光纤复合架空地线耐雷击性能分析(上)

文章简要介绍了当前国内OPGW的断缆情况和事故分析；分析了雷电放电的两种基本的电流形式即脉冲冲击电流和长时连续电流对OPGW的危害程度，在此基础上，得出长时连续电流形成的稳定电弧，它是引起OPGW熔化断股的主要原因，而放电电荷(电荷转移量)是决定对OPGW伤害大小的最重要的参数。同时分析了影响OPGW的耐雷击性能的因素。     

雷击复合光纤架空地线(OPGW)数学模型的建立

针对OPGW受雷击断股的特点,建立符合要求的雷电流模型,利用电偶极子理论建立雷电流模型通道,采用镜像学方法分析雷电流模型回击电流。最后总结出雷击能量和雷电先导"中和"形成的电弧是造成OPGW断股的外因,单丝熔点偏低则是断股的内因。     

OPGW允许的最高温度

当电力系统发生短路故障时,流过OPGW的短路电流会使OPGW发热升温。当温度超过200℃时,不但会影响OPGW的性能(光纤的着色层变硬、退色,能量损耗增大),而且易造成OPGW发生鸟笼现象、断股现象。短路电流容量是衡量OPGW温度特征的尺码,文章介绍了有关标准,对各种典型结构的OPGW进行了短路电流容量和温升关系的分析,从而说明设计和选用OPGW时,遵循OPGW标准规定的重要意义。     

一起220 kV输电线路光缆复合地线放电事件的原因分析

分析一起220 kV线路光缆复合地线(OPGW)引下线对其龙门架构架击穿放电事件原因。采用Matlab的Sim Power Systems对OPGW引下线短路电流进行了仿真估算,经检查、分析发现,OPGW引下线与变电站接地网连接不良,且与龙门架构架之间的空气间隙不足,相邻线路发生单相接地故障时,短路电流通过OPGW引下线并产生较高电压,导致OPGW引下线对龙门架构架击穿放电。最后提出了OPGW引下线安装的工艺要求及注意事项。     

光纤复合架空地线(OPGW)雷击试验及分析

就IEC 60794．4．1标准所描述的雷击试验要求，对不同OPGW光缆设计进行了研究，并分析了雷击对不同OPGW缆型的影响。提高连续电流——组成部分C(最具破坏性的部分)的电荷转移量，光缆的残余抗拉强度将随之降低。当电荷转移量大于100C时，光缆被损坏程度更多地取决于光缆的直径而不是外层绞线的直径。试验结果表明，为了设计出可靠并经济的OPGW光缆，我们必须综合考虑OPGW的机械性能和依据安装地的年雷暴日水平所必需的抗雷击性能。     

雷击光纤复合地线造成断股的机理分析及试验研究

介绍了雷击光纤复合地线（OPGW）造成断股的特征，讨论了其原因和机理，并进行了OPGW的雷电冲击电流试验，分析了造成断股的影响因素，提出了防止雷击造成OPGW断股的措施。     

光纤复合架空地线雷击电流数学模型的建立

针对光纤复合架空地线 (optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)雷击断股的问题,指出雷击电流中的低幅长时间持续电流是OPGW断股的主要原因.建立雷击电荷转移量与雷暴日、地面落雷密度、线路雷击次数的函数关系,以此作为评估雷击能量的考核指标.考虑雷击电流中的冲击电流只能引起OPGW局部损伤,而长时间持续电流则可能造成OPGW的破坏,通过对目前常用脉冲冲击模型的修正,建立了OPGW雷击电流的数学模型,模型由冲击电流部分和长时间持续电流部分组成,总的电荷转移量等于实际雷击的放电量.模型可用于OPGW雷击破坏数量方面的研究,进而优化OPGW的设计.     

光纤复合地线雷击断股的试验研究

介绍了雷击光纤复合地线 (OPGW)断股的特征 ,通过 OPGW的雷电冲击电流试验 ,讨论了其原因和机理 ,分析了造成断股的影响因素主要是雷电流的电弧和股线材料性质 ,提出了防止雷击造成 OPGW断股的措施。     

摄影家华家顺创作简历

500kV天瓶5405线，自1998年5月16日投运以来，曾5次发生光纤复合架空地线（OPGW）断股事件，严重威胁华东主电网的安全运行。通过对现场状况调查、运行情况统计以及对断股OPGW样品的金属微观分析和雷击、短路电流的试验，找出了天瓶5405线OPGW断股的主要原因是由雷击造成的。文章在分析了OPGW材质、结构与断股的内在关系后，提出了相应的技术防范措施。     

OPGW复合光缆断股原因分析及对策

针时目前山西电网OPGW光缆连续发生断股现象。组织有关技术人员进行了初步分析。得出断股的主要原因是由于OPGW受到雷击，产生高温电弧。使铝合金在高温下熔断，加上集中应力的作用。产生断股现象。中还给出了预防此类事故发生的措施和建议。     

基于OPGW光传感输电线路雷击波形特点分析

光纤复合架空地线(OPGW)以其独特的优越性在电力系统智能状态监测领域得到了快速发展和应用,文章对OPGW光偏振态雷击故障定位方法中光纤传感雷击信号波形问题进行研究。首先利用ATP-EMTP软件建立输电线路模型仿真得到雷击OPGW时的电气数据,然后基于法拉第磁光效应原理将电信号转换为OPGW内部光纤中的光偏振态信号,此方法可用于仿真计算出雷击OPGW时光信号传播数据。实际输电线路上安装的OPGW雷击定位系统数据验证了仿真结果的准确性,结果表明OPGW光传感输电线路雷击波形受雷电流大小影响较大且不同于传统的电流行波雷击波形。     

利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

在光纤复合架空地线(OPGW)设计中,通常需考虑送电线路发生单相短路故障时短路电流在OPGW和另一根地线中的分流关系,并需计算出相应的电流分量。为此,首先从OPGW短路电流热效应入手,探讨了短路电流持续时间的取值并推导出OPGW短路电流瞬时温升的公式,同时提出了分流地线在电力系统中的意义,然后对比计算OPGW和分流地线的分流关系后得出了分流地线选型的基本原则:即分流地线应有足够低的阻抗以使得OPGW的电流分量降到允许值以下;分流地线本身要有足够大的热容量;在满足防雷各项要求后应有足够的强度安全系数。最后针对广东省2005年IT项目中OPGW和良导体分流地线的短路电流热效应进行的计算分析验证了OPGW分流地线选型的方法和原则。     

光纤复合架空地线OPGW运行状况和防雷

近来高压线路发生一些光纤复合架空地线雷击断股现象，为此进行了全国25个省和五大城市OPGW运行状态的初步调查。根据调查和分析认为雷击断股的原因是铝合金股线熔点低和OPGW外径及股径小、强雷地区200库仑耐雷水平不足及质量问题。指出修复雷击断股需要线路停电，松绞的股线伸向带电相线，容易造成单相或多相接地短路，对电网的安全运行造成威胁。同时，对是不是架设的OPGW越多越好和110kV线路普遍架设OPGW是否合理及一些错误概念进行了讨论，提出了改善OPGW耐雷性能的建议。     

OPGW断股的微观检测及机理分析

为分析得出OPGW断股的机理,预防和减少OPGW断股,微观检测分析了现场OPGW断股样品的断口、电子金相和化学、力学及热性能。结合线路运行情况,得出OPGW断股原因由雷击高温熔融造成,熔断样品烧蚀范围集中、损伤由外到内。OPGW断股机理是:大电流闪击电弧造成>1k°C的局部熔融区,紧跟持续电流扩展熔融区造成高温熔断,多次雷电冲击可造成多处熔伤和溅伤累积。     

输电线路OPGW接地方式的分析研究

为了减少光纤复合架空地线(OPGW)中的电能损耗,针对目前普遍采用的OPGW逐基接地方式,分析和计算了逐基接地带来的电能损耗;试验说明了这种接地方式会使OPGW遭雷击的概率增大。根据OPGW逐基接地产生的问题,提出了OPGW经导弧间隙的接地方式,分析了导弧间隙应满足的技术要求及对线路运行的影响。研究结果表明,用导弧间隙接地方式代替逐基接地方式可有效解决OPGW的环流损耗和易遭雷击断股问题。     

OPGW的热稳定性分析

OPGW(Composite Fiber Optic Overhead Ground Wire)又称为光纤架空复合地线，它是利用高压输电线路的一根地线(避雷线)复合组成OPGW来传输光信息。文中阐述了短路电流引起OPGW温升的机理，讨论了OPGW在发生接地故障时的温升和短路电流计算方法，建立了一种完整的计算方法。对OPGW的热稳定性进行了探讨，提出了降低OPGW中的短路电流与热容量的几种措施。     

复合光纤架空地线在不同接地方式下的放电路径选择特性

复合光纤架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)由于具有防雷和光纤通信功能,在交直流输电线路上得到了广泛应用。当前OPGW采用逐基接地而普通地线采用分段绝缘一点接地的接地方式,这种不平衡的接地方式使得OPGW更容易遭雷击而出现断股和掉线事故以致影响光纤通信。为此,采用缩微模型试验研究了OPGW和普通地线在全绝缘、分段绝缘一点接地和逐基接地等3种接地方式对放电路径选择特性的影响,试验结果表明,地线采用逐基接地时放电路径选择概率最高,而全绝缘时最低,试验结论和现场统计数据得到规律相符。为了降低OPGW遭雷击的概率,需要改变OPGW的接地方式或采取适当保护措施。     

光纤复合架空地线(OPGW)结构设计中的几个问题

OPGW作为避雷线,遭受雷击不可避免。为避免落雷电弧烧坏光纤,国内外不少厂家在内、外层绞丝之间或与光单元之间设计留有一定空隙,给雷电流沿线传播在间隙上形成电位差、产生电弧创造了条件,一旦电弧产生,15~30 V就能维持,其产生的热量,使OPGW温度上升、强度下降,形成断股。因此,OPGW雷击断股的主要原因是结构设计问题。并提出了解决方法和措施。     

多雷区OPGW结构选型分析和工程应用

针对近期频繁出现的OPGW雷击断股事件，分析了影响OPGW耐雷击性能的几种结构因素，并结合工程应用，根据实际事故推算出工程中可用的耐雷击全铝包钢结构OPGW的抗雷击能力。文章指出OPGW抗雷击性能的核心是雷击能量与OPGW结构类型的匹配，而采用高导电率全铝包钢结构是一种比较经济、有效的手段，在设计条件允许的情况下，缆径和单丝直径应尽可能的大。