[发明专利]一种基于光纤复合相线的架空输电线路

说明书

本发明提供了一种基于光纤复合相线的架空输电线路，包括：采用无光纤单元的地线、地线耐张绝缘子、地线跳线及至少一根采用光纤复合相线的导线；所述地线以开耐张方式与一线路塔相连接；所述地线耐张绝缘子水平连接于所述地线和所述线路塔之间；所述地线耐张绝缘子的电气参数大于等于所述架空输电线路的导线绝缘子的电气参数；所述地线跳线与所述地线之间处于电气绝缘状态或电气连接状态；所述导线通过所述导线绝缘子与所述线路塔相连接。本发明大幅度降低在严重雨雪冰冻气象条件下架空输电线路的导线‑地线放电跳闸次数和放电可能引发的地线断线数量和大范围倒塔数量，同时提高光纤通信安全，具有资金投入小、性价比高的有益效果。

技术领域

本发明涉及电力输送技术领域，尤其涉及一种基于光纤复合相线的架空输电线路。

背景技术

架空输电线路(简称线路)是电网的重要组成部分。现有线路普遍具有光纤通信功能，其中35kV等低电压等级的配电网线路一般只有输送电能的架空导线(简称导线)、而没有防雷的架空地线(简称地线)，所以在导线中至少采用一根含有光纤单元的光纤复合相线(OPPC)，在输送电能的同时实现光纤通信功能；110kV及以上电压等级的主电网线路一般既有导线又有地线，其中在地线中至少采用一根含有光纤单元的光纤复合架空地线(OPGW)，在实现防雷功能的同时实现光纤通信功能，其它的地线则采用无光纤单元的常规地线，所有导线均采用无光纤单元的常规导线。本发明的内容主要适用于110kV及以上电压等级的主电网线路，以下重点分析冰灾中该类线路的薄弱点。

雨雪冰冻气象条件下，110kV及以上电压等级的主电网线路的导线、地线和OPGW的严重覆冰可导致线路放电、断线、倒塔和电网大面积停运，严重威胁电网的安全稳定运行，如：2005年的华中电网冰灾、2008年的华中华东电网冰灾及2015年的华北电网(含冀北电网)冰灾。冰灾期间的主要缺陷、故障包括：

(1)导线-地线(或OPGW)放电：雨雪冰冻气象条件可在导线、地线上形成严重的覆冰雪，并进一步引发如下现象：①地线及OPGW张力增大且弹性伸长，导致地线及OPGW弧垂增大；②线路塔两侧不均匀覆冰雪、地线支架损伤变形及地线在悬垂线夹中滑移等致使导线、地线及OPGW顺线路方向偏移，造成导线-地线(或OPGW)间距的大幅度变化；③导线、地线及OPGW脱冰跳跃，造成导线-地线(或OPGW)间距的大幅度变化。上述多种情况的组合极易造成导线-地线(或OPGW)之间的空气间隙放电，这种与地线及OPGW相关的放电占2015年冀北电网冰灾中25次线路跳闸的96％，在其它历次冰灾中导线-地线(或OPGW)放电的占比也高达约50％，是电网冰灾中长期存在、不易根治的难题。导线-地线(或OPGW)放电的分析表明：地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点。

(2)地线及OPGW断线：2015年冀北电网冰灾有3条500kV线路和1条220kV线路发生地线及OPGW断线，且地线及OPGW断线点同时也是导线-地线(或OPGW)的放电点，其它电网均有类似情况。计算表明：一方面覆冰雪导致地线及OPGW张力增大，另一方面导线-地线(或OPGW)放电产生的局部高温(500℃)可使放电点的机械强度下降50％，上述两个因素同时作用才可导致地线及OPGW断线，而单一的覆冰雪导致的张力增大因素则难以造成地线及OPGW断线，即冰灾中如果未发生导线-地线(或OPGW)放电则地线及OPGW断线的概率将大幅度下降。地线及OPGW断线的分析再次表明：地线及OPGW是电网冰灾中的线路薄弱点。