CN202093869U - 交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆 - Google Patents
交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，包括：一根直径为3.4mm的光单元线，该光单元线包括光纤和套在该光纤外部的金属管；和四层铝包钢线，第一层包括1根直径为3.7mm的铝包钢线，第二层包括5根直径为3.5mm的铝包钢线，第三层包括12根直径为3.5mm的铝包钢线，第四层包括18根直径为3.5mm的铝包钢线。这样的OPGW光缆既能与导线很好配合，降低跨越塔塔高，并满足大跨越的机械强度和防腐性能要求，还能承担特高压输电系统的通信功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路复合光纤用地线(OPGW)光缆，具体来说，涉及一种交流特高压同塔双回路大跨越中使用的大截面复合光纤用地线光缆。
背景技术
复合光纤用地线(OPGW)，又称光纤复合架空地线，兼具地线与通信光缆双重功能，一般被安装在电力架空线杆塔的顶部。OPGW光缆可以由至少一根光单元线以及多根铝包钢线和/或铝合金线绞合形成，其中通过将光纤套在密封防水的铝管或不锈钢管中形成光单元线。光单元线承担通信功能，而铝包钢线用作传导雷电流和短路时电流等的地线。通常，OPGW光缆既要保证地线的电性能和机械性能不因设置了光纤而受到损害，又要保证光纤单元也受到适当保护而不致损伤。
高压输电线路的建设不可避免地要跨越大江大河或海峡港湾。由于跨越宽阔水面的送电线路档距大，许多河流或海峡还有通航要求，因此需要特殊设计地线。由于大跨越线路一般离变电站较远，短路电流较小，并且大跨越地线的截面由于总的机械强度要求远大于一般线路，因此其截面不受热稳定的控制，主要由机械强度方面的要求所决定，也完全满足电线电晕控制下的地线最小直径。因此大跨越地线选型主要考虑其机械性能和防雷性能。
实用新型内容
由于现有的大跨越输电线路跨距小，电压等级低，因此地线用OPGW截面较小。然而，当建设例如1000kV输变电工程长江大跨越时，跨越段从江北锚塔至江南锚塔，跨距可达1815米。该工程具有跨越段长、跨越档距大、电压等级高等特点。因而，研究大截面高强度OPGW光缆用于交流特高压同塔双回路大跨越工程中很有意义。
在这样的大跨越OPGW光缆设计中，机械方面着重导线和地线的配合。为此地线通常在拉力重量比上最好能稍大于导线，不致于因地线弧垂特性的限制造成地线支架过高，以避免工程投资增加。同时，大跨越工程的地线要求有较长的运行寿命，故对地线的防腐性能也应予以重视。
本实用新型的一个目的是设计一种输电线路复合光纤用地线光缆，它能满足交流特高压同塔双回路大跨越线路中对地线机械强度的高要求，获得和导线的最佳配合，并具有良好的防腐性能。
根据本实用新型的一方面，设计了一种输电线路复合光纤用地线光缆，其特征在于包括：一根直径为3.4mm的光单元线，该光单元线包括光纤和套在该光纤外部的金属管；和四层铝包钢线，第一层包括1根直径为3.7mm的铝包钢线，第二层包括5根直径为3.5mm的铝包钢线，第三层包括12根直径为3.5mm的铝包钢线，第四层包括18根直径为3.5mm的铝包钢线。
根据上述方面，光单元线可以与第一、第二或第三层的铝包钢线绞合在一起。
根据上述方面，四层铝包钢线可包括导电率为14％IACS的铝包钢线。
根据上述方面，套在光纤外部的金属管可以是铝管或不锈钢管。优选地，该金属管可以是管壁横截面积为2.01mm2的不锈钢管。
根据上述方面，光纤可以是单模24芯光纤。
根据上述方面，输电线路复合光纤用地线光缆的外直径可以是24.7mm。
本实用新型的一个效果是：通过采用由特定根数的光单元线和铝包钢线绞合而成的结构，所形成的OPGW光缆能满足大跨越输变电工程对地线机械性能、防雷性能和通信的要求，获得与导线之间的最佳配合。此外，这种OPGW光缆具有良好的防腐性能，即使在污染的环境下也能实现较长的运行寿命。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：
图1是根据本实用新型一个实施例的输电线路复合光纤用地线光缆100的截面图。
具体实施方式
本实用新型依托的1000kV淮南-上海(皖电东送)输变电工程长江大跨越拟两根地线全部采用OPGW光缆，其将承担系统短路时电流和雷电流，同时还承担光通信功能。
机械方面，为了求得和导线的最佳配合，通常OPGW光缆在拉力重量比上最好能稍大于导线，以避免地线顶架过高而造成工程投资上的增加，同时，大跨越工程的地线要求有较长的运行寿命，故对地线的防腐性能应予重视。
在通常情况下，大跨越地线由机械强度方面的要求所控制，其机械性能方面的要求和导线是相仿的，更应注意的是和导线的配合，其拉力重量比应稍大于导线，由此不致于因地线弧垂特性的限制而造成地线顶架过高，使得工程投资增加。由于大跨越的导、地线在江面上跨越，湿度比一般线路高，地线应选择防腐性能好，并有一定运行经验的产品。近年来环境污染发展较快，在参考以往的运行经验时充分考虑了此不利因素。由于铝包钢绞线具有耐腐蚀、导电性能好、寿命长等优点，可以代替镀锌钢绞线成为新一代产品，据有关耐腐试验结果表明，铝包钢绞线是镀锌钢绞线的10.6～12.4倍。
图1示出了根据本实用新型一个实施例的输电线路复合光纤用地线(OPGW)光缆100的截面图。该OPGW光缆100包括至少一根光单元线110和多根铝包钢线120。优选地，OPGW光缆100只包括一根光单元线110，在图中用空心圆圈表示。在本实施例中，多根铝包钢线120可分为四层，第一层为处于OPGW光缆中心的1根铝包钢单丝，第二层为包在第一层外部的、绞合在一起的5根铝包钢单丝，第三层为包在第二层外部的、绞合在一起的12根铝包钢单丝，第四层为包在第三层外部的、绞合在一起的18根铝包钢单丝。在图1中用黑色实心圆圈来表示多根铝包钢线120。可以理解，这里的铝包钢线的层数和每层的铝包钢单丝的根数都是示例性的，并不限于以上数目。
在本实施例中，通过将光纤111套在密封防水的金属管112中形成光单元线110。在该金属管112中可填充阻水化合物，以增强对光纤的保护效果。金属管112可以是铝管、不锈钢管、铝包钢管或者其他可能的金属管。例如，金属管112可以是管壁横截面积(不含内部用于容纳光纤的空间)为2.01mm2的不锈钢管。
另外，光纤111可以是多种类型的光纤，优选地可以是单模24芯光纤。可以理解，可根据实际需要采用其它类型的光纤。对于选用多少导电率的铝包钢线120，由机械特性等方面的要求，可选用导电率约为14％IACS的铝包钢线作为OPGW绞线材料。
在本实施例中，在OPGW光缆100只有1根光单元线110的情况下，该光单元线110可以与第一、第二或第三层的铝包钢单丝绞合在一起，只要它不被暴露在最外层即可。图1中示出了光单元线110与第二层的铝包钢单丝绞合在一起的示意图，可以理解，这只是一个例子，其他光缆结构也是可能的。例如，唯一的1根光单元线110可以与第三层铝包钢单丝绞合在一起。或者，OPGW光缆100可包括2根或更多的光单元线110，这些光单元线可绞合在相同或不同的铝包钢线层中。
为满足大跨越地线对机械性能和电气性能的要求，OPGW光缆100中的光单元线110和铝包钢线120的截面直径要达到一定尺寸。例如，光单元线110的直径可以为3.4mm。第一层中的铝包钢线的直径为3.7mm，第二层中每根铝包钢线的直径为3.5mm，第三层中每根铝包钢线的直径为3.5mm，第四层中每根铝包钢线的直径为3.5mm。可以理解，这些尺寸只是示例性的，不是限制性的。当选择以上尺寸时，所有铝包钢线的总截面积为1×π×(3.7/2)2+(5+12+18)×π×(3.5/2)2＝347.5mm2，而OPGW光缆100的外直径约为24.7mm。在图1的截面图中，由于在铝包钢线和光单元线之间存在空隙，所以OPGW光缆100的截面积要大于光单元线110和铝包钢线120的截面积之和。在一个例子中，这些空隙中可以填充防腐材料，以增强整个OPGW光缆100的防腐效果。
OPGW光缆100的极限抗拉强度(UTS)要求不小于523.5kN，优选地，其额定拉断力(RTS)为527.4kN。
在本实用新型的一个实施例中，OPGW光缆100的特性参数如表1所示。
表1
本实用新型根据大跨越工程档距大、悬点高的特点，进行OPGW各种结构性能比较，并且从OPGW制造、光纤受力、配套金具、机械功能、电气功能、光通信性能等多方面分析论证在大跨跨越工程中应用OPGW的可行性，并设计了具有特定结构的OPGW光缆的具体方案。此处设计的OPGW光缆既能与导线很好配合，降低跨越塔塔高，还能承担特高压输电系统的通信功能，具有很好的经济效益和社会效益。
在这里的描述中，任何具体数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
注意，本实用新型的实施例并不限于上述实施例，而是可以进行各种修改而不脱离本实用新型的实质。本领域技术人员应当理解，取决于设计需求和其他因素可以发生各种修改、组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在所要保护的主题及其等同物的范围内。
Claims (7)
1.一种交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于包括：
一根直径为3.4mm的光单元线，该光单元线包括光纤和套在该光纤外部的金属管；和
四层铝包钢线，第一层包括1根直径为3.7mm的铝包钢线，第二层包括5根直径为3.5mm的铝包钢线，第三层包括12根直径为3.5mm的铝包钢线，第四层包括18根直径为3.5mm的铝包钢线。
2.如权利要求1所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于所述光单元线与第一层、第二层或第三层的铝包钢线绞合在一起。
3.如权利要求1所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于所述四层铝包钢线包括导电率为14％IACS的铝包钢线。
4.如权利要求1所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于所述金属管是铝管、不锈钢管或铝包钢管。
5.如权利要求4所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于所述金属管是管壁横截面积为2.01mm2的不锈钢管。
6.如权利要求1所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于所述光纤为单模24芯光纤。
7.如权利要求1所述的交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆，其特征在于该交流特高压同塔双回路大跨越大截面复合光纤用地线光缆的外直径为24.7mm。
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