OPPC-电力通信的一种新兴解决方案(1)

2008-11-141OPPCOPPC--电力通信的电力通信的一种新兴解决方案一种新兴解决方案中天日立光缆有限公司中天日立光缆有限公司报告人：吴斌总经理助理E-mail：[e-mail]手机：138062702992008-11-142交流内容nOPPC的技术发展及特点nOPPC的产品设计nOPPC的应用设计n中天OPPC技术进展2008-11-143OPPCOPPC的技术发展及特点的技术发展及特点2008-11-144沿电力线路架设的沿电力线路架设的光缆光缆分类分类任何新建线路任何新建线路或老线路通信改造或老线路通信改造附挂于老线路导线或地线上通信改造，极少应用(电力线)附加型附挂光缆OPAC5110kV及以下等级线路新建线路或老线路通信改造介质光缆全介质自承式光缆ADSS4老线路通信改造(杆塔)添加型金属自承式光缆MASS3光纤复合架空相线光纤复合架空相线OPPCOPPC22有地线地线的任何新建线路或老线路通信改造(电力线)复用型金属光缆光纤复合架空地线OPGW1主要使用场合应用安装形式材料分类光缆名称序号2008-11-145nOPPC是一种具有电力架空相线和通信能力双重功能的电力特种光缆；n是将传统输电导线中的一根或多根钢丝替换为不一根或多根钢丝替换为不锈钢管光单元锈钢管光单元，使钢管光单元与(铝包)钢线、铝(合金)线共同绞合形成OPPC；n用OPPC替代三相导线中的某一相导线，形成由两根导线和一根OPPC组合而成的三相电力系统，实现通电和通信双重功能融合。OPPCOPPC的概念的概念2008-11-146OPPCOPPC的概念的概念层绞式OPPC光缆中心式OPPC光缆传统导线传统导线((钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线钢芯铝绞线))OPPCOPPC光缆光缆铝包钢线铝线2008-11-147OPPCOPPC的概念的概念层绞式OPPC光缆绝缘护套OPPC光缆2008-11-148n20世纪80年代欧美出现OPPC的设计理念；n由于瓷瓶绝缘子技术限制，实现光电分离的OPPC关键的绝缘接头盒技术不尽如人意；n21世纪初复合绝缘子接头盒复合绝缘子接头盒成功开发，大大促进了OPPC在欧美的广泛应用；n目前在欧洲OPPC已应用于400kV、225kV线路，仅法国、德国就已应用6000多公里。国际上国际上OPPCOPPC的技术发展的技术发展2008-11-149n我国110kV-500kV主干网通信广泛采用OPGW、ADSS，技术成熟；110kV以下高压电网、中低压配电网，目前主要采用ADSS、普通光缆、载波等通信方式。n对于某些线路难以选用OPGW、ADSS光缆：n10kV、35kV、66kV等中高压输电线路本身无地线，无法架设OPGW，n架设ADSS存在对地安全距离不足、杆塔强度不够等限制；n采用普通光缆存在被偷盗和维护的难题，载波通信受气候、地形的限制；nOPPC的开发填补应用空白，可提供另一种电力通信解决方案。亦可为城网、农网通信改造、建设配网自动化提供光纤通道。我国我国OPPCOPPC的技术发展的技术发展2008-11-1410n光纤安装在相线内，实现电能传输和光通信完美融合，利用光纤传输的高可靠性和安全性，提高电网自动化、调度、通信的质量；n充分利用输电线路资源，非杆塔附加型产品，不给杆塔增加额外负载，不会损伤原有输电线路的运行条件；n没有因场强的作用而导致光缆腐蚀引发的断缆事故，也不会存在雷击断股、短路电流过热等运行缺陷；n还可以为输电线路测温、融冰等特殊应用提供通道。OPPCOPPC的技术特点的技术特点2008-11-1411n理论上OPPC可应用于所有电压等级的新建线路或旧线路通信改造。但由于OPGW、ADSS的成熟应用，建议OPPC主要用于66kV、35kV及以下、某些110kV线路。OPPCOPPC的应用范围的应用范围不建议不建议YesYesYesYesADSSYesYes35kV不建议Yes500或330kV不建议Yes220kVYesYes110kVYesYes66kVYes/10kVOPPCOPGW电压等级2008-11-1412OPPCOPPC的产品设计的产品设计2008-11-1413nOPPC首先是符合常规设计的架空导线，其次才是光缆；n产品设计标准：nQ/320623GCC02-2007《光纤复合架空相线(OPPC)》（吸收（吸收OPGWOPGW、架空导线的标准和设计要求、架空导线的标准和设计要求制订）制订）nGB/T7424.4-200X《光缆第4部分：分规范沿电力线路架设的光缆》nIEC60794-4:2003《光缆第4部分：分规范沿电力线路架设的光缆》OPPCOPPC的产品设计原则的产品设计原则2008-11-1414nn相同点：相同点：nn结构设计技术相同结构设计技术相同nn性能参数计算相同性能参数计算相同nn性能试验要求相似性能试验要求相似nn制造方法和工艺、设备相似制造方法和工艺、设备相似nn施工架设方法相似施工架设方法相似nn不同点：使用场合和接续方式不同点：使用场合和接续方式OPPCOPPC与与OPGWOPGW的产品设计基本相同的产品设计基本相同2008-11-1415n光纤保护n光纤余长设计和拉伸特性n光纤耐热能力n温度循环和通流试验验证n机械特性匹配n“架空导线张力弧垂计算软件”n电气特性匹配-载流量与绝缘n三相电气平衡；n绝缘等级OPPCOPPC的产品设计考虑因素的产品设计考虑因素2008-11-1416n采取以下技术措施保护光纤：(1)不锈钢管的保护：不锈钢管OPGW的成熟技术(2)光纤油膏的保护：钢管中填充高滴点高滴点光纤油膏，起阻水作用(3)合适、均匀一致光纤余长设计OPPCOPPC的设计考虑－的设计考虑－光纤保护光纤保护中天工艺控制：中天工艺控制：(1)、40%RTS时，光纤无应变(不受力)，光纤无附加衰减。(2)、60%RTS时，光纤应变≤0.25%，光功率的变化不超过0.05dB。(3)、95%RTS时，光缆的组成元件不断裂。2008-11-1417n与传统导线相同，OPPC正常运行时长期最高温度设计为70℃，N-1事故情况下设计为90℃。n(1)经测试，通流后导线实际表面温度低于70℃；n(2)70℃-90℃的温度对铝、钢性能无影响：材料组织结构不会遭受破坏，不会引起塑性变形；n(3)根据欧洲实验室试验，在无风、环境温度为40℃情况下，通流使OPPC表面温度达117℃时，OPPC、光纤依然正常运行。OPPCOPPC的耐热性能完全满足实际运行要求的耐热性能完全满足实际运行要求OPPCOPPC的设计考虑－的设计考虑－耐热能力耐热能力2008-11-1418OPPCOPPC的设计考虑的设计考虑－－耐热能力耐热能力耐热能力耐热能力--对光纤的影响对光纤的影响nOPPC使用的常规通信光纤，并不需要耐高温光纤。常规通信光纤，并不需要耐高温光纤。n光纤涂覆层为紫外光固化丙烯酸树脂(UV涂层)；n光纤着色层为UV辐射固化物。n而UV涂层光纤的长期工作温度可达85℃。≤0.05dB/km高温老化(+85℃±2℃,30天)≤0.05dB/km湿热老化(+85℃±2℃,85%RH,30天)≤0.05dB/km温度循环附加衰减(-60℃-+85℃)常规光纤环境性能2008-11-1419OPPCOPPC的设计考虑的设计考虑－－耐热能力耐热能力耐热能力耐热能力--对光纤油膏的影响对光纤油膏的影响nn纤膏的温度特性纤膏的温度特性((化学特性的稳定性化学特性的稳定性))：：即高温(+80℃)不滴流、低温(-40℃)不变硬，具有良好的粘度-温度性能和锥入度-温度性能，即产品粘度、锥入度随温度变化要小。nn纤膏的触变性纤膏的触变性((物理特性的稳定性物理特性的稳定性))：：指油膏在受到外部能量(包括温度、搅拌和剪切等形式)作用时粘度下降发生软化呈现流动性，而在外部能量作用停止后就开始粘度上升(硬化)的性质。230℃闪点200℃滴点光纤油膏温度特性2008-11-1420耐热能力耐热能力--温度循环和通流试验温度循环和通流试验nOPPC的温度循环试验(-40℃-+65℃，5天)nOPPC通流试验(通流后温度为80℃保持7天)OPPCOPPC的设计考虑的设计考虑－－耐热能力耐热能力OPPC温度变化与时间关系曲线OPPC温度变化与衰减系数的关系曲线2008-11-1421OPPCOPPC的应用设计的应用设计2008-11-1422OPPCOPPC与导线技术参数匹配与导线技术参数匹配((示例示例))389389395395261261264264AA载流量载流量(40(40℃℃～～7070℃℃))0.15420.15420.14980.14980.30190.30190.29660.2966ΩΩ/km/km2020℃℃直流电阻直流电阻59.4259.4258.558.537.2037.2037.037.0kNkN抗拉强度抗拉强度706.1706.1695695408.9408.9402402kg/kmkg/km单位重量单位重量211.29211.29209.08209.08113.96113.96110.28110.28mm2总截面积总截面积18.9018.9019.0019.0013.8713.8714.0014.00mmmm直径直径－－2424－－2424NosNos最大光纤芯数最大光纤芯数LGJLGJ--185/25185/25OPPCOPPC--16B116B1--185/25185/25LGJLGJ--95/2095/20OPPCOPPC--24B124B1--90/2090/20单位单位OPPCOPPC及配合及配合导线型号导线型号2008-11-1423nOPPC接头盒是整个解决方案中的技术关键，也是技术难点。nOPPC接头盒需要组合设计复合绝缘子复合绝缘子，实现光纤接续和光电分离。n中天OPPC绝缘接头盒采用海底光缆接头盒的密海底光缆接头盒的密封及光缆固定技术封及光缆固定技术,在固定线夹外采用保护光纤单元的新型罩体，以及终端接头盒光纤单点熔接安装工艺等方面有所创新。OPPCOPPC接头盒设计接头盒设计2008-11-1424nOPPC接头盒分类：nn中间接头盒：支撑式中间接头盒：支撑式采用固定座式绝缘子采用固定座式绝缘子nn中间接头盒：悬挂式中间接头盒：悬挂式采用悬挂式绝缘子采用悬挂式绝缘子nn终端接头盒：支撑式终端接头盒：支撑式n其组合的绝缘子必须与相应电压等级相匹配：10kV；35kV；66kV-110kV；220kVOPPCOPPC接头盒设计接头盒设计2008-11-1425OPPCOPPC中间接头盒中间接头盒((支柱式支柱式))2008-11-1426OPPCOPPC中间接头盒中间接头盒((悬挂式悬挂式))2008-11-1427nn在终端杆塔连接在终端杆塔连接OPPCOPPC和导引光缆和导引光缆nn采取一次光纤熔接接续采取一次光纤熔接接续OPPCOPPC终端支撑式接头盒终端支撑式接头盒2008-11-1428OPPCOPPC中间接续方案中间接续方案((开关站开关站))2008-11-1429OPPCOPPC终端接续方案终端接续方案((变电站变电站))2008-11-1430nn接头盒安装固定形式：设计接头盒安装固定形式：设计固定接头盒的台架固定接头盒的台架；；nn必须考虑必须考虑终端接头盒台架的安装位置终端接头盒台架的安装位置；；nnOPPCOPPC不能像不能像OPGWOPGW接头预留余缆，因此接头盒内应接头预留余缆，因此接头盒内应预留充足的光纤；预留充足的光纤；nn在杆塔上接续光纤，采用升降台是最佳方法，或在杆塔上接续光纤，采用升降台是最佳方法，或人在安装台架上；人在安装台架上；nnOPPCOPPC引下线要保证弯曲半径，保证不受风摆影引下线要保证弯曲半径，保证不受风摆影响，必要时采用支柱绝缘子固定。响，必要时采用支柱绝缘子固定。OPPCOPPC接头盒安装和接续接头盒安装和接续2008-11-1431OPPCOPPC接头盒安装、熔接