CN105761837A - 一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线 - Google Patents

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刘春雨
门磊磊
刘运锋
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Abstract

本发明提供了一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其在确保快速融冰的同时，使产品在融冰的过程中不用反复接线同时相比于传统地线融冰中降低了感应电压，解决了架空地线融冰时操作复杂感应电压高等问题。其包括内芯结构、外层导体，所述外层导体所形成的空腔内设置有所述内芯结构，所述内芯结构包括有光单元、金属绞线，所述光单元和所述金属绞线绞合形成所述内芯结构的外层，所述光单元和所述金属绞线绞合所形成的空腔内设置有无感双绞线，所述无感双绞线间隔一段距离内设置有外接的端口，两个外接的端口接通并通入交流电，两个外接端口之间无感双绞线即可形成电路回路通过双绞线通流发热,将热量传递至导线表面融化覆冰。

Description

一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线
技术领域
本发明涉及架空输电线的技术领域，具体为一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线。
背景技术
光纤复合架空地线(OPGW)，作为一种电力特种光缆，集光纤通信和输电线路避雷功能于一体，是电力通讯系统的主要组成部分。覆冰是一种分布较为广泛的自然现象，多发生于冬季和早春。在环境温度接近冰点，-5-0℃，风速为1-15m/s，空气湿度不低于85％的条件下，冷热气流交汇引起的降水产生覆冰，此外，处于“过冷却”状态的水滴在导体表面冻结形成覆冰。在微气象条件分布区域及冷热气流交汇地区覆冰发生频率高。OPGW结构决定了OPGW覆冰产生的后果与导线不同。可归纳为以下化个方面：覆冰超过光缆承重范围，引发地线断线事故；覆冰导致OPGW拉伸过渡引起内部光纤断点，通讯传输质量受影响；OPGW断线引起线路跳间或者塔受不平衡张力作用倒塔；覆冰光缆受风吹舞动，与导线的档距减小，小于安全距离时，导线可能向光缆放电产生高温电弧，造成地线烙断等事故。通常情况下，架空地线与导线处于同一环境条件下，包括湿度、湿度、风速等影响因素基本一致，负荷电流流过输电导线，产生一部分热抵御冰冻，在一定程度上能减轻其覆冰程度。架空地线正常运行时没有电流通进，因此，地线上的覆冰程度比输电导线严重。冰灾事故中通常将输电导线融冰方法应用于地线融冰，地线抗冰融化技术的研究仍处于初步阶段，因此，地线融冰研究还有待深入。现有的光纤复合架空地线没有用于电流捅进的结构，需要研发适合光纤复合架空地线的融冰结构。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其在确保快速融冰的同时，使产品在融冰的过程中不用反复接线同时相比于传统地线融冰中降低了感应电压，解决了架空地线融冰时操作复杂感应电压高等问题。
一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：其包括内芯结构、外层导体，所述外层导体所形成的空腔内设置有所述内芯结构，所述内芯结构包括有光单元、金属绞线，所述光单元和所述金属绞线绞合形成所述内芯结构的外层，所述光单元和所述金属绞线绞合所形成的空腔内设置有无感双绞线，所述无感双绞线间隔一段距离内设置有外接的端口，两个外接的端口接通并通入交流电，两个外接端口之间无感双绞线即可形成电路回路通过双绞线通流发热,将热量传递至导线表面融化覆冰。
其进一步特征在于：所述无感双绞线具体为两根漆包线绕通过无感绕法组合形成；
融冰状态下的所述无感双绞线之间的电流回路独立于同杆架设地线、输电导线形成回路，确保输电导线的正常工作；
所述金属绞线具体为铝包钢绞线；
所述外层导体包括至少一层；
每层所述外层导体由铝包钢单丝绞合形成。
采用上述技术方案后，在原有光纤复合架空相线光单元中放置无感双绞线替代中心线，根据实际覆冰情况设置无感双绞线的外接的端口，在覆冰的情况下，选取两个端口，两个外接的端口接通并通入交流电，两个外接端口之间无感双绞线即可形成电路回路通过双绞线通流发热,将热量传递至导线表面融化覆冰，可以对覆冰区域进行快速融冰，且使产品在融冰的过程中不用反复接线同时相比于传统地线融冰中降低了感应电压，解决了架空地线融冰时操作复杂感应电压高等问题。
附图说明
图1为本发明的具体实施例的横截面剖视结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
无感双绞线1、不锈钢光单元2、第一铝包钢绞线3、外层导体4、第二铝包钢绞线5、内芯结构6、、内芯结构外层7。
具体实施方式
一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，见图1：其包括内芯结构6、外层导体4，外层导体4所形成的空腔内设置有内芯结构6，内芯结构6包括有光单元、金属绞线，光单元和金属绞线绞合形成内芯结构外层7，光单元和金属绞线绞合所形成的空腔内设置有无感双绞线1，无感双绞线1间隔一段距离设置有外接端口，两个外接端口接通并通入交流电，两个外接端口之间无感双绞线即可形成电路回路通过双绞线通流发热,将热量传递至导线表面融化覆冰。
无感双绞线1具体为两根漆包线绕通过无感绕法组合形成；
融冰状态下的无感双绞线1之间的电流回路独立于同杆架设地线、输电导线形成回路，确保输电导线的正常工作；
金属绞线具体为铝包钢绞线；
外层导体4包括至少一层；
每层外层导体4由铝包钢单丝绞合形成。
具体实施方式、见图1：无感双绞线1的外环面绞合布置有一根不锈钢光单元2和五根第一铝包钢绞线3，一根不锈钢光单元2和五根第一铝包钢绞线3绞合形成内芯结构外层7的外端面布置一层外层导体4，外层导体4由十一根第二铝包钢绞线5绞合形成，无感双绞线1、一根不锈钢光单元2和五根第一铝包钢绞线3组合形成导体内芯6，无感双绞线间隔一段距离设置有外接端口(图中未画出，根据实际情况进行布置)。
其有益效果如下：(1)传统交流融冰法直接取用电网电源，目前电网中300MW发电机组能够满足200km长的线路融冰无功需求。由于导线电感数值远大于电阻，交流融冰消耗的无功容量大，融冰所需的电源容量是直流的5-20倍，远远超出系统承受范围，可能影响系统稳定性。并且在通电过程中会产生巨大的感应电流。基于双绞线电磁干扰小,电感小,能耗小等优点,采用双绞线作为OPGW融冰热源可以有效降低地线融冰过程的电磁干扰；
(2)直流融冰法将电网的交流电源通过整流设备转换为可用于融冰的直流电，加于覆冰线路。加装融冰装置，这些装置包括交流电源、整流变压器、整流装置及一些保护设备构成。工作时需要将这些设备运送至待融冰地区，而线路覆冰多发生在湿冷的山区，气候条件恶劣，交通不便，直流顧冰装置输送至线路覆冰处受路况、车况及气象条件限制，临时接线可能出现问题，不定因素多，融冰前操作多。本文研究的OPGW交流融冰法将融冰回路内嵌于OPGW中,在融冰过程中,针对覆冰段线路覆冰,融冰范围一般发生在数个耐张段之间,现有OPGW经耐张塔逐基接地或者分段接地,耐张塔间距5km左右,耐张塔之间融冰通流满足漆包线的耐压水平；
(3)直流融冰不存在无功损耗，对电源容量要求远小于交流，在电圧等级较高的线路融冰运用得比较广泛。实际融冰工作中，直流融冰工作的开展也存在制约因素。首先，融冰成本高，目前水平而言，直流装畳的投资大。其次，直流融冰不能直接运用电网电源，需要经过整流滤波等操作才能通入融冰回路，此种融冰地线的投入成本低；
(4)交流融冰常用方法包括过电流融冰法及短路电流融冰法，对于输电线路，过电流融冰法是在系统正常运行条件下，加大线路电流，增大线路发热量，融化覆冰。短路电流融冰法是对三相短路线路进行通流融冰操作，融冰时线路停运。这种结构不需要OPGW与大地、同杆架设地线或者是输电导线形成回路,融冰时,自成融冰回路,输电导线可以正常运行通电,不影响导线正常工作。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：其包括内芯结构、外层导体，所述外层导体所形成的空腔内设置有所述内芯结构，所述内芯结构包括有光单元、金属绞线，所述光单元和所述金属绞线绞合形成所述内芯结构的外层，所述光单元和所述金属绞线绞合所形成的空腔内设置有无感双绞线，所述无感双绞线间隔一段距离内设置有外接的端口，两个外接的端口接通并通入交流电，两个外接端口之间无感双绞线即可形成电路回路通过双绞线通流发热,将热量传递至导线表面融化覆冰。
2.如权利要求1所述的一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：所述无感双绞线具体为两根漆包线绕通过无感绕法组合形成。
3.如权利要求1所述的一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：融冰状态下的所述无感双绞线之间的电流回路独立于同杆架设地线、输电导线形成回路。
4.如权利要求1所述的一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：所述金属绞线具体为铝包钢绞线。
5.如权利要求1所述的一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：所述外层导体包括至少一层。
6.如权利要求5所述的一种具有快速融冰功能的光纤复合架空地线，其特征在于：每层所述外层导体由铝包钢单丝绞合形成。
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