CN106159860A - 一种非绝缘化改造条件下的opgw融冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，包括步骤1：在输电线路中安装内嵌式OPGW；步骤2：将融冰电源接入内嵌式OPGW中；步骤3：数据控制平台对内嵌式OPGW的覆冰厚度和融冰温度进行实时监测，若覆冰厚度超出覆冰阈值，则启动融冰电源对内嵌式OPGW进行融冰；步骤4：融冰电源依据融冰温度的实时反馈数据，自动调节其输出的电流和电压，实现融冰过程的自动控制。与现有技术相比，本发明提供的一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，实现了线路不停电状态下的OPGW融冰，同时对融冰温度进行在线监测，可以实现无人化操作。

Description

一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法

技术领域

本发明涉及一种OPGW融冰方法，具体涉及一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法。

背景技术

输电线路上覆冰的种类繁多，有湿雪、混合淞、雾凇、雨凇、冻雾覆冰和冻雨覆冰。覆冰主要由风速、气温和空气湿度等条件组合而形成，在特定地区会反复出现。电网在覆冰初期或冰灾相对较轻时的主要危害表现为覆冰闪络、导线舞动和脱冰跳跃等引起的输电线路事故。随着灾情的发展和覆冰的加剧，作用在杆塔上的覆冰荷载将超过设计值(简称“过冰载”)，从而导致断线、铁塔倾覆，严重时可造成电网解列甚至全系统瓦解。电网覆冰灾害的后果通常很严重，电网恢复难度大、周期长。

为减轻冰雪灾害对输电线路的影响，国内外电力工作者开展了各种除冰、融冰技术的研究，提出几十种除冰、融冰方法，其工作原理大致可分为热力融冰法、机械除冰法、自然被动法和化学涂料法等。就融冰技术而言，目前主要是指各类热力融冰法，热力融冰法又称电能融冰法、加热融冰法等，其基本原理是在线路上通过高于正常电流密度的传输电路，以获得焦耳热进行融冰。

相对于导线，架空地线(含OPGW)在正常工作时不承载电流，故在相同气象条件下覆冰厚度可能更大些，而他们的机械强度通常比导线低。从某些地区的统计资料看，当架空地线上的覆冰达到一定程度时，很引起地线断裂、金具脱落、绝缘子断裂等，甚至导致杆塔折断或倒塌；也不排除因架空地线的不均匀覆冰及不均匀脱冰产生的纵向不平衡张力，引起杆塔折断或倒塌。

但融冰技术在OPGW上的应用研究目前尚属空白，由于常规情况下地线与铁塔之间的连接方式和导线与铁塔之间的连接方式存在较大差别，且光纤复合架空地线同时具备光缆和普通地线的双重功能，所以目前存在的几种融冰技术及融冰装置都无法直接应用于OPGW线路除冰，解决光纤复合架空地线覆冰的问题是急需解决的难点。一旦输电架空地线覆冰厚度超过极限值，将引起倒塔、线路跳闸，OPGW地线断裂造成通讯中断，导致电网崩溃，造成灾难性后果。因此，实施架空地线防冰综合治理，对提高输电线路整体防冰能力，保障电网供电可靠性有着十分重要的意义。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，所述方法包括：

步骤1：在输电线路中安装内嵌式OPGW；

步骤2：将融冰电源接入所述内嵌式OPGW中；

步骤3：数据控制平台对所述内嵌式OPGW的覆冰厚度进行实时监测，若覆冰厚度超出覆冰阈值，则启动所述融冰电源对内嵌式OPGW进行融冰。

步骤4：所述融冰电源依据融冰温度的实时反馈数据，自动调节其输出的电流和电压，实现融冰过程的自动控制。

优选的，所述数据控制平台包括覆冰监测装置、温度监测装置和控制装置；

所述覆冰监测装置，实时检测内嵌式OPGW的覆冰厚度信息；

所述温度监测装置，用于检测当所述融冰电源启动后内嵌式OPGW的实时温度；

所述控制装置，对所述覆冰厚度信息进行数据转换，判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值：若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰；

优选的，所述控制装置在融冰过程中检测所述内嵌式OPGW的光纤温度，当温度超过最高允许值时，则调节所述融冰电源输的出电压和电流；

依据所述光纤温度的变化趋势，判断融冰是否完成：若完成，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰，融冰电源进入待机状态；

优选的，所述内嵌式OPGW包括绞合在铝包层内部的漆包线和光单元；所述光单元设置在漆包线所在层，或者设置在铝包层的中心层；

所述铝包层的外围依次设有铝包钢线；

优选的，所述铝包层的内壁和所述漆包线的外壁均设有聚酰亚胺膜；

优选的，所述内嵌式OPGW之间通过内嵌式OPGW接头盒进行接续；所述内嵌式OPGW接头盒包括光缆接续盒和融冰电源接入盒；

所述光缆接续盒，用于实现所述内嵌式OPGW的连接；

所述融冰电源接入盒，用于融冰时所述融冰电源的接入；

优选的，所述光缆接续盒包括两根带绝缘层的融冰导体，以及导体接续瓷子和光纤接续盒；

所述两根融冰导体分别连接于导体接续瓷子的一端与融冰电源接入盒之间；

优选的，所述融冰电源接入盒包括电缆，以及与插拔式电源接入端连接的底座；所述插拔式电源接入端和电缆的数目均为二；所述电缆与所述融冰电源连接；

优选的，融冰电源接入盒的底座通过连接导体与光缆接续盒的导体接续瓷子相连；

优选的，所述融冰电源包括温度反馈补偿模块；

所述温度反馈补偿模块接收所述数据控制平台内控制装置发送的内嵌式OPGW的温度数据，并依据该温度数据进行反馈控制，调整所述融冰电源输出的电流值，直至内嵌式OPGW的温度值小于最高允许值。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明提供的一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，实现了OPGW线路融冰的自动化控制，实现了线路不停电状态下的OPGW融冰，同时对融冰温度进行在线监测，可以实现无人化操作。

2、本发明提供的一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，既避免了因融冰停电而造成的经济和社会损失，又避免了因融冰温度过高而导致的光纤通信功能受损的问题；提高了OPGW线路的抗冰能力，也大大降低了OPGW线路的融冰成本；提高了融冰工作效率，且与光纤单元互不干扰，保证了光纤通信不受影响，达到安全可靠融冰的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1：本发明实施例中非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法流程图；

图2：本发明实施例中内嵌式OPGW结构图；

图3：本发明实施例中内嵌式OPGW接头盒结构图；

图4：本发明实施例中非绝缘化改造条件下的OPGW融冰系统示意图；

其中，1：铝包钢线；2：漆包线；3：聚酰亚胺膜；4：光单元；5：聚酰亚胺膜；6：铝包层；7：光缆接续盒；71：OPGW光缆；72：光纤；73：光纤接续盒；74：融冰导体；75：导体接续瓷子；8：融冰电源接入盒；81：电缆；82：插拔式电源接入端；83：连接导体；9：应力、温度传感器；10：风速风向传感器；11：内嵌式OPGW接头盒；12：覆冰传感器；13：内嵌式OPGW；14：导线；15：内嵌式OPGW接头盒；16：光缆；17：融冰电源接线；18：分纤盒。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供的一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，是一种不对输电线路进行绝缘化改造的条件下光纤复合架空地线的融冰方法，实现了在融冰过程中的在线控制。既避免了因融冰停电而造成的经济和社会损失，又避免了因融冰温度过高而导致的光纤通信功能受损的问题，可以实现无人化操作，到达安全可靠融冰的目的。

如图1所示，本实施例中非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法的具体步骤为：

1、在输电线路中安装内嵌式OPGW。

如图4所示，将内嵌式OPGW13用金具直接与杆塔连接，完成架设。内嵌式OPGW13之间用内嵌式OPGW接头盒11连接，同时也通过内嵌式OPGW接头盒15与变电站的数据控制平台连接。

(1)内嵌式OPGW

如图2所示，内嵌式OPGW包括绞合在铝包层6内部的漆包线2和光单元4，本实施例中，光单元4设置在铝包层6内部的最外层，数目为1；铝包层6的外围依次设有铝包钢线1；铝包,6的内壁设有聚酰亚胺膜5，漆包线2的外壁设有聚酰亚胺膜3。

本实施例中光单元4为不锈钢管光单元，光单元可以设置在漆包线所在层，也可以设置在铝包层的中心层。

(2)内嵌式OPGW接头盒

内嵌式OPGW之间通过内嵌式OPGW接头盒进行接续，实现光电可靠分离，且在融冰电源接入时，保证光纤单元不受影响。如图3所示，内嵌式OPGW接头盒包括光缆接续盒7和融冰电源接入盒8。

①：光缆接续盒

用于连接内嵌式OPGW。

如图3所示，光缆接续盒7包括两根融冰导体74、两根光纤72、两根OPGW光缆71、导体接续瓷子75和光纤接续盒73。其中，

一根融冰导体74连接于导体接续瓷子75的一端与一根OPGW光缆71之间，另一根融冰导体74连接于导体接续瓷子75的另一端与另一根OPGW光缆71之间。

一根光纤72连接于光纤接续盒73的一端与一根OPGW光缆71之间，另一根光纤72连接于光纤接续盒73的另一端与另一根OPGW光缆71之间。

②：融冰电源接入盒

用于连接融冰电源连接，包括电缆，以及与插拔式电源接入端连接的底座；插拔式电源接入端和电缆的数目均为二；电缆与融冰电源连接。

如图3所示，融冰电源接入盒8包括与插拔式电源接入端82连接的电缆81，插拔式电源接入端82和电缆81的数目均为二。电缆81与融冰电源连接，融冰电源接入盒的底座通过连接导体83与光缆接续盒7的导体接续瓷子75相连。

2、将融冰电源接入内嵌式OPGW中。

如图3所示，融冰电源通过内嵌式OPGW接头盒15接入内嵌式OPGW13中。

内嵌式OPGW接头盒15的光缆接续盒7，用于连接内嵌式OPGW13和光纤16。

内嵌式OPGW接头盒15的融冰电源接入盒8，用于连接内嵌式OPGW13和融冰电源17。

3、数据控制平台对内嵌式OPGW的覆冰厚度进行实时监测，若覆冰厚度超出覆冰阈值，则启动融冰电源对内嵌式OPGW进行融冰。

本实施例中数据控制平台包括覆冰监测装置、温度监测装置、控制装置和融冰电源。

(1)覆冰监测装置

包括覆冰厚度传感器12，实时检测内嵌式OPGW的覆冰厚度信息，并将该覆冰厚度信息发送到控制装置中。

(2)温度监测装置

用于检测当融冰电源启动后内嵌式OPGW的实时温度。

(3)控制装置

对覆冰厚度信息进行数据转换，判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值：若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰。

同时，控制装置在融冰过程中检测内嵌式OPGW的光纤温度，当温度超过最高允许值时，则调节所述融冰电源输的出电压和电流；依据光纤温度的变化趋势，判断融冰是否完成：若温度变化平稳，则融冰完成，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰，融冰电源进入待机状态。对温度监测装置发送的温度进行数据转换后将其发送到融冰电源。

(4)融冰电源

包括温度反馈补偿模块，其具体功能为：

温度反馈补偿模块接收控制装置发送的内嵌式OPGW的温度数据，并依据该温度数据进行反馈控制，调整融冰电源输出的电流值，直至内嵌式OPGW的温度值小于最高允许值。融冰完成后融冰电源处于待机状态，覆冰监测装置和温度监测装置继续工作。

本实施例中融冰电源为可插拔式电源，通过与插拔式电源接入端82连接，接入内嵌式OPGW13中。

本实施例中非绝缘化改造条件下的OPGW融冰操作过程为：

1、将内嵌式OPGW用现有金具直接与杆塔连接，完成架设。

2、采用内嵌式OPGW接头盒进行接续，实现光电可靠分离，且融冰电源接入时，光纤单元不受影响。

3、将融冰电源以插拔的方式接入线路中，提供融冰用电流。

4、覆冰监测装置对线路覆冰情况进行实时反馈，并经处理后提供给融冰电源，当线路覆冰厚度超出阈值时，融冰电源装置自动启动，开始融冰。

5、融冰过程中，温度监测装置实时对线路温度进行监测，并在温度超出安全设定范围时，启动融冰电源的电流控制策略，实时传给融冰电源，并自动进行电流调节，直至融冰温度恢复至安全范围内。

6、当控制装置监测到融冰已经完成后，下达停止融冰指令，自动关闭融冰电源，结束融冰；融冰电源处于待机状态，覆冰监测装置和温度监测装置在线监测模块继续正常工作。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种非绝缘化改造条件下的OPGW融冰方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：在输电线路中安装内嵌式OPGW；

步骤2：将融冰电源接入所述内嵌式OPGW中；

步骤3：数据控制平台对所述内嵌式OPGW的覆冰厚度进行实时监测，若覆冰厚度超出覆冰阈值，则启动所述融冰电源对内嵌式OPGW进行融冰。

步骤4：所述融冰电源依据融冰温度的实时反馈数据，自动调节其输出的电流和电压，实现融冰过程的自动控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据控制平台包括覆冰监测装置、温度监测装置和控制装置；

所述覆冰监测装置，实时检测内嵌式OPGW的覆冰厚度信息；

所述温度监测装置，用于检测当所述融冰电源启动后内嵌式OPGW的实时温度；

所述控制装置，对所述覆冰厚度信息进行数据转换，判断覆冰厚度的值是否超出覆冰阈值：若覆冰厚度的值大于覆冰阈值则向融冰电源发送启动指令，开始融冰。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制装置在融冰过程中检测所述内嵌式OPGW的光纤温度，当温度超过最高允许值时，则调节所述融冰电源输的出电压和电流；

依据所述光纤温度的变化趋势，判断融冰是否完成：若完成，则向融冰电源发送关闭指令，停止融冰，融冰电源进入待机状态。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内嵌式OPGW包括绞合在铝包层内部的漆包线和光单元；所述光单元设置在漆包线所在层，或者设置在铝包层的中心层；

所述铝包层的外围依次设有铝包钢线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铝包层的内壁和所述漆包线的外壁均设有聚酰亚胺膜。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内嵌式OPGW之间通过内嵌式OPGW接头盒进行接续；所述内嵌式OPGW接头盒包括光缆接续盒和融冰电源接入盒；

所述光缆接续盒，用于实现所述内嵌式OPGW的连接；

所述融冰电源接入盒，用于融冰时所述融冰电源的接入。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光缆接续盒包括两根带绝缘层的融冰导体，以及导体接续瓷子和光纤接续盒；

所述两根融冰导体分别连接于导体接续瓷子的一端与融冰电源接入盒之间。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述融冰电源接入盒包括电缆，以及与插拔式电源接入端连接的底座；所述插拔式电源接入端和电缆的数目均为二；所述电缆与所述融冰电源连接。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，融冰电源接入盒的底座通过连接导体与光缆接续盒的导体接续瓷子相连。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述融冰电源包括温度反馈补偿模块；

所述温度反馈补偿模块接收所述数据控制平台内控制装置发送的内嵌式OPGW的温度数据，并依据该温度数据进行反馈控制，调整所述融冰电源输出的电流值，直至内嵌式OPGW的温度值小于最高允许值。