OPPC光纜在中低壓電網(wǎng)通信中的應(yīng)用
OPPC光纜在中低壓電網(wǎng)通信中的應(yīng)用
海南電力設(shè)計研究院 王志進(jìn)
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(luò)的需要和現(xiàn)狀，提出采用OPPC光纜新技術(shù)解決方案，建設(shè)中低壓電網(wǎng)OPPC光纜通信網(wǎng)。
關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合，開創(chuàng)了信息時代的新紀(jì)元。無線通信、光纖通信、交換和路由等新技術(shù)和新設(shè)備層出不窮，創(chuàng)建了通信技術(shù)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(diǎn)，被廣泛應(yīng)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(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)、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(diǎn)。隨著城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)和改造工作繼續(xù)進(jìn)行，中低壓電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)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(yīng)用光纖通信，為調(diào)度自動化業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(fù)合地線。為了使新?lián)Q的OPGW光纜復(fù)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(yàn)算，塔頭地線掛點(diǎn)還要做補(bǔ)強(qiáng)處理，這就要增加很多設(shè)計量和施工量，還需要停電進(jìn)行施工，對運(yùn)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(dǎo)線的線間距離，就要增加塔頭的拉力，才能達(dá)到原有地線和導(dǎo)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(shè)地線，無法沿線路架設(shè)OPGW光纜復(fù)合地線，只有在導(dǎo)線下架設(shè)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(jìn)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(shè)計研究院提出了解決方案，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況，決定另外采用架設(shè)OPPC光纜來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度通信。
2.1 OPPC光纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
光纖復(fù)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(fù)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(shè)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(shù)比較接近，在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中以合適的方法加入光纖單元，就成為光纖復(fù)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(shè)計院承擔(dān)的東方感城35kV輸變電擴(kuò)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(jié)合設(shè)備，如果在圍墻外終端桿處立戶外載波結(jié)合設(shè)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(diǎn)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(jìn)到控制室內(nèi)，不需要在站內(nèi)或站外立戶外載波結(jié)合設(shè)備。
由于兩回35kV線路不架地線，無法架設(shè)OPGW光纜，而且該線路跨越、交叉較多，如果架設(shè)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(shè)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(shí)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(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)
首先，OPPC需傳導(dǎo)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(dǎo)線的弧垂張力特性保持一致，OPPC的直徑、重量、截面和機(jī)械特性等參數(shù) 應(yīng)盡量與相鄰導(dǎo)線的參數(shù)相符；與此同時，OPPC的直流電阻也應(yīng)與相鄰導(dǎo)線相似，以避免遠(yuǎn)端電壓變化并保持三相平衡。在架設(shè)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(dǎo)線型號。為了保持兩條相線與OPPC的機(jī)械特性和電氣特性相似，其中兩相導(dǎo)線也需要 采用與OPPC相同的預(yù)絞式電力金具。OPPC結(jié)構(gòu)選型是按照導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)選型就可能十分接近另外兩條導(dǎo)線的機(jī)電特性。
光纖單元中的光纖應(yīng)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(jié)構(gòu)伸長及運(yùn)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(yán)格。光纖單元應(yīng)具有良好的機(jī)械保護(hù)，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(yīng)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(dǎo)線，光纖的色譜要按標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shù)，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(dǎo) 電截面積應(yīng)大于相線的截面積。同時跳線的長度控制較嚴(yán)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(yīng)的鐵塔的絕緣指標(biāo)一定要達(dá)到對應(yīng)線路電壓等級的絕緣測試要求。
2.4 OPPC光纜應(yīng)用優(yōu)勢
采用OPPC新技術(shù)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(shè)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(shè)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(yīng)用前景廣闊。其優(yōu)勢如下：采用OPPC技術(shù)，優(yōu)化輸電線路設(shè)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?yàn)楣饫w復(fù)合在相線內(nèi)，沒有地線上落雷引發(fā)的OPGW 斷股、斷纖的嚴(yán)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(qiáng)的分布進(jìn)行設(shè)計。與ADSS 相比，OPPC沒有因場強(qiáng)的作用而導(dǎo)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(shè)給原有線路增加了重量、拉力，附加了額外線路負(fù)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(fù)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(jié)束語
未來建成的通信網(wǎng)絡(luò)將要求具有良好的擴(kuò)展性、靈活性、可靠性，能給話音信號、遠(yuǎn)動信號以及繼電保護(hù)提供傳輸通道，同時也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。隨著城鄉(xiāng) 中低壓電網(wǎng)改造和建設(shè)，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(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)、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(diǎn)，將被廣泛應(yīng)用。
在海南光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(yùn)行帶來很大的危害和社會經(jīng)濟(jì)損失。部分中低壓電網(wǎng)的線路沒有架地線，無法架 設(shè)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(shù)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(yīng)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。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(shí)現(xiàn)了中低壓電網(wǎng)的通信問題。觀念的創(chuàng)新、技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步對電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)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(shù)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(yùn)營以及實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的現(xiàn)代化管理服務(wù)。
關(guān)鍵詞： 農(nóng)電技術(shù)
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