OPPC光纜在中低壓電網(wǎng)通信中的應用
OPPC光纜在中低壓電網(wǎng)通信中的應用
海南電力設計研究院 王志進
摘要：該文針對海南省電網(wǎng)系統(tǒng)中低壓電網(wǎng)發(fā)展通信網(wǎng)絡的需要和現(xiàn)狀，提出采用OPPC光纜新技術解決方案，建設中低壓電網(wǎng)OPPC光纜通信網(wǎng)。
關鍵詞：中低壓電網(wǎng)；通信需求；OPPC解決方案
中圖分類號：TM73 文獻標志碼：B 文章編號：1003-0867(2008)01-0028-02
1 中低壓電網(wǎng)通信狀況及存在問題
近年來，計算機技術和通信技術的結合，開創(chuàng)了信息時代的新紀元。無線通信、光纖通信、交換和路由等新技術和新設備層出不窮，創(chuàng)建了通信技術新時代。
光纖通信由于其容量大、保密性好、不易受電磁干擾等優(yōu)點，被廣泛應用于電力系統(tǒng)通信中，在要求越來越高的電力系統(tǒng)通信中發(fā)揮著重要的作用。光纖通信以光導纖維為傳輸媒質、光波為載波的光纖信道，具有損耗低、頻帶寬、高速、安全等諸多其他通信方式所不具備的優(yōu)點。隨著城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設和改造工作繼續(xù)進行，中低壓電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行對通信的依賴和要求越來越高，海南地區(qū)電網(wǎng)通信也在開始大量地應用光纖通信，為調(diào)度自動化業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務提供可靠、安全、大容量的通信通道。
但是目前在部分舊110kV線路改造中，需要拆掉一根舊的普通地線，換上一根新的OPGW光纜復合地線。為了使新?lián)Q的OPGW光纜復合地線與原來地線匹 配，需要收集很多桿塔資料，并且要做驗算，塔頭地線掛點還要做補強處理，這就要增加很多設計量和施工量，還需要停電進行施工，對運行工作會造成很大損失。 而且在施工中為了保持新地線與原導線的線間距離，就要增加塔頭的拉力，才能達到原有地線和導線的線間距離，這無形中就降低了原線路桿塔的安全性。
在部分35kV及10kV線路中，由于好多中低壓電網(wǎng)沒有架設地線，無法沿線路架設OPGW光纜復合地線，只有在導線下架設ADSS 光纜，在跨越、交叉的情況下無法滿足光纜對地距離要求，而且給原有線路增加了重量、拉力，附加了額外線路荷載，給線路帶來了潛在的隱患。
而且在近些年來，已建成的光纜中，有很多ADSS光纜遭遇電腐蝕現(xiàn)象和OPGW光纜招雷擊斷股斷芯的報道，以及兩種光纜及接頭盒經(jīng)常被盜的事件也時有發(fā)生。
為了克服以上的問題，解決中低壓電網(wǎng)的通信，我們進行了考查，提出了新的解決方案——OPPC光纜解決方案。
2 中低壓電網(wǎng)通信解決方案
根據(jù)海南電網(wǎng)未來發(fā)展與光纖通信可能出現(xiàn)的欠缺問題，針對中低壓電網(wǎng)的通信問題，海南電力設計研究院提出了解決方案，根據(jù)實踐經(jīng)驗以及實際情況，決定另外采用架設OPPC光纜來實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度通信。
2.1 OPPC光纜的結構特點
光纖復合相線OPPC（Optical Phase Conductor）是一種新型的電力特種光纜，是將光纖單元復合在相線中的光纜，具有相線和通信的雙重功能，主要用于110kV以下電壓等級，城郊配電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)。
在中低壓電網(wǎng)中，尤其是35 kV 以下的配電線路，有些是可不架設地線的，因此不可能安裝OPGW。在所有的電網(wǎng)中，惟有相線是必不可少的，為了滿足電力監(jiān)控或光纖聯(lián)網(wǎng)的要求，OPPC與 OPGW技術比較接近，在傳統(tǒng)的相線結構中以合適的方法加入光纖單元，就成為光纖復合相線。
2.2 中低壓電網(wǎng)通信解決方案的提出
海南電力設計院承擔的東方感城35kV輸變電擴建工程中，本期新建一間隔，并新架一回35kV線路至東方板橋35kV站。由于感城地區(qū)位于八七一電臺附近，而且靠海，雨霧天氣多，采用載波通信容易受到干擾，通信效果不理想，可靠性低，而且通信容量不大。
在瓊山三門坡35kV輸變電新建工程中，由于該站采用箱式變壓站，在終端桿處是引高壓電纜到變電站內(nèi)，如果采用載波通信的話則高頻信號在電纜中衰減很大， 而且在圍墻內(nèi)無法立阻波器、藕合電容器等戶外載波結合設備，如果在圍墻外終端桿處立戶外載波結合設備的話要考慮到征地、防盜、電纜溝的賠償?shù)榷鄠€問題。
基于以上兩35kV站點的突出矛盾，采用光纖通信能很好解決以上各個問題，光纖通信容量大、保密性好、不易受電磁干擾，對于箱式變壓站還能直接引光纜進到控制室內(nèi)，不需要在站內(nèi)或站外立戶外載波結合設備。
由于兩回35kV線路不架地線，無法架設OPGW光纜，而且該線路跨越、交叉較多，如果架設ADSS光纜造價較高，而且可靠性不高。利用線路相線資源，隨 線路架設OPPC光纜，是一個很好的解決方案，很好地解決了載波、OPGW光纜、ADSS光纜無法解決的問題，實現(xiàn)了中低壓電網(wǎng)穩(wěn)定、可靠、大容量的通信 通道。
2.3 OPPC光纜應用的關鍵技術
首先，OPPC需傳導三相系統(tǒng)中的永久性電流，有一持續(xù)溫度；其次，為了與相鄰導線的弧垂張力特性保持一致，OPPC的直徑、重量、截面和機械特性等參數(shù) 應盡量與相鄰導線的參數(shù)相符；與此同時，OPPC的直流電阻也應與相鄰導線相似，以避免遠端電壓變化并保持三相平衡。在架設中需要采用特殊的絕緣金具和特 殊的接頭盒。在新建的低壓線路中，先由線路電氣專業(yè)根據(jù)系統(tǒng)需求確定導線型號。為了保持兩條相線與OPPC的機械特性和電氣特性相似，其中兩相導線也需要 采用與OPPC相同的預絞式電力金具。OPPC結構選型是按照導線的結構，用相同尺寸的不銹鋼管光纖單元代替其中一股2.5mm2的鋁包鋼線。這樣的 OPPC結構選型就可能十分接近另外兩條導線的機電特性。
光纖單元中的光纖應有一定的余長，以保證光纖在使用中不被拉伸。對OPPC來說，由于存在放線、過滑輪、緊線造成的結構伸長及運行過程中的溫度升高產(chǎn)生的 膨脹伸長及塑性變形產(chǎn)生的蠕變伸長，因此對光纖余長要求很嚴格。光纖單元應具有良好的機械保護，保證光纖不受擠壓。為防止潮氣侵入而影響光纖的使用壽命， 光纖應置于密閉的管中，或采取其它有效的防潮措施。光纜的各種參數(shù)要接近導線，光纖的色譜要按標準配置來配。
與OPGW不同的是OPPC直接安裝在高壓系統(tǒng)中，其安裝的金具和附件（如耐張線夾，懸垂線夾和終端接頭盒）需絕緣，線夾可用于相應的絕緣耐張串或絕緣懸 垂串，光電絕緣（分離）和連接則需要特殊的技術，對施工的要求也比較高。特殊的接頭盒：安裝在兩個耐張絕緣子串間的跳線接頭盒是全金屬的，其有效的金屬導 電截面積應大于相線的截面積。同時跳線的長度控制較嚴格，必須控制接頭盒對地（塔材）的間距。在線路終端需將光電分離，通常終端接頭盒安裝在絕緣支架上。 另外，接頭盒和金具與相對應的鐵塔的絕緣指標一定要達到對應線路電壓等級的絕緣測試要求。
2.4 OPPC光纜應用優(yōu)勢
采用OPPC新技術解決了目前電力ADSS 和OPGW 光纜遭遇電腐蝕、無法滿足交叉跨越距離要求、遭雷擊、被偷盜、線損等諸多的弊端，而且更重要的是給將來建設配網(wǎng)自動化提供了線路光纜通道。利用電力系統(tǒng)輸電線路路徑資源架設OPPC光纜的方式很好地滿足了各種需求。
OPPC可以克服OPGW 和ADSS 的所有不足，應用前景廣闊。其優(yōu)勢如下：采用OPPC技術，優(yōu)化輸電線路設計，節(jié)約電能效果顯著。近幾年，我省也屢有OPGW 遭雷擊故障的現(xiàn)象或報告。OPPC因為光纖復合在相線內(nèi)，沒有地線上落雷引發(fā)的OPGW 斷股、斷纖的嚴重事故。在110 kV 與220 kV 的舊線路的改造中，因ADSS 的電腐蝕問題斷纖、斷纜之困擾，因舊線路的對地高度，跨越公路，鐵路，江河等自然環(huán)境的影響下，都需要對桿塔的高度，場強的分布進行設計。與ADSS 相比，OPPC沒有因場強的作用而導致光纜遭遇電腐蝕或引發(fā)的毀纜、斷纖等事故。ADSS 光纜的架設給原有線路增加了重量、拉力，附加了額外線路負荷，給線路帶來了潛在的隱患。與ADSS 相比，OPPC沒有給原有線路附加額外線路負荷帶來的隱患。因OPPC與接頭盒上均有高電壓，有絕對的防盜優(yōu)勢。
3 結束語
未來建成的通信網(wǎng)絡將要求具有良好的擴展性、靈活性、可靠性，能給話音信號、遠動信號以及繼電保護提供傳輸通道，同時也可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務的傳輸。隨著城鄉(xiāng) 中低壓電網(wǎng)改造和建設，舊電網(wǎng)更新，新電網(wǎng)大量建立，電力調(diào)度顯得更為重要，因此對電力通信提出了更高的要求，以前的載波通信等通信方式已很難滿足更高的 通信要求。光纖通信以光導纖維為傳輸媒質、光波為載波的光纖信道，具有損耗低、頻帶寬、高速、安全等諸多其他通信方式所不具備的優(yōu)點，將被廣泛應用。
在海南光纖通信網(wǎng)絡建設起步的這些年，有很多ADSS 光纜發(fā)生電腐蝕現(xiàn)象和OPGW 光纜遭雷擊斷股斷芯的事故，以及常有光纜接頭盒經(jīng)常被盜的事件發(fā)生，這給電網(wǎng)運行帶來很大的危害和社會經(jīng)濟損失。部分中低壓電網(wǎng)的線路沒有架地線，無法架 設OPGW 光纜，交叉跨越太多也給采用ADSS 光纜帶來一定難度。采用OPPC新技術解決了電力特種光纜遭遇電腐蝕、遭雷擊、被偷盜的弊端，也解決了沒地線架ADSS 光纜帶來的跨越交叉距離問題，而且更重要的是給將來中低壓電網(wǎng)自動化提供了線路光纖通信通道。
OPPC光纜是一種新型的電力特種光纜，它的應用在國內(nèi)屬于剛剛起步階段，目前只有深圳有第一根也是唯一的一根OPPC運行經(jīng)驗。OPPC解決了載波通 信、OPGW 光纜和ADSS 光纜在中低壓電網(wǎng)中無法解決的問題，很好地實現(xiàn)了中低壓電網(wǎng)的通信問題。觀念的創(chuàng)新、技術的創(chuàng)新與進步對電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行有很重要的、不可替代 的作用，相信隨著電網(wǎng)的發(fā)展，OPPC光纜這種新技術將會在全省得到廣泛的推廣，為電網(wǎng)的調(diào)度、電網(wǎng)自動化控制、商業(yè)化運營以及實現(xiàn)電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理服務。
關鍵詞： 農(nóng)電技術
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