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        OPPC技術(shù)標準化的研究與應用

        2017-07-08 07:06:19徐巍峰劉縉軍朱利鋒凌軍劉亞民
        科技創(chuàng)新與應用 2017年19期
        關(guān)鍵詞:應用研究

        徐巍峰+劉縉軍+朱利鋒+凌軍+劉亞民+陳新安+王華秋

        摘 要:光纖復合架空相線(OPPC)是將光纖單元復合在架空相線中的光纜,具有電能傳輸和光通信信號傳輸?shù)碾p重功能。國網(wǎng)浙江省電力公司麗水供電公司結(jié)合輸電線路改造,開展了OPPC在10kV輸電線路的應用研究,編寫了《OPPC技術(shù)標準》和《OPPC安裝作業(yè)指導書》。文章主要介紹了OPPC及其智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)線路上的首次設計和標準化應用。隨著OPPC在低壓電網(wǎng)線路中的應用,編制規(guī)范化、專業(yè)化的OPPC應用標準,將使OPPC在更高電壓等級線路上的應用得到進一步推廣,同時能夠為電力線路的智能化改造提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:OPPC;技術(shù)標準化;應用研究

        中圖分類號:F407.61 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)19-0176-02

        目前國內(nèi)常用的ADSS、OPGW、普纜三種光纜存在有使用壽命短、纖芯不足、容易被外力破壞的缺點。而光纖復合架空相線(Optical fiber composite overhead phase conductor,以下簡稱OPPC)同時具有相線架空與光纖通信的功能,能夠有效改善這些缺點。2005年,國內(nèi)首條OPPC試應用,隨后OPPC在全國各地區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)中進行初步應用。目前國內(nèi)缺乏的OPPC相應產(chǎn)品的完整規(guī)范和電力行業(yè)技術(shù)標準。主要由制造商和用戶協(xié)商進行OPPC的檢驗和驗收。根據(jù)相關(guān)調(diào)查與研究,目前OPPC相關(guān)的標準仍不存在。標準是科學管理的基礎,是技術(shù)發(fā)展的保障。所以,要實現(xiàn)OPPC在智能電網(wǎng)建設中的信息化目標,急切需要編寫完整的OPPC技術(shù)標準。

        1 技術(shù)標準內(nèi)容

        OPPC技術(shù)標準將對光纖復合架空相線(OPPC)的定義、產(chǎn)品型號和標記、結(jié)構(gòu)、交貨長度、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和貯存提出標準規(guī)范要求。該技術(shù)標準將適用于OPPC,主要用于10kV~500kV電壓等級的輸電線路。主要內(nèi)容概述如下:

        (1)“范圍”,主要規(guī)定標準對OPPC的定義、產(chǎn)品型號和標記、結(jié)構(gòu)、交貨長度、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、運輸和貯存進行了規(guī)范要求。

        (2)“規(guī)范性引用文件”,主要規(guī)定對于OPPC技術(shù)標準的應用必不可少的相關(guān)文件。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本OPPC技術(shù)標準。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于OPPC技術(shù)標準。同時列出通過由OPPC技術(shù)標準的引用而成為該標準的條款。

        (3)“術(shù)語和定義”,主要是為描述OPPC光纜結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求而定。介紹OPPC技術(shù)標準中的相關(guān)術(shù)語和定義,包括光纖復合架空相線(Optical fiber composite overhead phase conductor(OPPC))、光單元(optical unit)、額定抗拉強度(rated tensile strength(RTS))、最大允許拉力 (maximum allowable tension(MAT))、年平均運行張力 (everyday stress)、應變限量(strain margin)、允許載流量(allowable current capacity)、導線(conductor)、同心絞導線(concentric lay stranded conductor)、絞合方向(direction of lay)、節(jié)距(lay length)、節(jié)徑比 (lay ratio)和鋼比(steel ratio)。

        (4)“產(chǎn)品型號和標記”,是技術(shù)標準不可缺少的內(nèi)容,該部分對OPPC進行規(guī)范,規(guī)定OPPC型號(包括型式、規(guī)格、光纖數(shù)量和類別)和標記。內(nèi)容的確定主要參照YD/T 908-2012《光纜型號命名方法》。例如:

        光纖數(shù)量和類別:光纖數(shù)量代號用光纜中同類別光纖的實際有效數(shù)目的數(shù)字表示,當光纜中具有不同類別的光纖時,應當分別表示,中間用“+”相連。光纖類別代號表示如表1所示。

        (5)“OPPC結(jié)構(gòu)”,主要規(guī)定OPPC結(jié)構(gòu)、光單元(包括光纖、保護管、阻水材料以及防腐油膏)、OPPC作為絞合導線的要求(包括絞合單線、表面、絞制、接頭、線密度-單位長度質(zhì)量、額定抗拉強度以及直流電阻)。例如:導線的絞合節(jié)徑比應符合表2的規(guī)定,不銹鋼管位于所有絞合層的第一層,其節(jié)徑比與該層其他單絲的絞合節(jié)徑比相同。

        額定抗拉強度:

        單一絞線(鋁絞線、鋁合金絞線、鍍鋅鋼絞線、鋁包鋼絞線)的額定拉斷力應為所有單線最小拉斷力的總和。

        鋼或鋁包鋼芯鋁(鋁合金)絞線的額定拉斷力,應為鋁(鋁合金)部分的拉斷力與對應鋁(鋁合金)部分在斷裂負荷下鋼或鋁包鋼部分伸長時的拉力的總和。

        為規(guī)范及實用起見鋼或鋁包鋼部分的拉斷力偏安全地規(guī)定為:按250mm標距,1%伸長時的應力確定。

        鋁合金芯鋁絞線的額定拉斷力為硬鋁線部分與鋁合金線部分95%的拉斷力的總和。

        (6)“交貨長度”,規(guī)定OPPC交貨盤長應為訂貨合同中所要求的配盤長度,不允許有負公差。

        (7)“性能特性”,規(guī)定與桿塔距離、弧垂要求、冰荷、風荷和懸掛點的允許張力有關(guān)的特性參數(shù)。其他要求可由用戶提出要求或雙方商定。特定性能包括設計結(jié)構(gòu)、OPPC的特性參數(shù)、OPPC中的光纖性能(包括光纖的衰減特性和光纖的截止波長)、機械性能(包括OPPC的抗拉性能、OPPC的應力-應變性能、過滑輪性能、風激振動性能、舞動性能以及蠕變性能)、OPPC的電氣性能(包括直流電阻)以及OPPC的環(huán)境性能(包括溫度衰減性能、滴流性能以及滲水性能)。例如:

        光纖的衰減系數(shù):

        光纖的典型最大衰減系數(shù)在1310nm波長下為≤0.36dB/km或在1550nm波長下為≤0.22dB/km。

        光纖衰減點不連續(xù)性:

        在1310nm和1550nm波長時,光纖連續(xù)長度上不應有超過0.10dB的不連續(xù)點。

        光纖的衰減波長特性:

        對于B1光纖,在(1285-1330)nm波長范圍內(nèi)的衰減值,相對于1310nm波長的衰減值,應不超過0.05dB/km。

        對于B1和B4光纖,在(1525-1575)nm波長范圍內(nèi)的衰減值,相對于1550nm波長的衰減值,應不超過0.05dB/km。

        (8)“試驗方法”,主要提出光纜的各項性能、試驗項目應按規(guī)定的試驗方法進行驗證。其中包括:OPPC結(jié)構(gòu)檢查、光纖各項性能試驗、絞合前單線性能試驗、OPPC長度檢查、OPPC各項機械性能試驗、OPPC電氣性能試驗以及OPPC環(huán)境性能試驗。例如:

        OPPC抗拉性能試驗:

        a.試驗方法:GB/T 1179-2008中附錄B。

        b.試驗條件:試樣長度不小于10m。

        c.驗收要求:在承受不小于95%RTS而無任何絞合單線破斷。

        注:特殊需求由用戶和制造廠商根據(jù)工程需要協(xié)商。

        (9)“檢驗規(guī)則”,參考綜合了電力光纜的相關(guān)標準,主要對OPPC檢驗要求進行了規(guī)定。規(guī)定光纜產(chǎn)品檢驗分為出廠檢驗(或交收檢驗)和型式檢驗(或例行檢驗)。例如:

        型式檢驗周期:

        OPPC產(chǎn)品在下列情況之一時,應進行型式檢驗:

        a.OPPC產(chǎn)品試制定型鑒定時。

        b.正式生產(chǎn)后,如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變,可能影響產(chǎn)品性能時。

        c.正常生產(chǎn)時,應每三年進行一次。

        d.停產(chǎn)半年以上,恢復生產(chǎn)時。

        e.出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時。

        f.主管質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗要求時。

        g.大批量產(chǎn)品的買方要求在驗收中進行型式檢驗時。

        (10)“包裝、標志及標簽、運輸和儲存”,主要規(guī)定光纖復合架空相線(OPPC)的包裝、標志及標簽、運輸和儲存等方面內(nèi)容。

        2 應用實例

        OPPC技術(shù)標準的實際應用以浙江省麗水市青田縣東門209線為例。浙江省麗水市青田縣東門209線為青田公司局大樓至35kV城南變的一條10kV線路,該段線路在運行光纜為04年投運的12芯普通光纜,存在光纜老化、故障率高、纖芯不足、無法滿足業(yè)務發(fā)展需要等問題,急需建設一條24芯光纜。該線路路由多為公路邊、鐵路邊,線路架設環(huán)境條件復雜,桿路多為12米水泥桿,若建設ADSS光纜存在對地安全距離達不到要求,不能滿足跨公路高度要求,無法解決防盜、防外力破壞等問題,且對桿塔受力有特殊要求,架設光纖復合架空相線(OPPC)將有效解決此類問題,完善青田地區(qū)南環(huán)光纜通信網(wǎng)和麗水地區(qū)光纜通信網(wǎng)。

        2.1 實施內(nèi)容

        根據(jù)麗水青田供電公司所轄10kV東門209線實際運行情況,提出青田供電公司局大樓至35kV城南變的OPPC改造方案。將東門209線1#-51#三相導線中的一根導線改造成光纖復合架空相線(OPPC),線路全長3.2km,其中OPPC線路長度為2.734km,形成青田公司局大樓通信機房——35kV城南變的光纜通信通道。

        2.2 OPPC技術(shù)標準選型應用

        本工程原導線型號為:LGJ-240/30,更換為OPPC的相應型號為:OPPC-24B1-240/30。導線與OPPC的參數(shù)比較如表3所示。

        從表3可以看出,該工程中設計的OPPC導線在直徑、截面積、單位質(zhì)量、拉斷力等機械特性與光纖復合架空相線(OPPC)技術(shù)標準所規(guī)定的各項性能特性相符,同時具有普通兩相導線的全部性能,在滿足導電性能的同時滿足通信的要求。

        3 結(jié)束語

        在我國電力通信網(wǎng)中, ADSS和OPGW兩電力特種光纜已經(jīng)實踐應用多年,有著較為豐富和成熟的經(jīng)驗和相關(guān)技術(shù)標準,與其相比,OPPC應用仍然處于初級市場培育階段,沒有系統(tǒng)地建立相應的規(guī)范和標準,包括產(chǎn)品、相應附件標準和檢驗標準等。由于OPPC的眾多優(yōu)勢,OPPC近年來的應用呈現(xiàn)上升態(tài)勢,其相關(guān)的配套設備、材料、工具以及制造工藝將面臨著越來越嚴苛的要求。技術(shù)標準的發(fā)展與科學技術(shù)的進步息息相關(guān)密不可分。OPPC技術(shù)標準遵循全面性、實用性、差異性和前瞻性的原則,從產(chǎn)品型號和標記、性能特性、試驗方法、檢驗規(guī)則等方面規(guī)定了規(guī)范要求,在OPPC施工作業(yè)實踐中有效提高工作成效,降低投資成本,提升整個項目實施的科學管理水平,經(jīng)濟和社會效益顯著,在今后的光纖復合架空相線(OPPC)施工改造進程中,具有廣闊的推廣應用前景和意義。

        參考文獻:

        [1]董曉斐,宋杰.OPPC光纜在智能配網(wǎng)建設中的應用分析[J].信息化建設,2015(11):88.

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        [3]李俊.光纖復合相線及新型終端接續(xù)裝置研究和應用[D].西安電子科技大學,2012.

        [4]張帆.OPPC在220kV線路中抗冰能力的研究[J].華北電力技術(shù),2011(06):1-5.

        [5]龔延興,楊靜,江大林.光纖復合導線在110-220千伏線路上施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電氣應用,2013(S2):394-397.

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