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OPGW 设计要点
1、 OPGW的设计安全系数应大于2.5,不得小于导线的设计安全系数。一般宜取3.2~4.0。
2、 OPGW的平均运行应力一般宜取破坏应力(RTS.)的18~20%。应采取相应的防震措施。
3、 OPGW的塑性伸长,采用降温法补偿,一般降低10°C。
4、 对OPGW拉力、弧垂的要求:
a) 弧垂应与分流地线一致(分流线弧垂向OPGW靠拢);
b) 最大拉力不超过地线支架的最大设计拉力;
c) OPGW在档距中间,15°C无风时,与导线间的距离应满足S=0.012L+1要求。
5、 OPGW短路电流容量
a) 短路电流的计算要考虑电力系统5~10年的发展规划。对已建工程的改造,可按当前电力系统短路电流水平校验。(DL/T 5404-2007光缆通信工程设计技术规定)
b) 短路电流持续时间:按主保护动作时间+通道延时+开关动作时间等决定。这个时间一般是在发生短路瞬间同步发电机完成次暂态过程(时间是0.2S)后,考虑了非周期分量和非周期分量的影响。
220~500kV取0.25~0.30s;
110kV取0.30~0.50s
6、 OPGW和分流地线的选择
a) 分流地线应满足机械强度和热稳定的要求。
热稳定按《交流电气装置的接地》规程计算。
地线最小截面 Sg≥Ig√te /c
式中
Ig-流过接地线的短路电流,安;
Te-短路电流持续时间,秒;
C-常数。取值如下:
钢芯铝线-120
钢绞线-70
铝包钢绞线:
20%IACS 73
27%IACS 80
30%IACS 83
35%IACS 89
40%IACS 95
b) 不同材料分流地线与OPGW配合时的分流系数范围(供参考)
分流地线 | 钢绞线 27~20% | 铝包钢49~45% | 钢芯铝绞线 52~63% |
OPGW | OPGW 73~80% | OPGW 51~55% | OPGW 48~37% |
更为近似的数值,可按常见分流公式计算。
Iopgw/Id=(Zd- Zk)/(Zopgw-Zk)
式中
Iopgw-OPGW中的电流比值;
Id-地线中电流的比值;
Zd-地线的自阻抗(Ω/km);
Zopgw-OPGW的阻抗(Ω/km);
Zk-两平行地线(OPGW与另一根地线)间的互感阻抗(Ω/km);
c) 计算OPGW与分流地线中的单相接地短路电流时,要考虑流经大地中的分流。一般按5~10%估计。
d) 从抗雷击的观点选择OPGW的分流地线
雷击对OPGW的影响
(1)热效应引起的断芯:雷电流通过地线引起瞬间发热,雷电流很大,达120~200kA, 但通过时间很短,几十微秒内,雷电冲击电压波波头时间1.2微秒,波尾50微秒,当雷电流幅值取200kA时,热容量仅为2 kA2S。故雷电流虽大,但持续时间很短,对OPGW的热稳定不造成影响。
(2)雷击冲击断芯:由于雷电流大,作用时间短,它具有强大的电磁冲击效应,致使OPGW或分流地线发生断股、断芯。
在目前OPGW的运行记录中,雷击断股的事故发生得最多,而由短路电流造成OPGW事故却尚无报道。
试验和运行经验证明:材料股径的抗雷击性能与其直径成正比与其导电率成反比。故应尽量选用20%IACS的铝包钢线,少用或不用30%IACS及以上的铝包钢线。
必须说明,为了增加OPGW抗短路电流的能力,要求有较大的铝截面;为了抗雷击又要求不能有较大的铝截面,这是相互矛盾的。因此,在工程中应因地制宜选择一个合适的平衡点(短路电流与雷击)。
7、 OPGW及分流地线的接地
OPGW及分流地线在杆塔上都应可靠接地,不能利用连接金具作接地。