最近幾年，複合光纖架空地線在我國電力建設中獲得了飛速發展，幾乎所有的新建500千伏和220千伏輸電線路，都選擇了複合光纜作為(wei) 架空地線，其光纖芯數也從(cong) 早期的六～八芯，迅速攀升到16～24芯及以上，高的已達到72芯，還包括G655光纖。同時出現了一批千公裏以上的長距離主幹光纖線路。複合光纖架空地線正麵臨(lin) 一個(ge) 前所未有的朝陽時代，這也是技術發展和進步的必然。

　　在我國超高壓電力網結構中，截止到2000年底，220千伏以上的線路共有約16萬(wan) 3千公裏，其中500千伏、330千伏和220千伏線路大約分別為(wei) 27300、8600和127000多公裏，由於(yu) 我國大規模采用複合光纖架空地線的時間（大約從(cong) 1998年起）比發達國家約推遲了10年，（有資料表明，發達國家大約在80年代未和90年代初就大量架設OPGW光纜），致使我國早期建設的超高壓網架和光纖複合架空地線擦肩而過。在已建的500千伏網架中，架設OPGW光纜的比例約為(wei) 20%，而對發達的220千伏網絡，則是瘳瘳無幾。（但有一部分采用了ADSS光纜）。

　　在當前眾(zhong) 多的工程項目中，凡是新建的，無論是220千伏還是500千伏輸電線路工程，架設OPGW光纜時選型問題均比較容易解決(jue) ，如今的OPGW光纜生產(chan) 技術，已經發展得相當成熟，可以為(wei) 各種條件的工程提供完備的解決(jue) 方案，問題是不少220千伏線路在改造中，或通信光纜的升級中，需架設OPGW光纜。由於(yu) 原線路建設時，未考慮到OPGW光纜的技術特點，在原線路地線支架不改變（或不作大的改造）的前提下，要能接納OPGW光纜，由此引伸出不少問題，本文就此展開討論，提出幾點思考，以達到拋磚引玉的目的。

　　在這一類工程中，往往具有以下一些特點，線路運行已達10年以上，有的甚至達到20年，有鐵塔也有水泥杆，或兼而有之。地線則普遍采用GJ-50鋼絞線（這和我國的設計規程有關(guan) ），在這種條件下，不少建設單位（含一些設計院）就提出，所配的光纜必須和GJ-50相配，相應直徑不能大於(yu) 9mm（因為(wei) GJ-50鋼絞線的直徑是9mm），並且需承受相當數量的短路電流。

　　OPGW光纜的選擇，主要著眼於(yu) 以下幾點：光纖芯數及光纖技術要求，光纜的熱容量，光纜的力學性能（即弧垂特性）包括其外徑和重量。其中每一項要求，都折射出原工程的影子，恰當地處理好這些參數之間的關(guan) 係，綜合兼顧，使所選擇的OPGW光纜能為(wei) 這些“老工程”所接受，這是一個(ge) 技術決(jue) 策者必須妥善解決(jue) 的問題。

　　對光纖的技術要求，目前都有認可的技術標準，如ITU-T G.652等，這些標準大約每四年會(hui) 再版一次，其技術水準也在不斷提高，再要提高某些技術要求，如衰減指標等，必須放在整個(ge) 通信係統的大環境中考慮，如光纜的總長度，係統對總的衰減指標的要求等。簡單地認為(wei) 光纖指標總歸越先進越好的觀點是不全麵的。這樣做，會(hui) 導致光纜的投資增加，而整個(ge) 係統卻未必得益。所以對光纖的技術參數應慎重決(jue) 策。而對光纖的芯數，則應對未來的發展有一個(ge) 充分的估計，這裏還涉及到對路徑價(jia) 值的認識問題。像早期選用六芯～八芯OPGW光纜的現象現在已很難看到了。筆者認為(wei) ，對光纖芯數的預測出現不定時，宜向大芯數方案傾(qing) 斜，這樣比較主動，也為(wei) OPGW光纜的工程經驗所證實。

　　對光纜的熱容量，將直接影響到光纜的結構和選型，應予充分重視。在常規的OPGW光纜結構中，熱容量大小的本質，將決(jue) 定光纜鋁（或鋁合金）截麵的大小。直至影響到光纜結構。而光纜所應承受的熱容量，主要取決(jue) 於(yu) 光纜所處係統的狀況，包括5-10年的發展規劃，係統最大的短路電流（嚴(yan) 格來講是帶有最大零序分量的短路電流），故障的切除時間，以及光纜和相鄰地線之間的電流分配。一般說來，短路電流的取值應將係統放在一個(ge) 5-10年的規劃中考慮，同時附以最大運行方式和最高氣溫月的最高平均氣溫。其次是線路各點發生故障時，短路電流是不一樣的，最嚴(yan) 重的是故障點發生在變電所的進（出）線檔，這成為(wei) 熱容量參數中短路電流的控製點。而離開這一檔或這一耐張段，短路電流就迅速衰減。通常在離開門型架3-5公裏以後，會(hui) 有20%-30%的衰減量（有時和線路的長短有關(guan) 係），但理論上，線路各點的故障率是呈等值分布的，另一個(ge) 關(guan) 鍵的參數就是承受短路電流的時間，在華東(dong) 地區的500千伏係統中，目前已普遍采用0.25秒。解剖一下，這主要由快速縱差保護和開關(guan) 失靈保護這兩(liang) 部分時間所組成。目前還沒有看到少於(yu) 0.25秒的時間選擇（直流係統除外）。對220千伏線路的保護，通常也能在0.1-0.15秒時間內(nei) 完成，但其後各級保護或失靈保護的情況比較複雜，有時和母線主結線的方式有關(guan) 係。統計資料表明，220千伏係統的保護動作正確率在98%以上，而線路保護的正確率也有相同的水平，眼下大部分220千伏的光纜工程其短路時間取0.35-0.5秒，並以0.5秒為(wei) 多。現在的問題是，將上述這些“小概率”事件連續迭加（數學上為(wei) 小概率事件相乘）後得出的短路電流容量要光纜承受（通常OPGW光纜和鋼絞線配合時，要承受絕大部分的短路電流），而同時又要求光纜的弧垂和鋼絞線相配。這對光纜就難以兩(liang) 全了。有的工程提出的熱容量已接近開關(guan) 的短路容量。這就更顯不妥，在這些多重要求的夾擊下，就使光纜的選型遇到了困難，有些工程就遭遇到所有投標商的光纜產(chan) 品均不能滿足標書(shu) 要求的情況。這就促使我們(men) 必須從(cong) 產(chan) 生這些原則的“源頭”去思考。

　　仔細分析影響光纜熱容量參數的各種原因，不外乎“運行方式、環境氣溫、短路點位置和保護動作時限”這幾大因素。而我們(men) 都自覺和不自覺地將這幾種因素的最不利情況撮合在一起，這是不科學的。其結果正如前麵所提到的，220千伏改建線路找不到合適的光纜。筆者認為(wei) ，以下的組合是可以考慮的：“一般運行方式+年平均氣溫十非進（出）線檔故障+主保護二階段動作時限”或“最大運行方式+最高氣溫月平均氣溫+最危險點故障（一般也就是進出線檔）+主保護一次動作時限”，在這兩(liang) 者中，可以取嚴(yan) 重者考慮。這正如線路電氣設計中在最大風的條件下不考慮係統過電壓，以及係統通常隻能考慮n-1的安全儲(chu) 備的道理是一樣的。也有不少工程設計人員注意到，對線路比較長短路電流又較大的OPGW光纜線路，可以分段選型，也是比較有效的做法，這裏不作贅述。

　　值得補充的是，OPGW光纜在我國已有十幾年的運作經驗，粗略地估計，大約已有了約300～400公裏·年的運行記錄，沒有發生一起因短路電流過載而損壞光纖的事件，這一方麵說明，小機率事件連續發生是非常稀罕的，也說明在目前的光纜選型中，熱容量參數具有較高的安全儲(chu) 備。對其進行適當的反思是可取的。

　　為(wei) 光纜選擇合適的分流線，特別是在220千伏線路改造工程中，往往會(hui) 成為(wei) OPGW光纜能否成功上馬的關(guan) 鍵性輔助措施。針對原先采用GJ-50鋼絞線的220千伏線路，在線路兩(liang) 端采用合適的分流線是非常明智的做法。下麵的一些線型值得考慮，可酌情采用。
注：用戶還可以找到其他結構的分流線，之所以這樣選，主要是圍繞GJ-50的直徑和強度要求來選，因為(wei) 不少用戶不希望直徑太大。#p#分頁標題#e#



　　需要特別指出的是，對分流線而言，在故障時其實際所分得的電流，取決(jue) 於(yu) 它和OPGW光纜阻抗（包括它們(men) 之間的互阻）之間的關(guan) 係。但對於(yu) 其熱容量中時間的考慮，完全可以區別對待，可以取0.1-0.15秒（前者針對鋼絞線，後者適用於(yu) 其他導線）。這是一個(ge) 很重要的技術原則和設計思想。我們(men) 可以將OPGW光纜作為(wei) 一種“設備”，而將分流線作為(wei) “地線”，從(cong) 性質上將它們(men) 區分，對同樣熱容量的分流線，隻考慮其通過短路電流時間為(wei) 0.1-0.15秒，實際上就是大幅度地提高了其抗衡短路電流的能力，對分流線而言，即使在非常難得的情況下偶爾“過熱”一下，也沒什麽(me) 影響，它根本不同於(yu) 光纜，有燒毀光纖、中斷通信之憂。對靠長期累積效應才能發生強度下降的影響而言，這實在算不上什麽(me) ，但我們(men) 采用這一特殊“技術政策”，卻為(wei) 220千伏改建線路（包括新建）接納OPGW光纜打開了坦途。即原先采用GJ-50或GJ-70地線的杆塔，基地線頂架可基本不作加強（或改動）而直接架設OPGW光纜和相應的分流線。考慮到這些分流線均比較輕，和GJ-50鋼絞線相比，隻為(wei) 其重量的75%左右。即重量為(wei) 1噸的分流線可以施放3公裏，一個(ge) 工程用10公裏左右的分流線，架設在兩(liang) 端，投資不超過8萬(wan) 元（連所需的配套金具在內(nei) ），卻解決(jue) 了光纜的匹配問題，確實是個(ge) 值得采納的技術措施。

　　關(guan) 於(yu) 地線的直徑，影響到杆塔的水平荷重，但也不必過於(yu) 絕對，直徑稍大一些就認為(wei) 不行，從(cong) 更深層次考慮，頂架的水平荷重還和頂架本身，地線的平均高度，杆塔的水平檔距等有關(guan) ，簡單地拿原地線的直徑來要求光纜和分流線，有失偏頗。需要引起注意的是有些線路運行時間長久，地線頂架承受不平衡張力的能力會(hui) 有所降低，架設光纜和分流線，應控製好最大張力，不降低原線路的安全運行水平。

　　對於(yu) 兩(liang) 層結構的OPGW光纜，由於(yu) 上下扭絞得以平衡，而頗受用戶歡迎，從(cong) 而出現即使是在小直徑的情況下，也要求OPGW光纜具有兩(liang) 層結構，並拒絕中心束管式光纜，其實大可不必。一則因為(wei) 在小直徑要求的（通常指直徑小於(yu) 12mm時）約束下，要結合大芯數光纖單元的二層層絞是很困難的，另則因為(wei) 生產(chan) 光纜的絞機一般均具有退扭功能。在該工藝條件下生產(chan) 的光纜不足以在鬆馳狀態下形成扭曲變形；再由於(yu) 光纜都是定長生產(chan) ，中間不得隨意開斷，接頭均在耐張線夾的後麵，這些特點決(jue) 定了即使光纜單層絞也不會(hui) 出現鬆股情況（製造質量不佳另當別論），單層絞結構已經為(wei) 幾乎所有光纜製造商所采用，並以此來滿足對小直徑光纜的要求，注意到這一點，無論對用戶和製造商都是有利的。對於(yu) 小直徑的中心束管式光纜，不能借助於(yu) 絞製產(chan) 生兩(liang) 次餘(yu) 長，但在大多數情況下，包括某些山區工程和複冰15mm地區，光纖單元的一次餘(yu) 長已能夠滿足工程要求，以餘(yu) 長過小而拒絕小直徑的中心束管式光纜，理由並不充分。

　　總之，在220千伏網絡工程中，尤其是老線路改建或增掛光纜工程中的選型問題，不外乎是上述這些問題的交叉組合，隻要抓住關(guan) 鍵要求，綜合平衡，全麵完整地理解複合光纜，重視分流線的采用，在技術原則上區別對待，特別是分流線的短路時間，就不難為(wei) 工程找到一個(ge) 完美的解決(jue) 方案，這些技術觀點對500千伏係統網絡中的光纜工程也同樣可引以為(wei) 鑒。