淺談光纖復(fù)合架空相線技術(shù)應(yīng)用

朱佳麗

（第九采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，大慶　163000）

1　光纖復(fù)合架空相線技術(shù)特點(diǎn)

1.1　技術(shù)概述

復(fù)合線路選擇的是架空電力線路中的相線。我國(guó)從90年代初開(kāi)始在全國(guó)各電網(wǎng)110kV及以上線路上不斷的推廣應(yīng)用。但是對(duì)于35kV及以下等級(jí)的架空電力線路則由于沒(méi)有全線敷設(shè)的架空地線，導(dǎo)致無(wú)法架設(shè)。為此，將光纖單元復(fù)合在輸電線路架空相線中，形成一種用于電力通信的新型特種電力光纜。它能解決35kV以下等級(jí)的架空電力線路使用電力通信架空地線受限問(wèn)題。能經(jīng)濟(jì)地利用原有桿塔和線路資源，在推進(jìn)電力光纖傳輸網(wǎng)向中低壓電力網(wǎng)延伸中具有廣闊的應(yīng)用前景。

1.2　改造原理

從35kV及以下架空電力線路的相線入手，將光纖單元復(fù)合在相線中，形成具有電力架空相線和通信能力雙重功能的電力特種光纜。將傳統(tǒng)輸電導(dǎo)線中的一根或多根鋼絲替換為不銹鋼管光單元，使鋼管光單元與（鋁包）鋼線、鋁（合金）線共同絞合形成復(fù)合線，用其替代三相導(dǎo)線中的某一相導(dǎo)線，形成由兩根導(dǎo)線和一根復(fù)合線路組合而成的三相電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通電和通信雙重功能融合。

2　主要研究?jī)?nèi)容及具體實(shí)施

將光纖單元與輸電線路架空相線合線，能解決35kV以下等級(jí)的架空電力線路使用電力通信地線合線受限問(wèn)題。

2.1　研究?jī)?nèi)容

一是研究新型線纜結(jié)構(gòu)，確保其機(jī)械特性、光特性滿足合線及傳輸需求。保證電力光纜機(jī)械特性和電氣特性與正常的相線基本保持一致，既要保證電力光纜在直徑、重量、截面等機(jī)械性能參數(shù)方面與相鄰導(dǎo)線的參數(shù)相符，同時(shí)載流量和直流電阻等電氣特性也應(yīng)與相鄰導(dǎo)線相似，以避免遠(yuǎn)端電壓變化而保持三相平衡。

二是研究高壓隔離絕緣技術(shù)。由于電流和通信信號(hào)是在一根線纜中傳輸，所以要求在接頭盒中采用“高壓隔離絕緣”技術(shù)和光電分離技術(shù)，安全可靠地隔離高電壓和信號(hào)。

三是開(kāi)展電力光纜架設(shè)研究。鑒于光纖具有怕擠壓、折斷、扭轉(zhuǎn)、受潮等特性，一旦相導(dǎo)線損壞或光纖斷裂，將造成損失。因此施工時(shí)不能大力拖拉和過(guò)度彎轉(zhuǎn)，需使用特殊的線夾、金具及接線盒來(lái)避免受擠壓、濕度及振動(dòng)等的影響。

2.2　具體實(shí)施

2.2.1電力-通信匹配合線技術(shù)

由于10（6）kV輸電線路都采用三相輸電，導(dǎo)線為普通鋁絞線。為了提高通信傳輸可靠性，優(yōu)化電力和通信同桿架設(shè)方式，開(kāi)展合線傳輸技術(shù)研究，將一相中的一根鋁線用新型光纖單元進(jìn)行替換。

實(shí)施地點(diǎn)：某含聯(lián)合污泥處理站。該站目前均無(wú)網(wǎng)絡(luò)，供電使用一座柱上變壓器。就近A控制中心部有網(wǎng)絡(luò)。線路總長(zhǎng)5km。

線路部分改造：從A控制中心已建交換機(jī)引出光纜，埋地敷設(shè)到新建電力通信合線架空線路，電力線路引自就近6kV線路。新建電力通信合線敷設(shè)到聯(lián)合處理站已建變壓器。在合線末端將光電分離，光纜引至值班室觀測(cè)通信傳輸情況，電力線引至已建變壓器觀測(cè)電力傳輸情況。

經(jīng)檢測(cè)：光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃p不大于0.36dB/km，機(jī)械特性和電氣特性與相鄰導(dǎo)線一致。檢測(cè)常規(guī)光學(xué)性能符合要求，并在線路投運(yùn)前進(jìn)行了絕緣電阻等線路參數(shù)測(cè)試，確保其滿足了送電規(guī)定。此外，經(jīng)計(jì)算此段10km的電力-通信共線架設(shè)設(shè)備材料及安裝費(fèi)用比電力通信分開(kāi)架設(shè)費(fèi)用降低了8%。

2.2.2高壓隔離絕緣技術(shù)

合線接頭盒。電力通信合線的接頭盒涉及到高壓絕緣、光纖接續(xù)及光電分離。為此改造普通接頭盒為中間型、中間引下型和終端型。中間型：線路之間連接用；中間引下型：線路之間引出光纜用；終端型：線路的起始兩端用。接續(xù)方法基本同于普通光纜的接續(xù)，因其與高電壓等級(jí)線路同桿架設(shè)，接續(xù)盒除了應(yīng)具備良好的防水防潮性及一定的機(jī)械性能外，同時(shí)也需具備一定的抗電腐蝕能力。同時(shí)采用同樣電壓等級(jí)的硅橡膠復(fù)合絕緣子實(shí)現(xiàn)與桿塔以及上下盒體間的高壓隔離絕緣“電斷光不斷”。由于以往線路真空開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)常因電力線路故障檢修而投切，為此設(shè)計(jì)采用兩個(gè)接頭盒完成光電接續(xù)。將兩端電力通信合線中的光纖分別接入兩只接頭盒，再將兩只接頭盒之間采用非金屬光纜進(jìn)行連接，從而在真空斷路器動(dòng)作及隔離開(kāi)關(guān)投切時(shí)實(shí)現(xiàn)。

2.2.3架設(shè)和修復(fù)工具

金具改進(jìn)：針對(duì)輸電導(dǎo)線施工時(shí)所用的壓接卡式金具受力面積太小會(huì)導(dǎo)致光纖不銹鋼管受壓變形，影響光纖通信，設(shè)計(jì)了受力均勻的特殊耐張線夾。

將普通的線夾更換為受力均勻的特殊耐張線夾即預(yù)絞式耐張線夾。預(yù)絞絲雙腿形成的管狀結(jié)構(gòu)，自然纏繞在導(dǎo)線上。這種方式比傳統(tǒng)螺栓型線夾強(qiáng)度高、握力可靠；對(duì)導(dǎo)線應(yīng)力分布均勻，不損傷導(dǎo)線，提高了導(dǎo)線抗振能力，大大延長(zhǎng)導(dǎo)線使用的壽命，同時(shí)安裝簡(jiǎn)單，一定程度縮短了施工時(shí)間。

3　結(jié)論及認(rèn)識(shí)

光纖復(fù)合架空相線有效解決了電力通信線路的通道日趨緊張的問(wèn)題。利用分布廣泛的電力線路通道傳輸通信，即可以減少占地，節(jié)省建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，也擴(kuò)大了通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋率，使網(wǎng)絡(luò)具有良好的擴(kuò)展性、靈活性、可靠性。

[1]謝書(shū)鴻，楊日勝，劉寧.電力特種光纜應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[N].國(guó)家電網(wǎng)報(bào)，2011（12）.