對電力系統OPGW光婪览捉拥丶夹g的探討.doc

對電力系統OPGW光纜防雷接地技術的探討摘要：在電力通信中，OPGW光纜起著至關重要的作用近年來，天生橋二級電站所轄OPGW進站通信光纜頻繁出現遭 受雷撃或電網過電壓間隙放電情況，導致OPGW光纜導線斷股 纖芯中斷故障，對電站通信業務的傳輸造成瞭極大的威脅如何 提高OPGW光纜的防雷水平，讓OPGW光纜安全可靠地為電 力通信服務，這是值得我們探討的問題本文從雷擊造成OPGW 光纜損壞的機理入手，分析瞭OPGW光纜斷股的原因，闡述瞭OPGW光纜防雷水平的改進措施，進一步提出瞭通過良好接地方式有效提高OPGW光纜防雷水平的方法關鍵詞：OPGW損壞機理耐雷擊水平接地方式中圖分類號：TN863文獻標識碼：A文章編號:1007-9416(2011)12-0035-02Abstract : In the electric power communication, OPGW cable plays a vital roleo In recent years, TianShengQiao level 2 power station and communication optical cable OPGW pit stop frequent shock or grid discharge gap over voltage, cause OPGW cable con ductor broken stocks fiber core interrupt fault, of power station communications business transmission cause great threat.o How to improve the level of lightning protect!on OPGW optical cable, optical cable for OPGW reliable for electric power communication services, this is worth us of discussion This paper,o from the lightning strike damage mechanism of the OPGW fiber optic cable, analyzes the reasons of the broken stocks OPGW fiber optic cable, this paper expounds the OPGW cable improvement measures of lightning protection level, and further puts forward through the good way to effectively improve OPGW cable grounding method of lightning protection levelKey words : OPGW Damage mechanism Lightning protection level Earthing ways1x引言光纖復合架空地線(OPGW—Optical FiberCompositeOverhead GroundW ire )兼具通信光纜與地線雙重功能，被安裝在電力架空線桿塔頂部，與ADSS光纜相比，無需考慮電磁 腐蝕、人為破壞等不利因素，OPGW以其高可靠性、優越的機 械、電氣性能及良好的經濟性和實用性得到廣泛地運用。

筆者根 據多年的運行維護經驗，就OPGW光纜的防雷接地技術問題與 大傢交流2、雷擊造成OPGW光纜損壞的機理OPGW光纜在運行中發生外層鋁合金線斷股的主要原因來自兩方面：一是工頻接地短路電流形成溫升造成的；另一個是遭 受雷擊時的雷擊電流沖擊而形成的電弧溫升造成的雷擊時，雷擊電流非常集中，其集中點處的溫度可達到600Co在此高溫下, 若OPGW光纜外層鋁合金絲的熔點與其接近，則必然會發生斷 股雷擊過程的發生，大體上可分為主放電階段和餘光階段兩個 過程(1) 主放電階段雷雲中的電荷分佈極不均勻，往往會形成幾個電荷密集中心當密集電荷區的電場強度達到2500-3000kV/m時，先導放電現象發生此時，其下行的大地電荷將分為負極性和正極性的兩種電荷雷擊的發生，95%是由 負極性電荷引發的，而隻有5%是由正電荷引發的下行先導的 雷撃電流約為100A ,其中心點的溫度可達3x104C當先導放電通道逐漸下移時，由於空氣中隨機存在的離子團 的阻擋，下行負先導在發展過程中會分成數支當負先導接近地 面或架空地線是，地面或架空地線表面將有正電荷聚集如果負先導與這些正電荷聚集點間的電場強度超過瞭其他地 方，則雷電的發展開始定向”發出向上的迎面先導。

這些迎面先 導與下行負先導中的一支相遇時，就發生強烈的“中和”過程，引 發出強度達數十到數百千安的電流這就是主放電階段此時, 將有閃電和雷鳴發生主放電階段時間極短，約為50-100/So 放電速度極快，放電時間極短的放電，將引發電弧，其溫度高達600Co這種高溫可將OPGW光纜外層鋁合金絲燒蝕、熔化或最後燒斷(2) 餘光階段主放電階段達到雲端時就結束瞭，然後，雲中 的殘餘電荷經過剛才主放電的通道向下流，成為餘光階段由於 雲中電阻很大，餘光階段的電流也不大，約數十安餘光階段的 持續時間較長，約為0.03-0.15SO餘光階段對光纜基本上無損 傷3、OPGW光纜接地方式及斷股原因分析OPGW可能的接地方式與普通地線一樣，包括逐塔接地、分段絕緣單點接地（以下簡稱單點接地）和全線絕緣3種方式OPGW和普通地線均逐塔接地時，導線電流對OPGW和普通地線產生的互感電壓將在OPGW、普通地線和大地之間形成 電流，從而產生一定的電能損耗，其中OPGW和普通地線的電 能損耗占瞭大部分因此普通地線一般改用單點接地方式減少 地，OPGW流OPGW可采用單點接地方式，此時OPGW中 將僅流過很小的靜電感應電流。

若OPGW采用全線絕緣，則線 路損耗接近零以一條500 kV同塔雙回線路為例，線路總長L為115km ,雙回導線逆相序排列並采用L/3 + L/3 + L/3反向兩次換位，每回線路正常輸送潮流功率約1150MW ,最大輸送潮流功率2400MW ,電網最大負荷利用小時數6500h ,功率因數0.95 ,對應最 大損耗小時數取5000 h ,平均檔距450m ,鐵塔接地電阻10Q ,采用OPGW - 145光纜（纜徑16mm.單位長度直流電阻0.3Q/km X JLB40・150和GJ - 100普通地線，經計算結果表 明，OPGW采用逐塔接地方式的電能損耗很大，采用單點接地或全線絕緣方式可大大降低電能損耗4、對提高OPGW光纜防雷水平的改進措施及方法在輸電線路上使用兩根相同的鍍鋅鋼絞線(或鋁包鋼絞線) 或鋼芯鋁絞線作為地線已經有幾十年的運行經驗瞭，很少發現有 雷擊斷股的情況發生然而，大面積使用普通地線配OPGW後 的雙地線系統情況就不同瞭，都是OPGW遭受雷擊以致斷股, 而與之配合的普通地線卻相安無恙，因此，有必要對OPGW與 普通地線的使用情況做一些比較(1)同一線路中普通地線的單位長度電阻總是大於OPGW。

2)同一線路中OPGW總是全線每基塔直接接地，普通地線按不同情況可以采用不同接地方式，一般除在變電站出線附近 外，普通地線側的接地點要少於OPGW側(3) 從地線到塔身的接地連接方式中，通常OPGW側的連接 電阻要小於普通地線側架空線的避雷線功能一般有引雷、充當通信通道減小系統潛 供電流等，其中最主要和最原始的作用是引雷由此不難推想， 是否因為OPGW的接地通道電阻太小，導致它比普通地線更容易遭雷擊據統計，90%左右的雷是負極性的以往的模擬、實 驗室試驗、雷擊物理過程的仿真計算以及雷電的光學照片說明, 由負雷雲向下發展的先導不是連續向下發展的，是一種超長間隙 放電通常的下行負雷擊從雷雲下部負電荷中心的某處開始，以 階梯先導的形式向地面發展下行先導從雲到地的發展分為觸發 先導、自由先導和約束先導三個階段在觸發先導階段，由於先 導離雷雲較近而離地很遠，先導的發展主要受雷雲電場和先導頭 部空間電荷電場的影響；隨著先導的向下發展，由於離雷雲和地 面都較遠，先導的發展僅受先導頭部空間電荷影響，先導的發展 具有相當的任意性，先導的發展曲曲折折，並呈現分支現象，因 而成為自由先導階段；隨著下行先導的向地面逼近，地面物體的 表面場強逐漸增強，並在某一時刻產生迎面先導放電。

當地面目 的物理的迎面放電與下行雷先導間形成貫穿型流註時，下行先導 的發展受到約束，擊穿成為必然，擊中點被確定因此OPGW 與大地良好接觸，可能就導致瞭它比普通地線更容易遭雷撃根據OPGW的接地通道電阻小的情況，也可以推想遭受雷擊後，OPGW比較容易發生斷股的原因我們以常見的電弧焊 工作做一個解釋：在電焊時，被施焊的工件先要接好地線，然後 電焊條再去接近工作，當電焊條離工件距離足夠近而且不與工件 接觸時，產生電弧，此時熱容量較小者被熔化註意，但是如果 當工件的接地線與工件接觸不良時，往往會發生電焊條與工件很 難起弧，直到焊條碰到工件，地線與工件之間產生電弧這說明 電弧發生在接觸電阻相對大的地方可以推測，因為OPGW的 接地通道導電良好，在發生雷擊前，大地與雷電的通道間電阻最 大的地方就在OPGW和雷電之間，所以雷擊時電弧則會發生在OPGW表面根據以上分析，提高OPGW耐雷水平除瞭合理選擇OPGW 的導線材料以外，更應該註意接地方式，對於雷害比較嚴重且大 地電阻率較小的地區，可以考慮在OPGW接地引線和桿塔之間 適當留點間隙，以使將燃弧點移到OPGW以外5、結語目前，除瞭根據OPGW受雷擊的原理采取常用的耐雷措施外，還有必要進一步的關註研究分流地線的配合，使之與OPGW具有相同的系統電氣性能以期降低OPGW受雷擊的概率。

接地 要確保OPGW光纜門型構架引下線與變電站接地網有兩個以上 的接地點；另外確保OPGW光纜引下線與門型構架所有金屬體 不存在非安裝性接觸點，OPGW光纜外體與所有構架之間至少 保持20mm以上的距離要求對於OPGW的防雷保護，則應從OPGW設計、工程建設、日常運行維護等方面經常關註，以提高通信的可靠性參考文獻[1] DL/T741-2001,架空送電線路運行規程[S].[2]張建明.OPGW光纜的應用[J]•光通信技W,2001,25(4):286-289.作者簡介劉宏軍，助理工程師，現在調峰調頻發電公司天生橋水力發 電總廠工作，從事電力系統通信運行維護工作18年。