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OPPC光缆在中低压电网通信中的应用
海南电力设计研究院 王志进
摘要：该文针对海南省电网系统中低压电网发展通信网络的需要和现状，提出采用OPPC光缆新技术解决方案，建设中低压电网OPPC光缆通信网。
关键词：中低压电网；通信需求；OPPC解决方案
中图分类号：TM73 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)01-0028-02
1 中低压电网通信状况及存在问题
近年来，计算机技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。
光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信中发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。随着城乡配电网建设和改造工作继续进行，中低压电网的安全、经济、稳定运行对通信的依赖和要求越来越高，海南地区电网通信也在开始大量地应用光纤通信，为调度自动化业务、数据业务提供可靠、安全、大容量的通信通道。
但是目前在部分旧110kV线路改造中，需要拆掉一根旧的普通地线，换上一根新的OPGW光缆复合地线。为了使新换的 OPGW光缆复合地线与原来地线匹配，需要收集很多杆塔资料，并且要做验算，塔头地线挂点还要做补强处理，这就要增加很多设计量和施工量，还需要停电进行施工，对运行工作会造成很大损失。而且在施工中为了保持新地线与原导线的线间距离，就要增加塔头的拉力，才能达到原有地线和导线的线间距离，这无形中就降低了原线路杆塔的安全性。
在部分35kV及10kV线路中，由于好多中低压电网没有架设地线，无法沿线路架设OPGW光缆复合地线，只有在导线下架设ADSS 光缆，在跨越、交叉的情况下无法满足光缆对地距离要求，而且给原有线路增加了重量、拉力，附加了额外线路荷载，给线路带来了潜在的隐患。
而且在近些年来，已建成的光缆中，有很多ADSS光缆遭遇电腐蚀现象和OPGW光缆招雷击断股断芯的报道，以及两种光缆及接头盒经常被盗的事件也时有发生。
为了克服以上的问题，解决中低压电网的通信，我们进行了考查，提出了新的解决方案——OPPC光缆解决方案。
2 中低压电网通信解决方案
根据海南电网未来发展与光纤通信可能出现的欠缺问题，针对中低压电网的通信问题，海南电力设计研究院提出了解决方案，根据实践经验以及实际情况，决定另外采用架设OPPC光缆来实现生产调度通信。
2.1 OPPC光缆的结构特点
光纤复合相线OPPC（Optical Phase Conductor）是一种新型的电力特种光缆，是将光纤单元复合在相线中的光缆，具有相线和通信的双重功能，主要用于110kV以下电压等级，城郊配电网、农村电网。
在中低压电网中，尤其是35 kV 以下的配电线路，有些是可不架设地线的，因此不可能安装OPGW。在所有的电网中，惟有相线是必不可少的，为了满足电力监控或光纤联网的要求，OPPC与 OPGW技术比较接近，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤单元，就成为光纤复合相线。
2.2 中低压电网通信解决方案的提出
海南电力设计院承担的东方感城35kV输变电扩建工程中，本期新建一间隔，并新架一回35kV线路至东方板桥35kV站。由于感城地区位于八七一电台附近，而且靠海，雨雾天气多，采用载波通信容易受到干扰，通信效果不理想，可靠性低，而且通信容量不大。
在琼山三门坡35kV输变电新建工程中，由于该站采用箱式变压站，在终端杆处是引高压电缆到变电站内，如果采用载波通信的话则高频信号在电缆中衰减很大，而且在围墙内无法立阻波器、藕合电容器等户外载波结合设备，如果在围墙外终端杆处立户外载波结合设备的话要考虑到征地、防盗、电缆沟的赔偿等多个问题。
基于以上两35kV站点的突出矛盾，采用光纤通信能很好解决以上各个问题，光纤通信容量大、保密性好、不易受电磁干扰，对于箱式变压站还能直接引光缆进到控制室内，不需要在站内或站外立户外载波结合设备。
由于两回35kV线路不架地线，无法架设OPGW光缆，而且该线路跨越、交叉较多，如果架设ADSS光缆造价较高，而且可靠性不高。利用线路相线资源，随线路架设OPPC光缆，是一个很好的解决方案，很好地解决了载波、OPGW光缆、ADSS光缆无法解决的问题，实现了中低压电网稳定、可靠、大容量的通信通道。
2.3 OPPC光缆应用的关键技术
首先，OPPC需传导三相系统中的永久性电流，有一持续温度；其次，为了与相邻导线的弧垂张力特性保持一致，OPPC的直径、重量、截面和机械特性等参数应尽量与相邻导线的参数相符；与此同时，OPPC的直流电阻也应与相邻导线相似，以避免远端电压变化并保持三相平衡。在架设中需要采用特殊的绝缘金具和特殊的接头盒。在新建的低压线路中，先由线路电气专业根据系统需求确定导线型号。为了保持两条相线与OPPC的机械特性和电气特性相似，其中两相导线也需要采用与OPPC相同的预绞式电力金具。OPPC结构选型是按照导线的结构，用相同尺寸的不锈钢管光纤单元代替其中一股2.5mm2的铝包钢线。这样的OPPC结构选型就可能十分接近另外两条导线的机电特性。
光纤单元中的光纤应有一定的余长，以保证光纤在使用中不被拉伸。对OPPC来说，由于存在放线、过滑轮、紧线造成的结构伸长及运行过程中的温度升高产生的膨胀伸长及塑性变形产生的蠕变伸长，因此对光纤余长要求很严格。光纤单元应具有良好的机械保护，保证光纤不受挤压。为防止潮气侵入而影响光纤的使用寿命，光纤应置于密闭的管中，或采取其它有效的防潮措施。光缆的各种参数要接近导线，光纤的色谱要按标准配置来配。
与OPGW不同的是OPPC直接安装在高压系统中，其安装的金具和附件（如耐张线夹，悬垂线夹和终端接头盒）需绝缘，线夹可用于相应的绝缘耐张串或绝缘悬垂串，光电绝缘（分离）和连接则需要特殊的技术，对施工的要求也比较高。特殊的接头盒：安装在两个耐张绝缘子串间的跳线接头盒是全金属的，其有效的金属导电截面积应大于相线的截面积。同时跳线的长度控制较严格，必须控制接头盒对地（塔材）的间距。在线路终端需将光电分离，通常终端接头盒安装在绝缘支架上。另外，接头盒和金具与相对应的铁塔的绝缘指标一定要达到对应线路电压等级的绝缘测试要求。
2.4 OPPC光缆应用优势
采用OPPC新技术解决了目前电力ADSS 和OPGW 光缆遭遇电腐蚀、无法满足交叉跨越距离要求、遭雷击、被偷盗、线损等诸多的弊端，而且更重要的是给将来建设配网自动化提供了线路光缆通道。利用电力系统输电线路路径资源架设OPPC光缆的方式很好地满足了各种需求。
OPPC 可以克服OPGW 和ADSS 的所有不足，应用前景广阔。其优势如下：采用OPPC技术，优化输电线路设计，节约电能效果显著。近几年，我省也屡有OPGW 遭雷击故障的现象或报告。OPPC因为光纤复合在相线内，没有地线上落雷引发的OPGW 断股、断纤的严重事故。在110 kV 与220 kV 的旧线路的改造中，因ADSS 的电腐蚀问题断纤、断缆之困扰，因旧线路的对地高度，跨越公路，铁路，江河等自然环境的影响下，都需要对杆塔的高度，场强的分布进行设计。与ADSS 相比，OPPC没有因场强的作用而导致光缆遭遇电腐蚀或引发的毁缆、断纤等事故。ADSS 光缆的架设给原有线路增加了重量、拉力，附加了额外线路负荷，给线路带来了潜在的隐患。与ADSS 相比，OPPC没有给原有线路附加额外线路负荷带来的隐患。因OPPC与接头盒上均有高电压，有绝对的防盗优势。
3 结束语
未来建成的通信网络将要求具有良好的扩展性、灵活性、可靠性，能给话音信号、远动信号以及继电保护提供传输通道，同时也可以实现数据业务的传输。随着城乡中低压电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点，将被广泛应用。
在海南光纤通信网络建设起步的这些年，有很多ADSS 光缆发生电腐蚀现象和OPGW 光缆遭雷击断股断芯的事故，以及常有光缆接头盒经常被盗的事件发生，这给电网运行带来很大的危害和社会经济损失。部分中低压电网的线路没有架地线，无法架设OPGW 光缆，交叉跨越太多也给采用ADSS 光缆带来一定难度。采用OPPC新技术解决了电力特种光缆遭遇电腐蚀、遭雷击、被偷盗的弊端，也解决了没地线架ADSS 光缆带来的跨越交叉距离问题，而且更重要的是给将来中低压电网自动化提供了线路光纤通信通道。
OPPC光缆是一种新型的电力特种光缆，它的应用在国内属于刚刚起步阶段，目前只有深圳有第一根也是唯一的一根OPPC运行经验。OPPC解决了载波通信、OPGW 光缆和ADSS 光缆在中低压电网中无法解决的问题，很好地实现了中低压电网的通信问题。观念的创新、技术的创新与进步对电网的安全、经济、稳定运行有很重要的、不可替代的作用，相信随着电网的发展，OPPC光缆这种新技术将会在全省得到广泛的推广，为电网的调度、电网自动化控制、商业化运营以及实现电力企业的现代化管理服务。
摘要：该文针对海南省电网系统中低压电网发展通信网络的需要和现状，提出采用OPPC光缆新技术解决方案，建设中低压电网OPPC光缆通信网。
关键词：中低压电网；通信需求；OPPC解决方案
中图分类号：TM73 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)01-0028-02
1 中低压电网通信状况及存在问题
近年来，计算机技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。
光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信中发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。随着城乡配电网建设和改造工作继续进行，中低压电网的安全、经济、稳定运行对通信的依赖和要求越来越高，海南地区电网通信也在开始大量地应用光纤通信，为调度自动化业务、数据业务提供可靠、安全、大容量的通信通道。
但是目前在部分旧110kV线路改造中，需要拆掉一根旧的普通地线，换上一根新的OPGW光缆复合地线。为了使新换的 OPGW光缆复合地线与原来地线匹配，需要收集很多杆塔资料，并且要做验算，塔头地线挂点还要做补强处理，这就要增加很多设计量和施工量，还需要停电进行施工，对运行工作会造成很大损失。而且在施工中为了保持新地线与原导线的线间距离，就要增加塔头的拉力，才能达到原有地线和导线的线间距离，这无形中就降低了原线路杆塔的安全性。
在部分35kV及10kV线路中，由于好多中低压电网没有架设地线，无法沿线路架设OPGW光缆复合地线，只有在导线下架设ADSS 光缆，在跨越、交叉的情况下无法满足光缆对地距离要求，而且给原有线路增加了重量、拉力，附加了额外线路荷载，给线路带来了潜在的隐患。
而且在近些年来，已建成的光缆中，有很多ADSS光缆遭遇电腐蚀现象和OPGW光缆招雷击断股断芯的报道，以及两种光缆及接头盒经常被盗的事件也时有发生。
为了克服以上的问题，解决中低压电网的通信，我们进行了考查，提出了新的解决方案——OPPC光缆解决方案。
2 中低压电网通信解决方案
根据海南电网未来发展与光纤通信可能出现的欠缺问题，针对中低压电网的通信问题，海南电力设计研究院提出了解决方案，根据实践经验以及实际情况，决定另外采用架设OPPC光缆来实现生产调度通信。
2.1 OPPC光缆的结构特点
光纤复合相线OPPC（Optical Phase Conductor）是一种新型的电力特种光缆，是将光纤单元复合在相线中的光缆，具有相线和通信的双重功能，主要用于110kV以下电压等级，城郊配电网、农村电网。
在中低压电网中，尤其是35 kV 以下的配电线路，有些是可不架设地线的，因此不可能安装OPGW。在所有的电网中，惟有相线是必不可少的，为了满足电力监控或光纤联网的要求，OPPC与 OPGW技术比较接近，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤单元，就成为光纤复合相线。
2.2 中低压电网通信解决方案的提出
海南电力设计院承担的东方感城35kV输变电扩建工程中，本期新建一间隔，并新架一回35kV线路至东方板桥35kV站。由于感城地区位于八七一电台附近，而且靠海，雨雾天气多，采用载波通信容易受到干扰，通信效果不理想，可靠性低，而且通信容量不大。
在琼山三门坡35kV输变电新建工程中，由于该站采用箱式变压站，在终端杆处是引高压电缆到变电站内，如果采用载波通信的话则高频信号在电缆中衰减很大，而且在围墙内无法立阻波器、藕合电容器等户外载波结合设备，如果在围墙外终端杆处立户外载波结合设备的话要考虑到征地、防盗、电缆沟的赔偿等多个问题。
基于以上两35kV站点的突出矛盾，采用光纤通信能很好解决以上各个问题，光纤通信容量大、保密性好、不易受电磁干扰，对于箱式变压站还能直接引光缆进到控制室内，不需要在站内或站外立户外载波结合设备。
由于两回35kV线路不架地线，无法架设OPGW光缆，而且该线路跨越、交叉较多，如果架设ADSS光缆造价较高，而且可靠性不高。利用线路相线资源，随线路架设OPPC光缆，是一个很好的解决方案，很好地解决了载波、OPGW光缆、ADSS光缆无法解决的问题，实现了中低压电网稳定、可靠、大容量的通信通道。
2.3 OPPC光缆应用的关键技术
首先，OPPC需传导三相系统中的永久性电流，有一持续温度；其次，为了与相邻导线的弧垂张力特性保持一致，OPPC的直径、重量、截面和机械特性等参数应尽量与相邻导线的参数相符；与此同时，OPPC的直流电阻也应与相邻导线相似，以避免远端电压变化并保持三相平衡。在架设中需要采用特殊的绝缘金具和特殊的接头盒。在新建的低压线路中，先由线路电气专业根据系统需求确定导线型号。为了保持两条相线与OPPC的机械特性和电气特性相似，其中两相导线也需要采用与OPPC相同的预绞式电力金具。OPPC结构选型是按照导线的结构，用相同尺寸的不锈钢管光纤单元代替其中一股2.5mm2的铝包钢线。这样的OPPC结构选型就可能十分接近另外两条导线的机电特性。
光纤单元中的光纤应有一定的余长，以保证光纤在使用中不被拉伸。对OPPC来说，由于存在放线、过滑轮、紧线造成的结构伸长及运行过程中的温度升高产生的膨胀伸长及塑性变形产生的蠕变伸长，因此对光纤余长要求很严格。光纤单元应具有良好的机械保护，保证光纤不受挤压。为防止潮气侵入而影响光纤的使用寿命，光纤应置于密闭的管中，或采取其它有效的防潮措施。光缆的各种参数要接近导线，光纤的色谱要按标准配置来配。
与OPGW不同的是OPPC直接安装在高压系统中，其安装的金具和附件（如耐张线夹，悬垂线夹和终端接头盒）需绝缘，线夹可用于相应的绝缘耐张串或绝缘悬垂串，光电绝缘（分离）和连接则需要特殊的技术，对施工的要求也比较高。特殊的接头盒：安装在两个耐张绝缘子串间的跳线接头盒是全金属的，其有效的金属导电截面积应大于相线的截面积。同时跳线的长度控制较严格，必须控制接头盒对地（塔材）的间距。在线路终端需将光电分离，通常终端接头盒安装在绝缘支架上。另外，接头盒和金具与相对应的铁塔的绝缘指标一定要达到对应线路电压等级的绝缘测试要求。
2.4 OPPC光缆应用优势
采用OPPC新技术解决了目前电力ADSS 和OPGW 光缆遭遇电腐蚀、无法满足交叉跨越距离要求、遭雷击、被偷盗、线损等诸多的弊端，而且更重要的是给将来建设配网自动化提供了线路光缆通道。利用电力系统输电线路路径资源架设OPPC光缆的方式很好地满足了各种需求。
OPPC 可以克服OPGW 和ADSS 的所有不足，应用前景广阔。其优势如下：采用OPPC技术，优化输电线路设计，节约电能效果显著。近几年，我省也屡有OPGW 遭雷击故障的现象或报告。OPPC因为光纤复合在相线内，没有地线上落雷引发的OPGW 断股、断纤的严重事故。在110 kV 与220 kV 的旧线路的改造中，因ADSS 的电腐蚀问题断纤、断缆之困扰，因旧线路的对地高度，跨越公路，铁路，江河等自然环境的影响下，都需要对杆塔的高度，场强的分布进行设计。与ADSS 相比，OPPC没有因场强的作用而导致光缆遭遇电腐蚀或引发的毁缆、断纤等事故。ADSS 光缆的架设给原有线路增加了重量、拉力，附加了额外线路负荷，给线路带来了潜在的隐患。与ADSS 相比，OPPC没有给原有线路附加额外线路负荷带来的隐患。因OPPC与接头盒上均有高电压，有绝对的防盗优势。
3 结束语
未来建成的通信网络将要求具有良好的扩展性、灵活性、可靠性，能给话音信号、远动信号以及继电保护提供传输通道，同时也可以实现数据业务的传输。随着城乡中低压电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点，将被广泛应用。
在海南光纤通信网络建设起步的这些年，有很多ADSS 光缆发生电腐蚀现象和OPGW 光缆遭雷击断股断芯的事故，以及常有光缆接头盒经常被盗的事件发生，这给电网运行带来很大的危害和社会经济损失。部分中低压电网的线路没有架地线，无法架设OPGW 光缆，交叉跨越太多也给采用ADSS 光缆带来一定难度。采用OPPC新技术解决了电力特种光缆遭遇电腐蚀、遭雷击、被偷盗的弊端，也解决了没地线架ADSS 光缆带来的跨越交叉距离问题，而且更重要的是给将来中低压电网自动化提供了线路光纤通信通道。
OPPC光缆是一种新型的电力特种光缆，它的应用在国内属于刚刚起步阶段，目前只有深圳有第一根也是唯一的一根OPPC运行经验。OPPC解决了载波通信、OPGW 光缆和ADSS 光缆在中低压电网中无法解决的问题，很好地实现了中低压电网的通信问题。观念的创新、技术的创新与进步对电网的安全、经济、稳定运行有很重要的、不可替代的作用，相信随着电网的发展，OPPC光缆这种新技术将会在全省得到广泛的推广，为电网的调度、电网自动化控制、商业化运营以及实现电力企业的现代化管理服务。
