[实用新型]一种架空线路上防雷击型带光纤的双导体绝缘地线

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统高压架空线路中的地线，尤其是一种架空线路上防雷击型带光纤的双导体绝缘地线。适用于高压架空交流输电线路。

背景技术

现有技术中，光纤复合架空地线Optical fiber composite overhead ground wires(OPGW)是集光纤通信功能与输电线路避雷功能于一体的复合架空地线，属于电力系统专用的一种特种光缆线路。随着电力系统光纤通信网络的建设，光纤复合架空地线(OPGW)越来越大规模采用。目前使用的光纤复合架空地线结构如图1、图2所示，基本结构大致相同，光纤1套在光纤套管2内形成光纤单元(用于通信)，光纤单元夹设于呈梅花型的铝包钢线101中(铝包钢线提供机械强度)，最外层是铝合金线102(铝合金线易于导电)。

但是由于过去对雷击造成光纤复合架空地线(OPGW)断股影响的认识不足，造成目前运行中的光纤复合架空地线(OPGW)耐雷击性能低下，在运行中的OPGW遭雷击而发生断股现象频繁发生。按照国际电工技术委员会IEC-60794-4-1(1999)光缆第4部份高压电力线架空光缆(OPGW)、IEEE美国电子和电气工程师协会、IEEE Std-1138-1994《用于公用电力线路的光纤架空地线复合缆(OPGW)的试验和性能使用标准》的要求，现有光纤复合架空地线中的外层金属线规定采用铝包钢线和铝合金线，由于铝的熔点较底，在受到雷击时容易烧熔断，采用这种结构的抗雷击性能较差，在高雷暴地区更加容易造成外层铝熔化损坏，影响光纤复合架空地线的作用，对高压输电线路以及电力通讯构成了严重威胁。

事实上，自20世纪90年代以来，复合光纤地线的断线问题已经是一个国际性的技术难题：日本在1983～1992年十年间共发生10次，约为0.08次/年百千米；德国每年都有OPGW雷击断股事件发生，一般断1～2股，最多断7股；据报导，在我国500kV线路上，每年都有OPGW雷击断股事件发生，从2000年至2005年3月，在21条500kV线路上共发生47次雷击断股事件，一般断1～2股，最多断10股，有的线路甚至每年都有断股事件发生。

据申请人的检索，目前在该领域有所改进的方案有：

1、中天日立光缆有限公司申请的“一种外缠式融冰光纤复合架空地线”，专利号：201320492612.8，是针对冰灾多发地区设计的一种外缠式融冰光纤复合架空地线，在地线覆冰时，利用绝缘扁线进行通电流升温融冰，杜绝线缆覆冰后的线缆杆塔断倒导致的长时间停电事故。

2、江苏中天科技股份有限公司、中国电力科学研究院、国家电网公司、国网四川省电力公司申请的“一种内嵌式可融冰光纤复合架空地线”，专利号：201420251323.3，针对冰雪灾害多发地区设计的一种嵌入式可融冰光纤复合架空地线，地线中嵌有绝缘导体，可以在地线覆冰时，对导体进行通电融冰；通过内嵌的绝缘导体给各种智能化监测设备、通信中继设备远端供电。

3、广东电网公司电力调度控制中心、中国电力科学研究院、中国能源建设集团广东省电力设计研究院申请的“耐雷击光纤复合架空地线”，专利号：201220570388.5。耐雷击光纤复合架空地线主要用于电力系统光纤通信网络的建设，兼具避雷分流的功能和光纤通讯等功能，并且具有良好的抗雷击性能，能够适用高雷暴地区。

以上三个专利与传统的光纤复合架空地线相比在融冰方面有了改进，但由于仍然是沿用了以铝包钢+铝合金作为导电体的方式，在受到雷击后还是频繁断股，因此，至今国家层面的电力通信主管部门仍没有大规模推广应用这些方案。

申请人认为，上述现有的和改进的技术方案为什么仍然没有解决光纤复合架空地线的断股问题，其根本原因是用错了材料，即使用了铝包钢线和铝合金。

经研究，雷电流是一个非周期的瞬态电流，通常是很快上升到峰值，然后较为缓慢的下降。雷电流的波头非常地陡。由于在雷电流波的起始和峰值处常常叠加有振荡，很难确定其真实零点和到达峰值的时间，因此，通常用视在波头时间t₁和视在波长时间t₂来表示雷电流的上升时间和半峰值宽度，一般记为t₁/t₂,如图3所示。