防止OPGW因放电损伤的方案探讨

摘　要：在调查一起电网接地短路事故引发OPGW光纤断芯的原因时，发现其成因很容易在设计和施工阶段被忽略，本文对事件进行深层次原因分析挖掘，提出在设计、施工中应遵循的规范，提出需要增加的防范措施，以确保OPGW在电力系统中的安全稳定运行。

关键词：OPGW；短路电流；防范措施
　　OPGW的应用时间相对于普通光缆短很多年，我国自上世纪末到本世纪初开始引进生产OPGW，起步虽比西方发达国家晚，但发展速度迅猛，目前我国的OPGW年产量已经超过10万公里，不但在前些年打破进口产品的垄断地位，如今更是占领国内大部分的OPGW应用市场，且每年都有相当数量的产品出口到西欧美日等原先OPGW的生产大国。在OPGW防护方面的研究，正在逐渐深入。
一、事件概况
　　福建省电网林中－城头OPGW光纤通信线路于2OO3年5月建成投入运行。光缆架设在林中－城头220 kVII回线路上，选用日本藤仓公司OPGW90型产品，24芯光纤（18芯 G. 652＋6芯 G.655），光缆线路长度23.307km，光传输容量为8Mbit/s。
　　2004年3月24日，220kV城头变电站1号主变220kV侧A相引线设备线夹弯折处断裂，引线对1号主变油枕靠近A相表面放电，220kV系统瞬时接地短路，造成1号主变差动速断、比率差动保护动作三侧开关跳闸。
　　电网事故的同时，林中－城头光纤通信中断。当时该地区无雷电，天气晴好，监控系统显示光纤通信中断时间与变电站事故时间相符，基本排除了OPGW遭雷击的可能性。现场测试，发现有6根光纤断芯，分别是第1、4、7、8、11、12纤芯，断点距城头变电站通信机房光缆出口约216m。经调查，OPGW光纤与引入机房普通光纤的接头点在距城头变电站通信机房光缆出口约189 m处，因此排除了接续工艺不良造成光纤接头受强电冲击断芯的可能。后经登杆检查，发现在变电站门型架上金属平台处，OPGW有击穿痕迹，外层有多股铝合金线熔断。
三、OPGW断股直接原因总结
　　以上电网事故是在OPGW不受力情况下电弧烧熔到完全断股，断口线径没有缩小，没有呈收缩状，其断口处伴有明显的烧毁痕迹。这是与雷击断股所形成断口的最大区别，也是判断是放电烧断还是雷击断股的最主要外观依据。
　　根据已知的证据分析，这些电网事故是在OPGW不受力情况下电弧烧熔到完全断股，断口线径没有缩小，没有呈收缩状，其断口处伴有明显的烧毁痕迹，可以确定这些电网事故是由于OPGW因放电断股，同时引起内部光纤断芯导致光通信中断。
　　虽然可以判断本次故障为放电引起的故障，但是与目前国内外所做的研究不同的是该故障不是普遍现象，虽然有一些类似的事件发生，但是在正常的施工条件下不易出现，因此，早先并没有对防范此类故障有明确的学术研究资料，也没有制定明确的施工规范。所以，研究防范此类故障的发生就具有很实用的指导意义，形成的设计、施工、验收规范将提高OPGW的运行可靠性。
四、设计补充规范
　　1、OPGW缆型设计时其外层绞线应尽量采用同型号的绞线，尽量避免铝包钢或铝合金单丝混绞，如果通过综合计算拉力重量比等力学特性发现无法避免混绞，也要让两种绞线均匀分布，不应出现铝包钢丝集中在一侧而铝合金丝集中在另一侧的缆型设计。
　　2、由于国内施工条件以及工艺限制，极少采用异型截面的OPGW而都采用圆形截面的OPGW，因此在缆型设计时要防止外层单丝直径偏差超过5%，这样不但保证OPGW抗雷击及放电断股的特性，也使配套金具的握力能均匀分布在外层的所有单丝上，同时也保证绞线间摩擦力分布均匀，力学绞合损失系数更小，能达到90%∑RTS甚至优等品的95∑RTS。
　　3、在把同塔另一根地线更换成良导体地线后，仍要充分考虑线路冗余度，如果考虑用电负荷的增长，在设计OPGW过程中应在保证拉力重量比这一最重要的力学指标前提下尽量提高短路电流热容量。
五、施工及验收补充规范
　　1、施工时选用的OPGW专用接地线由铝线绞合而成一定长度，应采用并沟线夹或插片与光缆金具连接，另一端安装在铁塔主材接地孔上。接地线安装应工艺美观，长短适宜，不得有硬弯或扭曲，连接部位应接触良好，保持全线统一。
　　2、引下线夹从地线支架开始往下每隔1.5～2m安装一个。光缆引下线应挺直、美观。
　　3、在线路施工过程中，张牵场的选择要合适，牵引机、张力机、光缆放线架必须进行可靠锚固，并应避免光缆在导向轮上改变方向。以防止OPGW过度受力或过度弯曲导致不均匀，这样不但影响OPGW力学特性，也使短路电流流经OPGW不均匀点时因电阻差异而容易导致温升变化，损伤绞线。
结束语　　
　　随着OPGW应用的推广，各种断股事件不断发生，这应引起相关设计和施工部门高度重视，并认真探讨电网事故与雷害事故等电荷作用对OPGW造成危害的相同之处和不同之处，采取切实可行的防范措施，对有关的设计和施工规程规范进行完善，以确保OPGW在电力系统中安全稳定运行。　
参考文献：
　　[1]孙景相，通信明线进局设备及防雷［M］北京：人民邮电出版社，1982                                               
　　[2]曾永林，接地技术［M］。北京：水利电力出版社，1979                                                           
　　[3林中城头光纤通信工程（施工设计）［Z］福建省电力勘测设计院。2003