[发明专利]光纤复合架空地线（OPGW）实验室模拟覆冰试验方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统通信技术领域，具体涉及一种电力特种光缆光纤复合架空地线(OPGW)的实验室模拟覆冰试验方法。

背景技术

2008年1月至2月初，我国南方大部分地区相继出现了持续的大范围灾害性冰雪天气，此次雨雪冰冻天气过程影响范围广、强度大、持续时间长、涉及面广、危害程度大，很多地区超过50年一遇，部分地区超过100年一遇，属历史罕见，给这些地区的交通、电力、通信和人民生活带来了严重影响。此次冰冻灾害尤其对我国西南、华中、华东地区的电网造成了重大危害，其中湖南、浙江、江西电网受损尤为严重。由于输电线路覆冰严重，导致多条输电线路铁塔、导线、绝缘子、光缆、金具等遭到不同程度的损坏，而作为我国电力系统通信主要传输介质的光缆，也遭受了重大损失。光缆的受损直接影响了电力系统通信，进而影响电力系统的安全运行。

虽然目前大部分受损线路已经得到修复，但对于今后的改造线路和新建线路，仍然存在许多问题有待研究和解决。光纤复合架空地线(OPGW)覆冰(尤其是重覆冰)前后性能的变化、潜在的隐患及其对光缆线路运行影响很大，详细研究在国内外未见报道，尤其是光纤复合架空地线(OPGW)在电力系统中的应用越来越广泛，普通地区OPGW的产品性能检测已经包含了如几何尺寸、传输性能、机械性能、环境性能、电气性能等诸多方面，通过这些测试已经完全能够掌握样品的基本特性，可以保证OPGW的产品质量，而行业标准中规定的常规质量测试项目，已经不能满足严重自然灾害情况(如覆冰等)下的要求。目前国内外也未发现可供实际操作的覆冰状态下光缆的技术指标与要求，也没有建立相应的试验环境与方法进行测试研究，面对自然界覆冰灾害时，难以提出有效可行的综合解决方案。因此，相关研究内容及测试技术需要进一步完善，以便指导工程实际应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决重覆冰地区光缆工程应用存在的问题，提出了一种光纤复合架空地线(OPGW)实验室模拟覆冰试验方法，该方法可以在实验室模拟测试运行线路在各种覆冰厚度状态下的性能变化。该方法利用实验室覆冰模拟试验系统，对覆冰条件下OPGW的电气、通信、机械性能进行实验对比研究，主要对不同结构、不同型号(不同技术参数)、不同材料等的OPGW进行耐雷击、短路电流、衰减、抗拉性能、应力应变等项试验研究，再通过分析试验数据确定OPGW抵御覆冰灾害的综合解决方案。

本发明的一种光纤复合架空地线(OPGW)实验室模拟覆冰试验方法，包括以下步骤：第一步：根据光缆型号及模拟覆冰的厚度，计算覆冰的重量：

W＝π(R²-r²)dl

其中：

R---覆冰后的OPGW半径  r---光缆的半径  d----冰的比重：0.9克/立方厘米

l---光缆长度  W---冰的重量  π----3.14

第二步：将光缆以16％RTS的初始张力固定在拉力机上，光缆长度大于100米，光缆样品的有效试验长度不小于25米；

第三步：将光缆中的至少6根光纤串接，使光纤长度大于500米，然后接在光时域反射仪上，监测随覆冰厚度的增加光纤衰减的变化；

第四步：根据拉力机两端金具固定端中间所述光缆的有效试验长度，换算线路实际档距和覆冰厚度对应的实验室条件下需要覆模拟冰的重量和拉力值。计算过程如下：

利用悬链线方程：

y=a(chxa-1)]]>

式中，a为引进参数，是光缆水平张力H与单位自重W的比值，ch(x)为双曲余弦函数；

光缆自然悬挂状态下，令t＝1/a，悬链线方程得关于t的关系式：