CN209592931U - 一种基于光纤复合相线的架空输电线路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于光纤复合相线的架空输电线路，包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态或电气连接状态；所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接。本实用新型大幅度降低在严重雨雪冰冻气象条件下架空输电线路的导线‑地线放电跳闸次数和放电可能引发的地线断线数量和大范围倒塔数量及提高光纤通信安全，具有资金投入小、性价比高的有益效果。

Description

一种基于光纤复合相线的架空输电线路

技术领域

本实用新型涉及电力输送技术领域，尤其涉及一种基于光纤复合相线的架空输电线路。

背景技术

架空输电线路(简称线路)是电网的重要组成部分。现有线路普遍具有光纤通信功能，其中35kV等低电压等级的配电网线路一般只有输送电能的架空导线(简称导线)、而没有防雷的架空地线(简称地线)，所以在导线中至少采用一根含有光纤单元的光纤复合相线(OPPC)，在输送电能的同时实现光纤通信功能；110kV及以上电压等级的主电网线路一般既有导线又有地线，其中在地线中至少采用一根含有光纤单元的光纤复合架空地线(OPGW)，在实现防雷功能的同时实现光纤通信功能，其它的地线则采用无光纤单元的常规地线，所有导线均采用无光纤单元的常规导线。本实用新型的内容主要适用于110kV及以上电压等级的主电网线路，以下重点分析冰灾中该类线路的薄弱点。

雨雪冰冻气象条件下，110kV及以上电压等级的主电网线路的导线、地线和OPGW的严重覆冰可导致线路放电、断线、倒塔和电网大面积停运，严重威胁电网的安全稳定运行，如：2005年的华中电网冰灾、2008年的华中华东电网冰灾及2015年的华北电网(含冀北电网)冰灾。冰灾期间的主要缺陷、故障包括：

(1)导线-地线(或OPGW)放电：雨雪冰冻气象条件可在导线、地线上形成严重的覆冰雪，并进一步引发如下现象：①地线及OPGW张力增大且弹性伸长，导致地线及OPGW弧垂增大；②线路塔两侧不均匀覆冰雪、地线支架损伤变形及地线在悬垂线夹中滑移等致使导线、地线及OPGW顺线路方向偏移，造成导线-地线(或OPGW)间距的大幅度变化；③导线、地线及OPGW脱冰跳跃，造成导线-地线(或OPGW)间距的大幅度变化。上述多种情况的组合极易造成导线-地线(或OPGW)之间的空气间隙放电，这种与地线及OPGW相关的放电占2015年冀北电网冰灾中25次线路跳闸的96％，在其它历次冰灾中导线-地线(或OPGW)放电的占比也高达约50％，是电网冰灾中长期存在、不易根治的难题。导线-地线(或OPGW)放电的分析表明：地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点。

(2)地线及OPGW断线：2015年冀北电网冰灾有3条500kV线路和1条220kV线路发生地线及OPGW断线，且地线及OPGW断线点同时也是导线-地线(或OPGW)的放电点，其它电网均有类似情况。计算表明：一方面覆冰雪导致地线及OPGW张力增大，另一方面导线-地线(或OPGW)放电产生的局部高温(500℃)可使放电点的机械强度下降50％，上述两个因素同时作用才可导致地线及OPGW断线，而单一的覆冰雪导致的张力增大因素则难以造成地线及OPGW断线，即冰灾中如果未发生导线-地线(或OPGW)放电则地线及OPGW断线的概率将大幅度下降。地线及OPGW断线的分析再次表明：地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点。

(3)大面积倒塔和断线：当线路塔承受的垂直荷载或水平荷载(即纵向不平衡张力)超过设计阈值时，可能造成倒塔，其中纵向不平衡张力对于线路塔的威胁更大。严重雨雪冰冻气象条件下，倒塔一般是成串发生的，其中承受纵向不平衡张力较弱的某一基直线塔往往成为倒塔起始点，该倒塔通过导线和地线的传递又在相邻的直线塔上产生纵向不平衡张力并再次引发倒塔，该倒塔过程形成连锁反应，造成大量倒塔和断线，直至可承受较大纵向不平衡张力的耐张塔为止，如：2008年华中电网冰灾21条500kV线路倒塔319基。因此，深层次分析成串倒塔起始点的倒塔原因并设计行之有效的反措，对于电网冰灾的防治可起到事半功倍的效果。以下重点分析地线及OPGW(包括地线及OPGW放电、地线及OPGW断线)与第一基倒塔的关系：①如前所述，冰灾中的导线-地线(或OPGW)放电是地线及OPGW断线的主要诱发因素，而地线及OPGW断线又使线路塔承受一个纵向不平衡张力的冲击，对于冰灾期间已接近极限承载状态的线路塔，该冲击极易引发倒塔。②如前所述，冰灾中的导线-地线(或OPGW)放电跳闸占比很高，且冰灾中的跳闸重合成功率较低，易导致线路停运并中断导线的阻性发热，从而加速了导线覆冰并增大了线路塔的承载，对于冰灾期间已接近极限承载状态的线路塔，承载的进一步增大极易引发倒塔。因此，合理推测冰灾中大范围倒塔、断线中的较大比例是由导线-地线(或OPGW)放电跳闸和地线及OPGW断线直接或间接引发的。倒塔的分析再次表明：地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点。

综上所述，地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点，且导线-地线(或OPGW)之间的放电是引发后续的地线及OPGW断线以及大范围倒塔断线的重要原因，也是威胁光纤通信安全的重要原因。2008年华中冰灾分析报告中的内容也直接或间接证实了上述结论：①冰灾中倒塔“基本发生在线路停运后”，而导致线路停运的原因包括“OPGW光缆、架空地线覆冰弧垂下降”；②“恢复重建期间带病运行线路共21条，……，导线损伤1处，地线损伤4处，光缆损坏21处”；③“对于地线等受损而停运的线路，提出了剪断地线运行等一批临时应急送电措施，对维持主电网的运行起到了十分积极的作用”；④四川电网在雨雪冰冻气象条件下，部分线路“直接落下地线运行”作为维持电网运行的重要措施。

综上所述，需要针对严重雨雪冰冻气象条件下110kV及以上电压等级线路的薄弱点——地线及OPGW，设计和采取有效的防冰灾措施，抑制线路冰灾故障，降低冰灾损失。但是由于OPGW与常规的地线的结构和功能的差异，如：地线可以分为互不连接的多段而不影响其防雷功能，而OPGW则必须保持连续状态才能发挥其光纤通信功能，因此现有的地线的防冰灾技术是不能用于OPGW的，具体的就是线路虽然可以通过“地线开耐张方式和增加地线耐张绝缘子”实现“断开地线跳线时的防冰运行方式”，使地线与线路塔处于绝缘状态，但是该方案却不能用于OPGW，即不能使OPGW与线路塔处于绝缘状态，因此对于含有OPGW的110kV及以上电压等级的线路，该方案无法完全、充分实现防冰灾作用；对于使用OPGW的110kV及以上电压等级的线路，如何有针对性且高效地解决防冰灾问题、同时保留线路的光纤通信功能是当前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种基于光纤复合相线的架空输电线路，通过地线开耐张方式、地线耐张绝缘子及光纤复合相线(OPPC)的导线，大幅度降低了在严重雨雪冰冻气象条件下架空输电线路的导线-地线放电跳闸次数，以及降低了放电可能引发的地线断线数量和大范围倒塔数量，提高了线路抗冰能力和冰灾期间的光纤通信安全，具有资金投入小及性价比高的有益效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供的一种基于光纤复合相线(OPPC)的架空输电线路，该架空输电线路包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；

所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；

所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；

所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态或电气连接状态；

所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接。

一实施例中，当所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态时，所述地线跳线与所述地线之间的绝缘强度大于等于所述地线耐张绝缘子的绝缘强度，用于防冰运行方式。

一实施例中，当所述地线跳线与所述地线之间处于电气连接状态时，用于防雷运行方式。

一实施例中，所述地线跳线与所述线路塔的连接方式包括：将所述地线跳线与所述线路塔直接电气连接或用与放电间隙并联的常规的地线绝缘子将所述地线跳线与所述线路塔相连接。

一实施例中，所述地线耐张绝缘子包括但不限于：棒形悬式复合绝缘子、盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子及棒形悬式瓷绝缘子。

一实施例中，所述地线耐张绝缘子的连接方式包括：单联绝缘子方式及多联绝缘子方式。

一实施例中，所述线路塔包括但不限于：直线塔及耐张塔。

一实施例中，所述线路塔至少为两基线路塔。

本实用新型提供了一种基于光纤复合相线的架空输电线路，该架空输电线路包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；在可引起线路冰灾的严重雨雪冰冻气象条件下所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态，用于防冰运行方式；在其它气象条件下所述地线跳线与所述地线之间处于电气连接状态，用于防雷运行方式；所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接。本实用新型大幅度降低在严重雨雪冰冻气象条件下架空输电线路的导线-地线放电跳闸次数，以及放电可能引发的地线断线数量和大范围倒塔数量，同时具有资金投入小、性价比高及可提高冰灾期间光纤通信安全的显著效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种防雷运行方式时地线跳线直接电气连接在线路塔的架空输电线路的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时地线跳线直接电气连接在线路塔的架空输电线路的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中的防雷运行方式时地线跳线直接电气连接在线路塔，且进一步用并沟线夹将地线跳线连接在线路塔以加强地线跳线和线路塔的电气连接性能的架空输电线路的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时地线跳线直接电气连接在线路塔，且进一步用并沟线夹将地线跳线连接在线路塔以加强地线跳线和线路塔的电气连接性能的架空输电线路的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例中的防雷运行方式时用与放电间隙并联的常规地线绝缘子将地线跳线连接在线路塔的架空输电线路的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时用与放电间隙并联的常规地线绝缘子将地线跳线连接在线路塔的架空输电线路的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时用于两基相邻的直线塔的架空输电线路的结构示意图；

图8是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时用于两基相邻的耐张塔的架空输电线路的结构示意图；

图9是本实用新型一实施例中的防冰运行方式时用于相邻的一基直线塔和一基耐张塔的架空输电线路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

技术术语解释：

架空导线：架空输电线路中用于传输电能的装置，简称导线。

架空地线：架空输电线路中用于防止雷电直击导线的装置，一般安装在导线上方或斜上方，简称地线，又称避雷线。

耐张塔：架空输电线路的一种塔型，承受水平荷载和垂直荷载的能力均较强。

直线塔：架空输电线路的一种塔型,承受垂直荷载的能力较强，但承受水平荷载的能力较弱。

导线绝缘子：用于将架空输电线路的导线连接在线路塔、且能够承受导线和线路塔之间的符合设计要求的电压和机械力的绝缘子。

光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire(OPGW))：将光纤单元复合在传统的地线中，形成的具有线路防雷和通信的双重功能的架空地线。

光纤复合相线(Optical Phase Conductor(OPPC))：将光纤单元复合在传统的导线中，形成的具有传输电能和通信的双重功能的导线。

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路，其结构示意图如图1所示，该架空输电线路包括：采用无光纤单元的地线1、地线耐张绝缘子2、地线跳线3及至少一根采用光纤复合相线(OPPC)的导线4。

地线1以开耐张方式(也称水平连接方式)与一线路塔5相连接。

地线耐张绝缘子2水平连接于地线1和线路塔5之间。地线耐张绝缘子2的电气参数大于等于架空输电线路的导线绝缘子6的电气参数。其中，电气参数具体为除了大气过电压以外的电气参数，本申请不以此为限。

地线跳线3与地线1之间处于电气绝缘状态(即无电气连接的状态)或电气连接状态(即电气连接的状态)。

导线4通过导线绝缘子6与线路塔相连接。

具体实施时，该基于光纤复合相线的架空输电线路中地线1的数量为一根或多根。当地线1为一根时，该地线1采用无光纤单元的地线；当地线1为多根时，全部地线1均采用无光纤单元的地线。

在一个实施例中，如图1所示，当地线跳线3与地线1之间处于电气连接状态时，用于防雷运行方式。防雷运行方式适用于一般不会导致电网冰灾的气象条件，本申请的架空输电线路的防雷运行方式具有常规的防雷功能。

在一个实施例中，如图2所示，当地线跳线3与地线1之间处于电气绝缘状态时，地线跳线3与地线1之间的绝缘强度大于等于地线耐张绝缘子2的绝缘强度，用于防冰运行方式。本申请架空输电线路的防冰运行方式适用于可能导致电网冰灾的雨雪冰冻气象条件，防冰运行方式可避免导线4(含光纤复合相线(OPPC))、地线覆冰雪造成的导线-地线之间的放电和放电可能引发的地线断线和倒塔，且有效降低了地线采用OPGW时的光纤通信故障概率。

在一个实施例中，地线跳线3与线路塔5连接的方式包括：将地线跳线3与线路塔5直接电气连接或用与放电间隙8并联的常规地线绝缘子9将地线跳线3与线路塔5相连接。

具体实施时，如图3所示，将地线跳线3直接电气连接在线路塔5(包括直线塔和/或耐张塔)上，同时用并沟线夹7将地线跳线3连接在线路塔5上以进一步确保良好的电气连接性能，且此时本申请的架空输电线路处于防雷运行方式。

如图4所示，将地线跳线3直接电气连接在线路塔5(包括直线塔和/或耐张塔)上，同时用并沟线夹7将地线跳线3连接在线路塔5上以进一步确保良好的电气连接性能，且此时本申请的架空输电线路处于防冰运行方式。

如图5所示，用与放电间隙8并联的常规地线绝缘子9将地线跳线3连接在线路塔5(包括直线塔和/或耐张塔)上，且此时本申请的架空输电线路处于防雷运行方式。

如图6所示，用与放电间隙8并联的常规地线绝缘子9将地线跳线3连接在线路塔5(包括直线塔和/或耐张塔)上，且此时本申请的架空输电线路处于防冰运行方式。

在一个实施例中，地线耐张绝缘子2包括：棒形悬式复合绝缘子、盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子及棒形悬式瓷绝缘子，本实用新型不以此为限。

在一个实施例中，地线耐张绝缘子2的连接方式包括：单联绝缘子方式及多联绝缘子方式。

具体的，单联绝缘子方式为仅使用棒形悬式复合绝缘子、盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子或棒形悬式瓷绝缘子中一个绝缘子或一个绝缘子串作为地线耐张绝缘子2。

多联绝缘子方式通常为多个同一型号的绝缘子或多个同一型号的绝缘子串并联作为地线耐张绝缘子2。

在一个实施例中，线路塔5包括：直线塔10及耐张塔11。

在一个实施例中，线路塔5至少为两基线路塔。

具体实施时，本实用新型的架空输电线路的应用范围是相邻的两基线路塔或者连续的多基线路塔。其中，各线路塔5可以为直线塔和/或耐张塔，各线路塔5可以是相同类型也可以是不同类型，本实用新型不以此为限。

如图7所示，为本实用新型的架空输电线路应用于两基相邻的直线塔且处于防冰运行方式的结构示意图。地线跳线3是直接电气连接在直线塔10的。此时已将地线跳线3从地线1的连接金具(如：地线耐张线夹的引流板等)上拆下并固定于直线塔10上，即地线1与地线跳线3之间是电气绝缘的，由于地线耐张绝缘子2的电气参数(不包括大气过电压参数)大于等于导线绝缘子6的电气参数，因此地线1与直线塔10之间的绝缘强度(包括地线耐张绝缘子2和空气间隙)能够承受线路相电压及操作过电压。在该运行方式下，前述导线(含OPPC、下同)4、地线1覆冰导致的地线1弹性伸长、地线1及(或)导线4顺线偏移、地线1及(或)导线4脱冰跳跃等因素造成的导线4-地线1间距缩小均不能引发导线4-地线1放电，相应也就避免了后续源于放电的地线断线和倒塔。

本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路，只是将直线塔10的地线1的悬垂连接方式改为开耐张方式(也称水平连接方式)，因此只需针对源于地线1的机械荷载的增大来提高直线塔10的抗冰强度，对于工程造价的影响有限，具有全面推广应用价值。目前提高直线塔10的整体抗冰强度的措施，需要同时针对源于地线1和导线4的机械荷载的增大来提高直线塔的抗冰强度，对于工程造价的影响巨大，难以全面推广应用，而且虽然提高了直线塔的抗冰等级，但无法解决冰灾期间导线-地线放电跳闸的难题。

图8为本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路应用于两基相邻的耐张塔且处于防冰运行方式的结构示意图。如图8所示，地线跳线3与耐张塔11直接电气连接。当导线4及地线1由于覆冰造成导线4-地线1间距缩小时，不会引发导线-地线之间的放电，相应也就避免了可能源于放电的地线断线和倒塔。

本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路不改变耐张塔11的地线开耐张方式(也称水平连接方式)，因此，基本无需提高耐张塔11的机械强度，仅增加了地线耐张绝缘子2且要求地线耐张绝缘子2的电气参数(不包括大气过电压参数)大于等于导线绝缘子6的电气参数，对于工程造价的影响可以忽略，具有全面推广应用价值。

图9为本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路应用于相邻的一基直线塔和一基耐张塔，且处于防冰运行方式的结构示意图。如图9所示，地线跳线3是直接电气连接在线路塔5(包括一基直线塔10和一基耐张塔11)的。当导线4及地线1由于覆冰造成导线4-地线1间距缩小时，不会引发导线-地线之间的放电，相应也就避免了可能源于放电的地线断线和倒塔。

本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路是基于对线路冰灾的薄弱点——地线和OPGW的充分认识以及难以定量计算导线、地线顺线偏移和脱冰跳跃的实际困难而提出的，通过将线路的光纤功能由地线转移至导线，并且在雨雪冰冻气象条件下使地线与线路塔完全绝缘，有效避免了导线-地线的放电，同时避开了导线、地线顺线偏移和脱冰跳跃的定量设计难题。本实用新型将光纤单元由OPGW转至OPPC中，一方面解决了防冰运行方式时OPGW不能与线路塔绝缘的难题，另一方面解决了冰灾期间OPGW易断线、影响光纤通信的难题。

本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路，包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态或电气连接状态；所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接。本实用新型大幅度降低在严重雨雪冰冻气象条件下架空输电线路的导线-地线放电跳闸次数，以及放电可能引发的地线断线数量和大范围倒塔数量，同时提高冰灾期间的光纤通信安全，具有资金投入小、性价比高的显著效果。

本实用新型提供的一种基于光纤复合相线的架空输电线路包括：防冰运行方式和防雷运行方式。其中，防冰运行方式适用于可能导致电网冰灾的雨雪冰冻气象条件，防冰运行方式的地线跳线与地线之间处于电气绝缘状态(即无电气连接的状态)，可避免导线、地线覆冰雪造成的导线-地线之间的放电以及放电可能引发的地线断线和倒塔。防雷运行方式适用于其它气象条件，防雷运行方式的地线跳线与地线之间处于电气连接状态，具有常规的防雷功能。本实用新型是一种防冰灾效果好、投资少的架空输电线路(简称线路)，且可提高冰灾期间的光纤通信安全，可在电网防冰灾工作中起到事半功倍的效果。

同时，与现有防冰灾措施相比，本实用新型还具有下列优点：

1、无需屈从冰灾压力而违心提升线路抗冰等级

冰灾期间发生导线-地线放电和地线断线时，需要校验造成放电和断线的地线覆冰厚度，校验方法就是目前线路设计采用的应力-弧垂计算方法。①一是计算可使地线弧垂增大至足以引起导线-地线放电的覆冰量，该计算方法仅考虑地线覆冰、弹性伸长导致的弧垂增大，而不考虑不均匀覆冰、导线地线顺线偏移导致的弧垂变化以及脱冰跳跃导致的间距变化，因此覆冰量计算结果(即间距校验结果)一般会严重偏大，如：2015年华北的严重冰灾中，虽然线路的覆冰量确实高于一般年份，但采用上述覆冰量校验方法，仍然导致校验结果严重偏大。②二是计算可使地线张力增大至足以造成地线断裂的覆冰量，该计算方法仅考虑地线覆冰、张力增大，而不考虑放电后地线局部升温导致机械强度的大幅度下降，因此覆冰量计算结果(即张力校验结果)也会严重偏大。不可否认，过去设计单位也是考虑不均匀覆冰产生的纵向不平衡张力的，但仅限于线路塔的机械荷载分析，而忽略了对导、地线弧垂和间距的影响(如：输变电设备抗冰安全状态评估导则(运检二函〔2012〕142号))。直至2012年3月500kV海万线、丰万线发生严重冰雪跳闸且由冀北电科院提出覆冰校验方法的缺点后，该状态才有所改变，部分冰灾分析开始考虑导、地线顺线偏移的因素。

校验结果的严重偏大造成了大幅度提高线路抗冰等级的需求与巨大的工程投资之间的矛盾。在这种情况下，一般的反措是将覆冰量校验结果打一定的折扣，然后按打折值来提高线路抗冰等级，如：覆冰量校验结果为25mm，但设计覆冰厚度仅由10mm提高至15mm。然而，这种抗冰等级的提高并不符合实际的覆冰程度，只是对于导线、地线顺线偏移和脱冰跳跃因素而勉强采取的措施，甚至可以认为只是为了对实际发生的冰灾事故做出一个交代。由于该措施的针对性较差，因此难以在今后的冰灾中全面抑制导线-地线放电以及可能进一步引发的地线断线和倒塔。

本实用新型在严重雨雪冰冻气象条件下，使地线与线路塔处于绝缘状态，从而有效避免导线-地线之间的放电，而无须逐一考虑导线地线弹性伸长、顺线偏移和脱冰跳跃等因素，更无须屈从于冰灾压力而违心提升线路抗冰等级。

2、与现有提高线路本体的整体抗冰能力的措施相比，本实用新型大幅度降低了工程投资。

如前所述，地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点，且导线-地线之间的放电是引发后续的地线断线以及大范围倒塔断线的重要原因，因此如果有针对性地克服地线的薄弱点，可能在线路冰灾防治中起到事半功倍的效果。根据上述思路，本实用新型重点针对地线采取措施——通过地线耐张绝缘子以开耐张方式将地线连接于线路塔，包括直线塔和耐张塔。

①耐张塔是用于支撑和固定导线的一种线路塔，承受水平荷载和垂直荷载的能力均较强。对于耐张塔，本实用新型由于不改变地线原有的开耐张连接方式，因此现有耐张塔的结构、尺寸、机械强度及造价变化很小。

②直线塔也是用于支撑和固定导线的一种线路塔，承受垂直荷载的能力较强，但承受水平荷载的能力较弱。对于直线塔，本实用新型需要将地线原有的悬垂连接方式改为开耐张连接方式，直线塔承受的源自地线的机械荷载有所增大，因此现有直线塔的机械强度、特别是地线支架的机械强度须相应提高，直线塔的造价也须相应提高；但是，与目前广泛应用的、提高直线塔的整体机械强度的防冰措施相比较，目前措施的直线塔既需要考虑来自地线的机械荷载的增大、也需要考虑来自导线的机械荷载的增大，如：2005和2008年冰灾后，国家电网公司制定了《中重冰区架空输电线路设计技术规定》(Q/GDW182-2008)，该标准就是同时针对导线和地线提高了线路塔承受纵向不平衡张力的能力。而来自导线的机械荷载是影响线路塔的机械强度和造价的主要因素，因此本实用新型的铁塔造价和工程造价的增长幅度显著低于目前的措施。

③本实用新型在防雷运行方式下，地线跳线通过金具(如：地线耐张线夹的引流板)与地线实现电气连接，如图1、图3和图5所示，此时地线跳线与线路塔之间无绝缘距离要求，与地线耐张绝缘子之间也无绝缘距离要求，即本实用新型无需大幅度提高现有线路塔的塔头尺寸，无需显著增加工程造价。

3、与现有一些电网在冰灾期间“直接落下地线运行”等防冰措施相比，本实用新型的防冰运行方式仅涉及地线跳线的拆装；而且这种地线跳线的拆装可以与国家电网公司正在推广的电网冰灾预警系统相结合，即仅在预警系统发布的极少数的严重雨雪冰灾气象条件时，才进行地线跳线的拆装和运行方式的转换。因此，线路运行期间的工作量大幅度减少。

4、本实用新型有效回避了现有交、直流融冰技术用于架空地线的难度较大的问题。相对于国内早期的交流融冰技术，直流融冰技术是一个重要进步。但是，融冰技术也具有较明显的局限性，一是融冰过程中线路处于停运状态，不利于大面积冰灾期间的电力供应；二是主要适用于导线融冰，对于存在分段绝缘或逐塔接地特征的地线和OPGW则实施困难，可操作性较差，即融冰技术对于电网冰灾中的线路薄弱点——地线及OPGW的作用比较有限。本实用新型无须在冰灾期间主动停电，且有效回避了现有交、直流融冰技术用于架空地线的困难。

5、本实用新型解决了冰灾期间OPGW易断线、影响光纤通信安全的难题。本实用新型的防冰灾方法将光纤单元由OPGW转至OPPC中，一方面解决了防冰运行方式时OPGW不能与线路塔绝缘的难题，另一方面解决了冰灾期间OPGW易断线、影响光纤通信安全的难题。

6、本实用新型的防冰灾方法将线路的光纤单元由OPGW转至OPPC中，使500kV及以上电压等级的线路地线可以全部使用无光纤单元的常规的地线，并全部采用分段绝缘、单点接地方式，可降低线路地线的感应电损耗。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；

所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；

所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；

所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态或电气连接状态；

所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接；其中，

将所述架空输电线路的光纤功能由地线转移至导线。

2.根据权利要求1所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，当所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态时，所述地线跳线与所述地线之间的绝缘强度大于等于所述地线耐张绝缘子的绝缘强度，用于防冰运行方式。

3.根据权利要求1所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，当所述地线跳线与所述地线之间处于电气连接状态时，用于防雷运行方式。

4.根据权利要求1所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，所述地线跳线与所述线路塔的连接方式包括：将所述地线跳线与所述线路塔直接电气连接或用与放电间隙并联的常规的地线绝缘子将所述地线跳线与所述线路塔相连接。

5.根据权利要求1所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，所述地线耐张绝缘子包括但不限于：棒形悬式复合绝缘子、盘形悬式瓷绝缘子、盘形悬式玻璃绝缘子及棒形悬式瓷绝缘子。

6.根据权利要求5所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，所述地线耐张绝缘子的连接方式包括：单联绝缘子方式及多联绝缘子方式。

7.根据权利要求1所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，所述线路塔包括但不限于：直线塔及耐张塔。

8.根据权利要求1或7所述的基于光纤复合相线的架空输电线路，其特征在于，所述线路塔至少为两基线路塔。