利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型

摘 要

光纤复合架空地线（OPGW）是现代电网通信系统的前沿技术形式，其对现代电网通信的影响巨大，但是在实际应用中需要考虑到送电线路的单相短路故障问题。本文立足于光纤复合架空地线的应用实际，从短路电流热效应的角度出发，结合光纤复合架空地线实例，对OPGW分流地线的选型问题进行简要分析。

【关键词】短路电流热效应 OPGW 分流地线选型

光纤复合架空地线已经成为我国当前主要的电力通信形式，大部分电力通信工程都会选用光纤复合架空地线作为电力通信技术，但是在实际应用中，光纤复合架空地线必须考虑到其短路的问题，这一实际问题的主要内容是光纤复合架空地线在发生短路时，与另一根线路之间的电流分配关系。如果不能保证二者之间合理的分配关系，当线路发生短路的时候光纤复合架空地线就会因为产生过热现象，使得内部光纤的衰减幅度提升、使用寿命降低。因此对利用短路电流热效应的OPGW分流地线选型问题的研究具有鲜明的现实意义。

1 短路电路热效应

当前常用的OPGW主要为层绞结构，主要由不同材质的导线绞和形成，在架设施工中，其外表面会聚集大量的杂质受杂质环境的影响OPGW表面会形成氧化层，OPGW外表面的杂质和氧化层形成了OPGW外部的保温环境，当短路现象发生的时候电流在OPGW内部的瞬时增加会引起OPGW内部温度的升高，在外部“保温层”的作用下短路引起的高热量无法有效传导只能在OPGW内部汇集，所以在对OPGW短路引起的热效应进行观察的时候，会发现OPGW内部的短路现象引起的温度升高并不是瞬时实现的，而是有一个稳定的增长过程。鉴于OPGW内部温度增长的规律性，可以借助微分方程对OPGW短路热效应的温度和时间关系进行阐释。具体方程式如下：

其中I为短路电流，A， β分别为交流电阻值和电阻比，Rdc为单位长度道题的直流电阻，Ws为太阳辐射能，c为比热容。

使用微分公式对OPGW短路热效应的温度和时间关系的阐释是在理想状态下进行的，也就是说其本身的数值会无限接近于真实数值但是会有细微差别，这些差别可以参考工程实际进行调节，在实际的OPGW工程中OPGW的构成材质是不同的，多种金属组成的线路结构电阻值与单纯金属结构电阻值会有较大差别，所以可以根据工程选用的OPGW材质电阻值实际对估算结果进行权重调整。以最大限度的接近真实的相关关系。

2 分流地线选型的理论分析

分流地线是光纤复合架空地线的重要组成部分，在实际应用中处理具有防雷的功能，另一个主要的功用就是对光纤复合架空地线的短路电流进行分流，以保护光纤复合架空地线的安全。在实际应用中分流地线的性能会对光纤复合架空地线的短路电流分流关系产生重要影响，同时还会间接影响到光纤复合架空地线的运行质量和运行效率。所以在光纤复合架空地线工程中分流地线的选型具有重要的意义。

当光纤复合架空地线在运行过程中发生短路现象的时候，大部分的短路电流会经过分流地线返回变电站，一小部分的短路电流会经过杆塔的接地装置进入大地进而返回变电站。分流地线的存在有效的保护了光纤复合架空地线的运行安全，但是在实际的应用中还是要注意几个要点：首先，分流地线的电阻值可以降的很低，但是其感抗降低过程很慢，不能无限度的分流光纤复合架空地线短路的电流；其次，在光纤复合架空地线工程中可以根据线路和环境的不同选用不同的分流地线但是，分流地线的更换不宜过于频繁、差异不宜过大，因为分流地线的接头处电阻会有所提升，而分流地线电阻的提升就意味着光纤复合架空地线承受的短路电流增加。

3 分流地线的选型

在不同的光纤复合架空地线工程中，光纤复合架空地线的负荷程度不同，其运行的环境也不同，所以分流地线的选型工作参考的具体数值标准也不同。但是在光纤复合架空地线分流地线的选型中存在着普遍性的标准，标准内容包括：

（1）线路抗阻要足够低，以保证分流地线对断流电流的吸引，确保光纤复合架空地线承受的短路电流在其标准要求之下；

（2）分流地线本身要有足够大的比热容，在承受一定电流的情况下还能够保持较低的温度。

（3）分流地线本身的属性还应该满足光纤复合架空地线的防雷、防闪等实际需求。

（4）对于电路较长，线路中短路电流存在较多，短路现象发生概率较大的光纤复合架空地线工程，可以适度采用分段选型的方式，确保每一段光纤复合架空地线都能够得到符合其实际运行情况的保护，但是分段选型的方式应用应该坚持适度原则。

结论：光纤复合架空地线是当前电力通信领域主要的电力通信技术形式，其本身的运行质量和运行效率影响重大，所以针对光纤复合架空地线短路现象导致的分流地线选型问题研究具有鲜明的现实意义。本文从短路电流热效应，分流地线选型理论分析，分流地线选型，三个方面对这一问题进行了简要分析，认为光纤复合架空地线分流地线的选型问题涉及到电力通信系统的安全，应该秉承科学的指导理念，在光纤复合架空地线的工程实际基础上进行。

参考文献

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作者单位

国网浙江省电力公司经济技术研究院 浙江省杭州市 310008