OPPC光缆应用前景研究

2022-12-17

OPPC (Optical Phase Conductor) 全称为光纤复合架空相线, 是继OPGW (OpticalFiber Composite Overhead Ground Wire光纤复合架空地线) 、ADSS (AllDielectricSelf-Supporting全介质自承式) 之后又一种应用于电力通信系统的新型特种光缆。OPPC是怎么样的一种光缆?它的特点是什么?和OPGW、ADSS相比, 它又有什么样优势?它在电力通信系统的应用前景如何?

1 OPPC是什么

OPPC (Optical Phase Conductor) 全称为光纤复合架空相线, 是电力通信系统的一种新型特种光缆。它是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆, 兼具有电力架空相线和光通信双重功能。在传统三相输电线路中, 采用OPPC光缆替代三相中的一相, 形成由两根导线和一根OPPC光缆组合而成的三相电力系统, 可以充分利用电力系统自身的线路资源, 使之具有传输电能及通信的双重功能。

2 OPPC的技术特点

O P P C光单元由多根光纤和保护管组成。光纤收容保护在不锈钢松套管中, 管内填充特种油膏, 以起到防水、防潮气或其他有害气体、隔热的作用。导线单元是传输电能的关键部件, 一般由铝包钢芯绞线和铝线, 一方面导线截面选择要合理, 以保证线路有良好的电压传输质量和发热条件;另一方面, 它又起到承力作用, 还要具备足够的机械强度, 使OPPC受到外力作用时光单元的传输性能不受影响。

OPPC结构型式图1所示。

OPPC具有如下技术特点。

(1) 实现了传输电能与光纤通信的融合。OPPC既是一条符合常规输电线路设计的架空导线, 同时还是一条提供信号传输的光缆。OPPC机械特性、电气特性和光纤传输特性同等重要。

(2) 充分利用输电线路走廊资源实现光通信。若输电线路无设计地线, 或地线太小难以复合进光纤, 就无法采用OPGW光缆;而输电线路对地安全距离受限、对导线安全间距不足, 也难以采用ADSS光缆;若采用另外敷设杆路架设普通光缆, 存在偷盗和维护不便的缺陷。因此, 采用OPPC技术可充分利用现有输电走廊资源。

(3) 没有给原有线路附加额外负荷带来的隐患。OPPC在性能设计和实际运行中, 是与相邻另两相导线相匹配, 属于复合型产品, 不是杆塔附加型产品, 其对杆塔的水平荷载及垂直荷载均无增加或明显变化, 不会损伤原有输电线路的运行条件。

(4) 良好的耐腐蚀性可提高OPPC的使用寿命。目前我国常规输电导线采用钢芯铝绞线 (LGJ) 或铝包钢芯铝绞线 (JL/LB) , 而OPPC产品设计时都是采用铝包钢线、钢管光单元、铝线绞合而成, 结构近似于铝包钢芯铝绞线。由于铝包钢线较之镀锌钢丝的良好耐电化学腐蚀, 因此使用寿命大大延长。而且铝包钢芯较镀锌钢丝具有更高的导电率, OPPC整体电阻率减小, 可以提高载流量, 具有一定的节能效果。

(5) 具有良好的热稳定性, 保证光通信不受影响。我国输电导线设计长期使用温度为70℃, 短期为90℃。而光纤长期使用温度可为100℃, 光纤油膏、缆膏的滴点均大于200℃, 铝包钢线、铝线的120℃高温热稳定性也很好, 因此, 传输电能和光纤通信均不受影响。

(6) 不存在雷击断股、短路电流过热的事故隐患。OPPC作为输电导线, 中低电压等级线路遭受雷击和短路电流可能性较小, 高压线路有地线保护, 因此, OPPC不会出现OPGW容易出现的断股等事故隐患。

(7) 光缆本身带电, 对运行维护提出新的要求。OPPC作为输电导线, 本身带高压电, 这点是OPPC与OPGW和ADSS最大的不同, 这就对运行单位提出了新的要求。

3 OPPC光缆优势

3.1 OPPC技术优势

10kV、35kV线路一般没有架空地线, 无法沿线路架设O P G W光缆复合地线, 在O P P C出现前通常会考虑在导线下架设A D S S光缆。

O P P C作为三相导线中的一相导线具有如下优点:随线路一次性就可完成设计、施工;不会出现ADSS对地安全距离不够;没有额外增加线路负荷;由于OPPC与接头盒上均有高电压, 还具有绝对的防盗优势。因此OPPC解决方案比“导线+ADSS”解决方案具有很大优势。

3.2 OPPC经济优势

利用一条输电线路的走廊资源和杆塔资源建设沿电力线路的光缆, 传统思路是架设OPGW光缆或者A D S S光缆。若线路状况允许, 当然优先选择架设OPGW光缆。如果不能选用O P G W光缆, 在这种情况下我们在ADSS光缆和OPPC光缆之间进行技术经济比较。

从表1比较, 架设OPPC光缆方案比常规导线+A D S S光缆方案材料成本节省10%~20%, 还可以节省一次施工费用。

4 OPPC光缆应用前景

通过前文描述, 可以得出结论:OPPC光缆技术是O P G W、A D S S技术的应用延伸和有益补充, 可以填补不能适用O P G W、ADSS的应用空白。

当今世界电力系统发展变革的最新动向是智能电网, 电力通信网是坚强智能电网建设的主要支撑平台。在国网公司有关智能电网建设分析有关报告中指出, 目前电力通信网存在的主要问题是“骨干强、接入弱;高压强、低压弱”。以陕西省为例, 截至2008年底, 330kV变电站光纤覆盖率达到100%, 110kV变电站光纤覆盖率达到89.09%;110kV以下光纤覆盖率不到20%。

2009年5月21日, 在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上, 国家电网公司正式宣布将建设“坚强的智能电网”, 会上提出:2009年至2010年为规划试点阶段, 重点开展“坚强智能电网”发展规划工作, 制定技术和管理标准, 开展关键技术研发和设备研制, 及各环节试点工作;2011年至2015年为全面建设阶段, 加快特高压电网和城乡配电网建设, 初步形成智能电网运行控制和互动服务体系, 关键技术和装备实现重大突破和广泛应用;2016年至2020年为引领提升阶段, 全面建成统一的“坚强智能电网”, 技术和装备全面达到国际先进水平。

随智能电网的建设进程, 电力通信网也要随之同步建设完善。要解决电力通信网“骨干强、接入弱;高压强、低压弱”的主要问题, 110kV以下中低压配电网的光缆架设, 将会成为电力通信网建设重点。作为适合这一领域的OPPC光缆, 可以预见将会具有非常广阔的前景。

电力系统通信行业引入光纤复合架空相线光缆, 不仅可以填补OPGW和ADSS光缆的应用空白, 如线路本身无地线、对地安全距离受限、交叉跨越限制等, 而且可以将电力光缆的应用从输电网络延伸到配电网络, 使光纤通信能够覆盖所有电网, 提高电力系统通信的安全性、可靠性, 推动智能电网的建设。随着电力光纤通信网建设逐渐从骨干网向中低压城农网发展, OPPC光缆的应用前景十分广阔。

摘要：文章介绍了OPPC光缆的技术特点, 并与现在电力系统常用的OPGW、ADSS光缆的特点进行了对比, 对OPPC光缆应用前景进行了分析。

关键词：OPPC,光缆,通信,电力