路径.熟悉输电线路经 过地区的地形情况。（3） 了解输 电线路经过地区电力系统单位的 通信需求.以及现有光缆路由情 况。（4） 了解输电线路经过地区 的公路交通情况。（5）结合以上 :情况初步选择2-3个可行的耐张 I塔作为备选中继站点。通过分析 !上述情况.初步选择BN97 （位于 母鲁打）.BN118 （位于蒙恩哨）， BN123 （位于外桃源）3基耐张塔 作为备选中继站点。（6）对所有 备选中继站点进行现场踏勘。先 后组织相关专业人员对上述3个备选点进行了现场踏勘.对这些 点需新建的道路长度JOkV供电 线路的可靠性.需新建的10kV供 电线路长度.周围的供水情况、 周围的治安情况等进行了解。通 过踏勘比较各方面的情况.认为 选择BN118塔建设本工程的光纤 中继站比较合适.在BN118塔建 设本光纤中继站需新建道路最 短.需新建的10kV供电线路最 短。兼顾楚雄供电局的通信，只 需要建设2.5km的普通光缆.接入现有的2 2 0k V谢家河变— 220kV元谋变的12芯ADSS光缆， 即可解决楚雄供电局至省公司的 大容量的通信问题。

（7）计算备 选中继站各传输段的色散.损耗 是否满足要求。

随着500kV交流输电技术和 直流输电技术的大量使用.电力 长距离光纤传输将会越来越多. 500kV超长距离OPGW光缆架设 和光纤中继站将大量出现。本成 果对在500kV及以上交.直流送 电线路建设光纤传输系统具有明 显的理论与实践意义。