OPGW

光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）是保障电网安全运行与电力可靠应用的重要基础设施。同一覆冰天气条件下，OPGW覆冰程度通常大于导线，易引发放电、断线、倒塔等事故，利用新技术、新手段开展覆冰监测和线路融冰势在必行。本报告介绍了基于分布式光纤传感技术的覆冰监测、OPGW直流融冰技术的发展及应用情况，最后针对上述技术的应用前景和发展趋势进行了展望。

输电线路长期暴露在野外，当导线、地线（OPGW）受到雷击、枪击等外力破坏及易发生断股现象，导线的断股检修是一项重要的检修工艺，线路检修规程要求导线损伤超过25%需切断重接或使用预绞丝、护线条缠绕检修工艺。以往的处理的方法是，在满足运规要求的前提下，绝大部分采用预绞丝缠绕加固处理，预绞丝缠绕缝隙较大。这种缠绕方法及工器具的强力使用易造成预绞丝损毁、变形报废，据统计每缠绕一处，变形报废预绞丝两套，价值1400余元，在预绞丝的预绞过程中造成导线金属丝表面金属锐尖，运行中造成电晕放电，增加了输电导线的线损率。绞丝在缠绕中变形、不齐整、不紧密时，会造成导线发热、起弧、电晕、甚至断线。预绞丝和护线条缠绕整齐、紧密是减少导线电晕的有效方法之一。 现有技术中，此种检修工艺无专用的工具，在输电导线上预绞丝的头部不能很好固定，后续的缠绕修补工序进行的很慢，预绞丝和护线条缠绕既不均匀也不紧密，造成预绞丝在缠绕修补中缺根严重影响断股导线抗拉強度，检修工作效率低下。 目前，行业内对导线断股缠绕修补中发生的问题以及使用器具研究和应用较少，也末形成成熟技术和标准，使得导线断股后的检修合格率达标困难重重，这项技术对于提升电网设备的检修技术，提高电网的用电可靠性具有非常重要的意义。

为了解决在多重因素作用下难以准确评估OPGW光缆风险的状况,文章提出了一种基于纤芯应变特征聚类的OPGW光缆风险辨识方法。首先,分析了OPGW纤芯应变特征,包括OPGW光缆运行参数监测和OPGW纤芯应变相关参数特征。然后,以OPGW应力应变和布里渊频移为特征参数,采用初始聚类中心优化K均值聚类实现OPGW光缆风险辨识。算例结果表明,所提方法能够对OPGW的风险特性进行有效识别,有效支撑OPGW光缆的运行与维护。

随着国内电网建设，OPGW光纤通信进入大规模应用，支撑着电力通信骨干网，承载着电网生产信息。目前全国各地陆续发生运行中的变电站OPGW终端发生引下缆雷击断股，感应电电蚀断股，脱缆缺陷故障等，因其OPGW终端引下缆运行状态尚无监视手段，不能提前发现OPGW运行故障，影响智能电网的安全运行。 孝感公司研发的《变电站OPGW终端安全监测系统》先后在国家电力投资集团公司湖北界岭风电场、中广核大悟风力发电有限公司擂鼓台风电场、湖北孝感电网110kV~220kV变电站等进行丁试点工作，运行状况良好，大幅减少丁接地电阻的测量时间，免除了人员登高操作危险，产生丁较大经济效益、安全效益和社会效益，提升丁OPGW骨干网安全运行率，为变电站输变电设备状态检修提供丁参考依据。本项目通过丁国网湖北省电力有限公司科技项目验收和湖北省电机工程学会科技成果鉴定，本项目成果在我国变电站应用前景广阔。

对于临近直流线路接地极的交流高压架空线路，光纤复合地线（OPGW）分段绝缘单点接地是一种有效的接地方式。通过一起500kV分段绝缘OPGW的光纤中断故障，对光缆接续盒构造、OPGW感应电压分布、雷击三个因素开展分析，当光缆接续盒绝缘套管耐压值低于并联空气间隙的雷电击穿电压值，雷击导致光缆接续盒的绝缘套管击穿而空气间隙不会放电。通过计算OPGW的感应电压分布，证明两条光缆在光缆接续盒的引入处所形成的感应电压的差值与两侧OPGW的绝缘长度的差值成正比，绝缘击穿后两根光缆之间形成电流发热并最终损坏光缆。最后，针对光缆接续盒、光缆引下部位和光缆长度设计提出了整改措施，通过长期运行体现了成效，消除了故障，也为同类型线路的设计、施工、运行维护提供了有益的参考。

本项目完成了“光纤传感器直接感知量与输电线路需监测量之间关系模型的建立”、“基于光纤光栅传感技术的输电线路多种参量监测装置及方案的设计与实现、“基于光纤传感技术的输电线路无源在线监测系统的研制与应用“等三项核心创新工作，研制了拥有自主知识产权的无源监测设备与系统。从根本上解决了架空线路传统监测技术野外长期可靠性差、抗干扰能力弱、信息安全性低的问题，实现了架空线路状态监测领域的技术突破，有力推动了该领域的技术进步，推动了OPGW光缆施工设计和新型监测技术施工作业指导书等行业标准的发展。该成果已申请发明专利2项，获得实用新型专利4项，获得软件著作权1项，公开发明专利1项，发表学术论文9篇，其中EI论文4篇。 该成果实现了输电线路监测与电力通信的巧妙融合，不仅有技术上的突破，而且充分考虑工程建设和技术改造的适用性，保证了所研发的系统具有行业全面推广的价值，显著提升了在线监测研究基础和应用水平。该成果实现了传感在线监测技术的多项突破，具有在行业全面推广的前景。野外传感监测装置无需供电，适宜在野外架空线路在线监测领域推广应用。采用绝缘性好、抗干扰强的光纤作为传感媒介，适合在电力系统的强电磁场环境下应用。与传统监测采用无线公网通道不同，系统充分利用电力特种光缆OPGW作为状态监测通道，不仅满足线路监测的同步覆盖，而且保证了电网运行信息传输的安全性。传输采用波分复用形式，通道占用资源少，便于既有线路改造。

随着国内电网建设，OPGW光纤通信进入大规模应用，支撑着电力通信骨干网，承载着电网生产信息。目前全国各地陆续发生运行中的变电站OPGW终端发生引下缆雷击断股，感应电电蚀断股，脱缆缺陷故障等，因其OPGW终端引下缆运行状态尚无监视手段，不能提前发现OPGW运行故障，影响智能电网的安全运行。 孝感公司研发的《变电站OPGW终端安全监测系统》先后在国家电力投资集团公司湖北界岭风电场、中广核大悟风力发电有限公司擂鼓台风电场、湖北孝感电网110kV~220kV变电站等进行丁试点工作，运行状况良好，大幅减少丁接地电阻的测量时间，免除了人员登高操作危险，产生丁较大经济效益、安全效益和社会效益，提升丁OPGW骨干网安全运行率，为变电站输变电设备状态检修提供丁参考依据。本项目通过丁国网湖北省电力有限公司科技项目验收和湖北省电机工程学会科技成果鉴定，本项目成果在我国变电站应用前景广阔。

雷击对OPGW光缆的危害是实际存在的，本文针对一起500kV输电线路OPGW光缆外层断股的修补方法进行探讨，从带电作业和停电作业两个维度分析，带电作业主要从安全距离、挂梯后的OPGW光缆强度和面临的主要风险，停电作业主要从现场勘查、施工组织等方面深入分析，对比两种方法，决定采用在线路停电时将带通信信号的OPGW光缆放落至导线高度进行修补，并最终成功处理缺陷，保证电网的安全运行。