OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法
技术领域
本发明属于高压输电线路领域,具体涉及一种OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法。
背景技术
目前,我国高压、超高压输电线路大部分采用OPGW光缆(Optical Fiber CompositeOverhead Ground Wire,全称“光纤复合架空地线”)和普通地线配合使用的方法对输电线路进行保护。普通地线通常采用分段绝缘单点接地单点接地单点接地的运行方式,OPGW为保护其通讯功能,光纤不能断开,一直以来只能采用逐塔接地的运行方式。这种逐塔接地的运行方式是通过钢绞线对普通的杆塔互联来实现的。
正常运行情况下,导线周围会产生电磁场,地线与导线之间会产生电磁和静电场耦合,由于地线至各相导线的距离一般不相等,它们之间的互感就有差别。因此,在地线上感应产生沿线分布的纵向感应电动势和静电感应电压。OPGW光缆因其兼具通讯功能,一直采用逐塔接地的方式,这样在OPGW光缆与大地间形成回路,在OPGW光缆中长期存在能量损耗。据统计,一条500kV双回线路OPGW一年损耗电能约230万千瓦时。因此,改变OPGW的运行方式,使导线在OPGW上的感应电流无法形成回路,降低感应电流的损耗对输电线路有着非常重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的目的在于提出一种可以减少环流损耗的OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的:
一种OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法,其特征在于:将OPGW光缆分为若干个盘长段,每个OPGW光缆盘长段内具有若干杆塔:其中间有一基杆塔通过预绞丝线夹与OPGW光缆连接并接地,其余杆塔均通过悬垂绝缘子串与OPGW光缆相连;每两个相邻的盘长段在接续塔上进行接续,位于接续塔两侧待接续的两根OPGW光缆分别通过耐张绝缘子串悬挂在接续塔的地线横担上,经引下线夹将两根OPGW光缆引至接续塔塔身的横隔面处,并分别接入位于接续塔塔身上的接续盒中进行接续。
其中,所述引下线夹固定于接续塔的塔身主材上,所述接续盒固定于接续塔塔身的横隔面上。
其中,所述接续塔为耐张塔或可进行接续的直线塔。
其中,所述接续盒包括绞线剥离器、熔接单元、绝缘部分和保护间隙部分,所述熔接单元包括两个上、下对称设置在绝缘部分两端的熔接盒,每个熔接盒上均连接有一绞线剥离器,所述保护间隙部分通过抱箍与绝缘部分相连接。
其中,所述绞线剥离器包括线夹、密封螺母、固定螺母以及套设于线夹外部的套筒,所述线夹的内部设有用于夹持OPGW光缆的通道和供OPGW光缆中的光纤I穿过的通孔,所述线夹通过固定螺母固定于熔接单元上,所述线夹的一端置于熔接单元外部、其另一端置于熔接单元内部,置于熔接单元内部的线夹端部设有一密封螺母。
其中,所述套筒的内部对称设有用于固定OPGW光缆的螺栓。
其中,所述熔接单元的熔接盒包括盒体、盒盖和集纤盘,所述集纤盘通过支柱固定于盒体内,所述盒体的底部中心处设有一个供预埋在绝缘部分中的光纤II通过的圆孔。
其中,所述绝缘部分包括中空复合绝缘子和法兰,所述中空复合绝缘子内预埋有与OPGW光缆中的光纤I进行熔接的光纤II,所述法兰经压接固定在中空复合绝缘子上、下两侧的金属件上,且法兰通过螺栓与熔接单元的两个熔接盒相连接。
其中,所述保护间隙部分包括上电极和下电极,所述上电极和下电极通过抱箍分别固定在绝缘部分上。
其中,所述引下线夹包括绝缘子、绑线和铁塔固定架,所述铁塔固定架的一端与接续塔的塔身主材相连接、其另一端与绝缘子相连接,所述OPGW光缆通过绑线固定在绝缘子上。
本发明的有益效果在于:OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方式改进了传统的OPGW光缆在输电线路上逐塔接地的运行方式,极大地降低了感应电流损耗,为电力***带来了巨大的经济效益,进而对建设“节能、环保”型输电线路起到了积极意义。
附图说明
图1本发明运行方法的结构原理图;
图2是通过接续塔上的接续盒进行接续的结构示意图;
图3是接续盒的整体结构示意图;
图4是绞线剥离器的结构示意图;
图5是熔接单元的结构示意图;
图6是绝缘部分的结构示意图;
图7是保护间隙部分与绝缘部分相结合的主视图;
图8是保护间隙部分与绝缘部分相结合的俯视图;
图9是引下线夹的结构示意图;
其中,1-OPGW光缆(光纤复合架空地线),2-接续塔,3-杆塔,4-悬垂绝缘子串,5-耐张绝缘子串,6-接续盒,7-引下线夹,8-横隔面,9-地线横担;
61-绞线剥离器,62-熔接单元,63-绝缘部分,64-保护间隙,65-通孔,66-线夹,67-密封螺母,68-固定螺母,69-套筒,610-盒体,611-盒盖,612-集纤盘,613-中空复合绝缘子,614-法兰,615-上电极,616-下电极,617-光纤I,618-光纤II,619-通道;
71-绝缘子,72-绑线,73-铁塔固定架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的运行方法做进一步详细的说明。
本发明运行方法的原理如附图1所示,该OPGW光缆包括若干盘长段,在OPGW的一个盘长段内,仅有一基杆塔3通过普通预绞丝线夹与OPGW光缆1直接连接并接地,即图中所示接地点a,其余杆塔3均通过悬垂绝缘子4与OPGW光缆1相连。这样,在OPGW的一个盘长段内仅有一点接地,其余点均对地绝缘,导线在OPGW光缆1上产生的感应电流就无法形成回路,从而避免了环流损耗。
上述方案中相邻的两个盘长段也要彼此绝缘,如果相邻的两段OPGW接续后外包绞线依然保持导通状态,那么就会在两个盘长段的接地点之间形成环流,同样会造成损耗。然而OPGW光缆兼具通讯功能,其内部的光纤必须保证通讯畅通,因此就需要使用绝缘接续技术,每两个相邻的盘长段之间通过接续塔2进行接续,其技术方案如附图2所示,接续盒6固定在接续塔2塔身中间的横隔面8上,接续塔2两侧需要接续的OPGW光缆1通过耐张绝缘子串5悬挂在接续塔2的地线横担9上,经绝缘引下线夹7到达接续塔2的塔身中部,接续塔2两侧的OPGW光缆1分别接入绝缘接续盒6的上、下熔接盒中进行接续。如此,OPGW光缆的两个盘长段之间即保证了光纤畅通,又使外包绞线(即OPGW的铠装层)彼此绝缘,为实现OPGW分段绝缘单点接地单点接地运行方式提供了技术支撑。
本发明中的接地点a应尽量选在每个盘长段中间的杆塔上。导线在OPGW光缆1上的感应电势将随绝缘点与接地点距离的增加而升高,即绝缘点距离接地点越远,其累积的感应电势也将越高。因此,将接地点a选在每个盘长段的中间可以降低两端绝缘点的感应电势。
本发明中使用的OPGW绝缘金具主要有悬垂绝缘子串4、耐张绝缘子串5以及引下线夹7。悬垂绝缘子串4和耐张绝缘子串5分别用于杆塔3和接续塔2,接续塔2可以为耐张塔或可进行接续的直线塔;杆塔3的塔型没有限制,直线塔、耐张塔或其它类型杆塔均可。其特点是在普通OPGW预绞丝线夹中加装地线绝缘子,使OPGW光缆与塔身绝缘,地线绝缘子上带有放电保护间隙,可以释放雷电流或电力***操作过电压能量。引下线夹7的作用是将待接续的OPGW光缆1的引下线与接续塔的塔身绝缘。
本发明中接续盒6的特点是上下两个熔接盒彼此绝缘,且均与接续塔2绝缘,光纤II 618从上下熔接盒之间的绝缘子613内穿过,实现光纤接续。上下熔接盒与接续塔2之间安装有放电间隙,避免盒体受过电压损坏。
如图3所示,接续盒6主要由四部分组成:绞线剥离器61、熔接单元62、绝缘部分63和保护间隙64,其中熔接单元62分为上下两个熔接盒。
如图4所示,绞线剥离器61包括线夹66、密封螺母67、固定螺母68以及套设于线夹66外部的套筒69,线夹66的内部设有用于夹持OPGW光缆1的通道619和供OPGW光缆1中的光纤I 617穿过的通孔65,线夹66通过固定螺母68固定于熔接单元62上,线夹66的一端置于熔接单元62的外部、其另一端置于熔接单元内部,置于熔接单元内部的线夹端部设有一密封螺母67。绞线剥离器61的作用是将OPGW光缆中的光纤I 617从铠装层绞线中剥离出来,实现铠装层绞线和光纤I的光电分离目的。线夹66从盒体610的盒壁中穿过,并且在盒体610的盒体外用固定螺母68固定。待接续的OPGW光缆65在接续之前先将光纤I 617剥离出来,铠装层的末端被线夹66夹住,并通过套筒69中的螺栓将待接续的OPGW光缆1牢牢固定,而OPGW光缆中的光纤I617从线夹66中穿过,进入熔接盒内部。在安装过程中,线夹66与盒体610,线夹66与密封螺母67,OPGW光缆1与线夹66之间均有橡胶垫圈,起到密封作用。
熔接单元62的作用是OPGW光缆1中剥离出来的光纤I 617与中空复合绝缘子613中预埋的光纤II 618进行接续,并存放余缆,保证光缆通信。熔接单元62的结构图如图5所示,其主要分为上下两个熔接盒,分别对位于接续塔2两侧需要接续的OPGW光缆1进行熔接,两个熔接盒对称安装在绝缘部分63的两端,每个熔接盒包括盒体610、盒盖611和集纤盘612,集纤盘612置于盒体610内,盒体的底部中心处设有一个供预埋在绝缘部分63中的光纤II 618通过的圆孔,集纤盘612用于对光纤I和光纤II进行熔接及存放光纤余缆。盒体610内设有两个支柱,集纤盘612经两个支柱固定在盒体610内,盒体610与盒盖611通过螺栓连接,连接处盒体表面有凹槽,连接时凹槽内放入垫圈,起到密封作用。盒体610的横截面可以为正多边形或圆形。盒体的底部中心有一个圆孔,预埋在中空复合绝缘子内的光纤II 618从此圆孔进入熔接单元62内与待接续的OPGW光缆1中的光纤I 617进行接续。
绝缘部分63作用是将上下熔接盒绝缘,使得OPGW光缆1在接续的位置铠装层处于绝缘状态。其结构如图6所示,绝缘部分63主要由中空复合绝缘子613与法兰614组成,中空复合绝缘子内预埋有光纤II 618,法兰经压接固定在中空复合绝缘子上、下两侧的金属件上,且法兰通过螺栓与熔接单元62的两个熔接盒连接,接口处垫入橡胶,起密封效果。中空复合绝缘子的最小电弧距离≥100mm,公称爬电距离根据实际OPGW感应电势选取250~500mm;中空复合绝缘子的公称高度为100~200mm。中空复合绝缘子613内预埋有4m~6m光纤II 618。
保护间隙64是本发明的重要组成部分。当线路遭雷击或发生短路故障时,保护间隙能释放雷电流或电力***操作过电压能量,保护绝缘部分63免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致使OPGW光缆长期多点接地,产生损耗。其结构如图7所示,分为上电极615和下电极616,其材料选用型号为Q235的普通碳素结构钢。上、下电极采用报箍固分别定在中空复合绝缘子613的上、下两侧。放电间隙与普通底线悬垂绝缘子间隙相同,如图8所示,上电极615所在的平面与下电极616所在的平面相互平行,上、下电极615、616之间的垂直距离可根据OPGW光缆上感应电压值选取为10mm~20mm;将上电极615投影到下电极616所在的平面内,上电极的投影与下电极之间的夹角θ以60°为佳。放电间隙的上、下电极的耐弧能力不小于工频电流10kA、耐弧时间不小于0.2s、耐弧次数不小于2次。
引下线夹7的作用是使OPGW光缆1与接续塔2的塔身绝缘,实现了光缆的绝缘引下。其结构如图9所示,包括绝缘子71、绑线72和铁塔固定架73,该引下线夹通过铁塔固定架安装在铁塔的塔身主材上。铁塔固定架73选用S型铁塔固定架,该S型铁塔固定架的一端通过螺栓与接续塔2的塔身主材相连接,塔身主材的端部顶紧在S型铁塔固定架的中间折弯处,S型铁塔固定架的另一端通过螺栓与绝缘子71的下端相连接。绝缘子起到绝缘与支撑的作用,通过绝缘子可以将OPGW光缆1的引下线与接续塔2的塔身主材绝缘,从而便于实现OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方式。绝缘子71可选用瓷或者合成绝缘子,绝缘子爬电比距≥170mm,结构高度≥200mm。OPGW光缆1通过万能绑线72固定在绝缘子71的上端,由于OPGW光缆1的铠装层内包有光纤,所以OPGW光缆不宜使用刚性线夹固定,故本发明采用绑线72将OPGW光缆固定在绝缘子上,这样既是光缆得到了固定,同时又避免了光缆受到损伤。
本发明在输电线路正常运行时,OPGW光缆1处于绝缘状态,不会产生环流损耗。当线路遭受雷击或者发生短路等故障时,绝缘金具(主要有悬垂绝缘子串4、耐张绝缘子串5以及引下线夹7)以及接续盒6上的放电间隙被击穿,雷电流或过电压被释放。故障过后,放电间隙恢复电气断开状态,OPGW光缆重新进入正常运行状态。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本权利要求范围当中。