CN102129105B - Opgw光缆分段绝缘单点接地的运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法，该方法将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。本发明对传统OPGW在输电线路上逐塔接地的运行方式进行了改进，极大降低了感应电流损耗，为电力***带来巨大经济效益，对建设节能、环保型输电线路起到积极意义。
Description
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。
Claims (5)
1.一种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（3）：其中间有一基杆塔通过预绞丝线夹与OPGW光缆（1）连接并接地，其余杆塔均通过悬垂绝缘子串（4）与OPGW光缆（1）相连；每两个相邻的盘长段在接续塔（2）上进行接续，位于接续塔（2）两侧待接续的两根OPGW光缆（1）分别通过耐张绝缘子串（5）悬挂在接续塔（2）的地线横担（9）上，经引下线夹（7）将两根OPGW光缆（1）引至接续塔（2）塔身的横隔面（8）处，并分别接入位于接续塔（2）塔身上的接续盒（6）中进行接续；
所述接续盒（6）包括绞线剥离器（61）、熔接单元（62）、绝缘部分（63）和保护间隙部分（64），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；
所述绞线剥离器（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），所述线夹（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），所述线夹（66）通过固定螺母（68）固定于熔接单元（62）上，所述线夹（66）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（67）；
所述熔接单元（62）的熔接盒包括盒体（610）、盒盖（611）和集纤盘（612），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（63）中的光纤II（618）通过的圆孔；
所述绝缘部分（63）包括中空复合绝缘子（613）和法兰（614），所述中空复合绝缘子内预埋有与OPGW光缆（1）中的光纤I（617）进行熔接的光纤II（618），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（62）的两个熔接盒相连接；
所述保护间隙部分（64）包括上电极（615）和下电极（616），所述上电极和下电极通过抱箍分别固定在绝缘部分（63）上。
2.如权利要求1所述的OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法，其特征在于：所述引下线夹（7）固定于接续塔（2）的塔身主材上，所述接续盒（6）固定于接续塔（2）塔身的横隔面（8）上。
3.如权利要求1所述的OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法，其特征在于：所述接续塔（2）为耐张塔或可进行接续的直线塔。
4.如权利要求1所述的OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法，其特征在于：所述套筒（69）的内部对称设有用于固定OPGW光缆（1）的螺栓。
5.如权利要求2所述的OPGW光缆分段绝缘单点接地的运行方法，其特征在于：所述引下线夹（7）包括绝缘子（71）、绑线（72）和铁塔固定架（73），所述铁塔固定架的一端与接续塔（2）的塔身主材相连接、其另一端与绝缘子相连接，所述OPGW光缆（1）通过绑线固定在绝缘子上。
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