專利名稱：交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸電線路復(fù)合光纖用地線(OPGW)光纜，具體來說，涉及一種交流特高壓同塔雙回路大跨越中使用的大截面復(fù)合光纖用地線光纜。
背景技術(shù)：
復(fù)合光纖用地線(OPGW)，又稱光纖復(fù)合架空地線，兼具地線與通信光纜雙重功能， 一般被安裝在電力架空線桿塔的頂部。OPGW光纜可以由至少一根光單元線以及多根鋁包鋼線和/或鋁合金線絞合形成，其中通過將光纖套在密封防水的鋁管或不銹鋼管中形成光單元線。光單元線承擔(dān)通信功能，而鋁包鋼線用作傳導(dǎo)雷電流和短路時(shí)電流等的地線。通常， OPGW光纜既要保證地線的電性能和機(jī)械性能不因設(shè)置了光纖而受到損害，又要保證光纖單元也受到適當(dāng)保護(hù)而不致?lián)p傷。高壓輸電線路的建設(shè)不可避免地要跨越大江大河或海峽港灣。由于跨越寬闊水面的送電線路檔距大，許多河流或海峽還有通航要求，因此需要特殊設(shè)計(jì)地線。由于大跨越線路一般離變電站較遠(yuǎn)，短路電流較小，并且大跨越地線的截面由于總的機(jī)械強(qiáng)度要求遠(yuǎn)大于一般線路，因此其截面不受熱穩(wěn)定的控制，主要由機(jī)械強(qiáng)度方面的要求所決定，也完全滿足電線電暈控制下的地線最小直徑。因此大跨越地線選型主要考慮其機(jī)械性能和防雷性能。

實(shí)用新型內(nèi)容由于現(xiàn)有的大跨越輸電線路跨距小，電壓等級(jí)低，因此地線用OPGW截面較小。然而，當(dāng)建設(shè)例如IOOOkV輸變電工程長(zhǎng)江大跨越時(shí)，跨越段從江北錨塔至江南錨塔，跨距可達(dá)1815米。該工程具有跨越段長(zhǎng)、跨越檔距大、電壓等級(jí)高等特點(diǎn)。因而，研究大截面高強(qiáng)度OPGW光纜用于交流特高壓同塔雙回路大跨越工程中很有意義。在這樣的大跨越OPGW光纜設(shè)計(jì)中，機(jī)械方面著重導(dǎo)線和地線的配合。為此地線通常在拉力重量比上最好能稍大于導(dǎo)線，不致于因地線弧垂特性的限制造成地線支架過高， 以避免工程投資增加。同時(shí)，大跨越工程的地線要求有較長(zhǎng)的運(yùn)行壽命，故對(duì)地線的防腐性能也應(yīng)予以重視。本實(shí)用新型的一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種輸電線路復(fù)合光纖用地線光纜，它能滿足交流特高壓同塔雙回路大跨越線路中對(duì)地線機(jī)械強(qiáng)度的高要求，獲得和導(dǎo)線的最佳配合，并具有良好的防腐性能。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，設(shè)計(jì)了一種輸電線路復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于包括一根直徑為3. 4mm的光單元線，該光單元線包括光纖和套在該光纖外部的金屬管； 和四層鋁包鋼線，第一層包括1根直徑為3. 7mm的鋁包鋼線，第二層包括5根直徑為3. 5mm 的鋁包鋼線，第三層包括12根直徑為3. 5mm的鋁包鋼線，第四層包括18根直徑為3. 5mm的鋁包鋼線。根據(jù)上述方面，光單元線可以與第一、第二或第三層的鋁包鋼線絞合在一起。[0009]根據(jù)上述方面，四層鋁包鋼線可包括導(dǎo)電率為14% IACS的鋁包鋼線。根據(jù)上述方面，套在光纖外部的金屬管可以是鋁管或不銹鋼管。優(yōu)選地，該金屬管可以是管壁橫截面積為2. Olmm2的不銹鋼管。 根據(jù)上述方面，光纖可以是單模M芯光纖。根據(jù)上述方面，輸電線路復(fù)合光纖用地線光纜的外直徑可以是24. 7mm。本實(shí)用新型的一個(gè)效果是通過采用由特定根數(shù)的光單元線和鋁包鋼線絞合而成的結(jié)構(gòu)，所形成的OPGW光纜能滿足大跨越輸變電工程對(duì)地線機(jī)械性能、防雷性能和通信的要求，獲得與導(dǎo)線之間的最佳配合。此外，這種OPGW光纜具有良好的防腐性能，即使在污染的環(huán)境下也能實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的運(yùn)行壽命。通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且連同說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本實(shí)用新型，其中圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的輸電線路復(fù)合光纖用地線光纜100的截面圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型依托的IOOOkV淮南-上海(皖電東送)輸變電工程長(zhǎng)江大跨越擬兩根地線全部采用OPGW光纜，其將承擔(dān)系統(tǒng)短路時(shí)電流和雷電流，同時(shí)還承擔(dān)光通信功能。機(jī)械方面，為了求得和導(dǎo)線的最佳配合，通常OPGW光纜在拉力重量比上最好能稍大于導(dǎo)線，以避免地線頂架過高而造成工程投資上的增加，同時(shí)，大跨越工程的地線要求有較長(zhǎng)的運(yùn)行壽命，故對(duì)地線的防腐性能應(yīng)予重視。在通常情況下，大跨越地線由機(jī)械強(qiáng)度方面的要求所控制，其機(jī)械性能方面的要求和導(dǎo)線是相仿的，更應(yīng)注意的是和導(dǎo)線的配合，其拉力重量比應(yīng)稍大于導(dǎo)線，由此不致于因地線弧垂特性的限制而造成地線頂架過高，使得工程投資增加。由于大跨越的導(dǎo)、地線在江面上跨越，濕度比一般線路高，地線應(yīng)選擇防腐性能好，并有一定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)品。近年來環(huán)境污染發(fā)展較快，在參考以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)時(shí)充分考慮了此不利因素。由于鋁包鋼絞線具有耐腐蝕、導(dǎo)電性能好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以代替鍍鋅鋼絞線成為新一代產(chǎn)品，據(jù)有關(guān)耐腐試驗(yàn)結(jié)果表明，鋁包鋼絞線是鍍鋅鋼絞線的10. 6 12. 4倍。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的輸電線路復(fù)合光纖用地線(OPGW)光纜 100的截面圖。該OPGW光纜100包括至少一根光單元線110和多根鋁包鋼線120。優(yōu)選地， OPGW光纜100只包括一根光單元線110，在圖中用空心圓圈表示。在本實(shí)施例中，多根鋁包鋼線120可分為四層，第一層為處于OPGW光纜中心的1根鋁包鋼單絲，第二層為包在第一層外部的、絞合在一起的5根鋁包鋼單絲，第三層為包在第二層外部的、絞合在一起的12根鋁包鋼單絲，第四層為包在第三層外部的、絞合在一起的18根鋁包鋼單絲。在圖1中用黑色實(shí)心圓圈來表示多根鋁包鋼線120?？梢岳斫?，這里的鋁包鋼線的層數(shù)和每層的鋁包鋼單絲的根數(shù)都是示例性的，并不限于以上數(shù)目。在本實(shí)施例中，通過將光纖111套在密封防水的金屬管112中形成光單元線110。 在該金屬管112中可填充阻水化合物，以增強(qiáng)對(duì)光纖的保護(hù)效果。金屬管112可以是鋁管、 不銹鋼管、鋁包鋼管或者其他可能的金屬管。例如，金屬管112可以是管壁橫截面積(不含內(nèi)部用于容納光纖的空間)為2. Olmm2的不銹鋼管。另外，光纖111可以是多種類型的光纖，優(yōu)選地可以是單模M芯光纖?？梢岳斫?， 可根據(jù)實(shí)際需要采用其它類型的光纖。對(duì)于選用多少導(dǎo)電率的鋁包鋼線120，由機(jī)械特性等方面的要求，可選用導(dǎo)電率約為14% IACS的鋁包鋼線作為OPGW絞線材料。在本實(shí)施例中，在OPGW光纜100只有1根光單元線110的情況下，該光單元線110 可以與第一、第二或第三層的鋁包鋼單絲絞合在一起，只要它不被暴露在最外層即可。圖1 中示出了光單元線110與第二層的鋁包鋼單絲絞合在一起的示意圖，可以理解，這只是一個(gè)例子，其他光纜結(jié)構(gòu)也是可能的。例如，唯一的1根光單元線110可以與第三層鋁包鋼單絲絞合在一起。或者，OPGW光纜100可包括2根或更多的光單元線110，這些光單元線可絞合在相同或不同的鋁包鋼線層中。為滿足大跨越地線對(duì)機(jī)械性能和電氣性能的要求，OPGW光纜100中的光單元線 110和鋁包鋼線120的截面直徑要達(dá)到一定尺寸。例如，光單元線110的直徑可以為3. 4mm。 第一層中的鋁包鋼線的直徑為3. 7mm，第二層中每根鋁包鋼線的直徑為3. 5mm，第三層中每根鋁包鋼線的直徑為3. 5mm，第四層中每根鋁包鋼線的直徑為3. 5mm。可以理解，這些尺寸只是示例性的，不是限制性的。當(dāng)選擇以上尺寸時(shí)，所有鋁包鋼線的總截面積為IX η X (3 7/2)2+(5+12+18) X Ji X (3. 5/2)2 = 347. 5mm2，而 OPGW 光纜 100 的外直徑約為 24. 7讓。在圖1的截面圖中，由于在鋁包鋼線和光單元線之間存在空隙，所以O(shè)PGW光纜100的截面積要大于光單元線110和鋁包鋼線120的截面積之和。在一個(gè)例子中，這些空隙中可以填充防腐材料，以增強(qiáng)整個(gè)OPGW光纜100的防腐效果。OPGff光纜100的極限抗拉強(qiáng)度(UTS)要求不小于523. 5kN,優(yōu)選地，其額定拉斷力 (RTS)為 527. 4kN。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，OPGff光纜100的特性參數(shù)如表1所示。
權(quán)利要求1.一種交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于包括 一根直徑為3. 4mm的光單元線，該光單元線包括光纖和套在該光纖外部的金屬管；和四層鋁包鋼線，第一層包括1根直徑為3. 7mm的鋁包鋼線，第二層包括5根直徑為3. 5mm的鋁包鋼線，第三層包括12根直徑為3. 5mm的鋁包鋼線，第四層包括18根直徑為 3. 5mm的鋁包鋼線。
2.如權(quán)利要求1所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于所述光單元線與第一層、第二層或第三層的鋁包鋼線絞合在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于所述四層鋁包鋼線包括導(dǎo)電率為14% IACS的鋁包鋼線。
4.如權(quán)利要求1所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于所述金屬管是鋁管、不銹鋼管或鋁包鋼管。
5.如權(quán)利要求4所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于所述金屬管是管壁橫截面積為2. Olmm2的不銹鋼管。
6.如權(quán)利要求1所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于所述光纖為單模M芯光纖。
7.如權(quán)利要求1所述的交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，其特征在于該交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜的外直徑為24. 7mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及交流特高壓同塔雙回路大跨越大截面復(fù)合光纖用地線光纜，包括一根直徑為3.4mm的光單元線，該光單元線包括光纖和套在該光纖外部的金屬管；和四層鋁包鋼線，第一層包括1根直徑為3.7mm的鋁包鋼線，第二層包括5根直徑為3.5mm的鋁包鋼線，第三層包括12根直徑為3.5mm的鋁包鋼線，第四層包括18根直徑為3.5mm的鋁包鋼線。這樣的OPGW光纜既能與導(dǎo)線很好配合，降低跨越塔塔高，并滿足大跨越的機(jī)械強(qiáng)度和防腐性能要求，還能承擔(dān)特高壓輸電系統(tǒng)的通信功能。
文檔編號(hào)H01B9/00GK202093869SQ20102069021
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者吳建生, 吳波, 夏亮, 廖宗高, 張健, 張程, 張鵬飛, 方波, 溫作銘, 王子瑾, 王勝熙, 袁志磊, 謝立高, 錢廣忠, 黃偉中 申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院, 國(guó)家電網(wǎng)公司