陳晨陽
(國網(wǎng)江西省電力公司信息通信分公司,江西 南昌 330077)
由于設(shè)計和工程施工等各方面的原因,造成OPGW光纜進(jìn)站防雷接地和固定不規(guī)范,容易出現(xiàn)OPGW光纜遭雷擊或短路電流損壞光纜事故。江西很多地區(qū)是雷電高發(fā)區(qū),曾多次發(fā)生進(jìn)站OPGW光纜遭受雷擊或短路電流損壞事件,對通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的影響,下面就短路電流和雷擊對進(jìn)站OPGW光纜的影響進(jìn)行分析并提出解決的辦法。
OPGW本身就是避雷線,受直接雷擊的可能性最大。OPGW運(yùn)行中一方面是工頻接地短路電流形成溫度升高,造成OPGW燒傷或燒斷。另方面是遭雷擊時雷擊電流沖擊形成電弧會造成溫度升高,這些問題在OPGW進(jìn)站后一樣存在。
由于OPGW光纜進(jìn)站后引下線固定不規(guī)范,存在松弛和鉤架不絕緣的情況,當(dāng)風(fēng)吹引起進(jìn)站OPGW光纜與構(gòu)架間隙變化時,短路電流達(dá)不到非自持放電向自持放電過度條件時,引起OPGW斷股的可能性小。但是如果短路電流達(dá)到自持放電條件,接觸引弧后,使空氣電離滿足了間隙拉弧條件,短路電流就會在風(fēng)吹OPGW光纜離開構(gòu)架時變成電焊機(jī)電源,發(fā)生自持性放電。
OPGW光纜進(jìn)站后遭受雷擊時,電流非常集中,往往匯成一點,如果雷擊部位離接地點較遠(yuǎn),OPGW光纜受雷擊溫度可能達(dá)600℃甚至更高,容易造成OPGW燒傷甚至燒斷。雷擊過程大體分主放電階段和余光階段。主放電階段:雷云中的電荷分布不均勻,有時會形成多個電荷密集點,此時下行大地的電荷分負(fù)極性和正極性兩種電荷,雷擊時95%是負(fù)極性電荷引發(fā)的,只有5%是正極性電荷引發(fā)的。主放電階段時間極短,約為50~100 s,放電速度快,引發(fā)電弧度,可能達(dá)600℃,這種情況下易造成OPGW燒傷甚至燒斷,如圖1所示。余光階段;主放電階段達(dá)到云端時就結(jié)束了,云中的殘余電荷經(jīng)過主放電的通道向下流,就成余光階段,電流不大,只有幾十A,時間約為0.03~0.15 s,對OPGW基本沒有影響。目前導(dǎo)線最大運(yùn)行溫度指標(biāo)如表1所示。
圖1 某變電站進(jìn)站OPGW光纜引下線沒有接地遭受雷擊被燒斷
表1 導(dǎo)線最大運(yùn)行溫度℃
OPGW要實現(xiàn)光纜的功能,一定要從變電站龍門架出引下,通過與構(gòu)架固定經(jīng)過余纜架,接續(xù)盒并轉(zhuǎn)非金屬光纜進(jìn)入通信機(jī)房,實現(xiàn)強(qiáng)弱電隔離。在變電站升壓站OPGW光纜存在固定點之間有富余的現(xiàn)象,甚至與桿塔發(fā)生摩擦,引起電弧造成斷裂。另外,部分OPGW光纜進(jìn)站后在余纜架處沒有固定,只是纏繞在余纜架上,如遇強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣,容易造成光纜散落,引發(fā)安全事件。本人在參加省公司組織的安全檢查中,多次發(fā)現(xiàn)某些施工單位采用塑料扎帶來固定余纜,這種做法是錯誤的,因為塑料扎帶極易老化而斷裂。
OPGW光纜進(jìn)站后如果沒有接地點或接地點少,會造成短路電流和雷擊電流給OPGW光纜帶來損害,輕則燒傷,重則燒斷。如果光纜與構(gòu)架距離不夠(小于20mm),與桿塔發(fā)生摩擦,在發(fā)生短路電流和雷擊電流時,OPGW與構(gòu)件之間會產(chǎn)生電弧,當(dāng)電弧作用時間達(dá)到一定程度時會對OPGW形成電蝕熔斷,導(dǎo)致通信電路中斷。目前省內(nèi)大部分OPGW光纜進(jìn)站后只是在塔頂上做了一個接地。
圖2 某變電站進(jìn)站OPGW光纜引下線沒有接地且固定不規(guī)范
盡管OPGW光纜在門型架上受到電網(wǎng)工頻接地短路電流和架空地線上雷擊電流等損害的情況不同,但兩者采取的安全措施是一樣的。為使OPGW起到短路電流分流和雷電導(dǎo)流接地的作用,接地線采用并溝線夾與光纜連接,另一端安裝在鐵塔或構(gòu)架主材接地孔上。OPGW光纜應(yīng)在構(gòu)架頂端、最下端固定點(余纜前)和光纜末端(三點)分別通過匹配的專用接地線與構(gòu)架進(jìn)行可靠的電氣連接,為短路電流和雷擊電流提供泄放通道。接地線在構(gòu)架側(cè)宜采用象鼻子連接,以方便輸電線路與變電站或升壓站接地電阻測試時,拆開OPGW與站內(nèi)門型架及地網(wǎng)的連接,確保接地電阻測試的準(zhǔn)確性和有效性。如果是安全隱患整改,在構(gòu)架上沒有合適的接地點,建議采用電鉆打洞的方法使接地線與構(gòu)架可靠相連,但施工時一定要做好安全措施。
進(jìn)站OPGW光纜引下應(yīng)每隔1.5~2 m安裝一個固定卡具,防止光纜與桿塔發(fā)生摩擦。引下光纜與站內(nèi)構(gòu)架間宜采用匹配的固定卡具加絕緣橡膠進(jìn)行固定,與構(gòu)架構(gòu)件間距不應(yīng)小于20 mm。余纜架和接續(xù)盒與構(gòu)架間宜采用匹配的固定卡具加絕緣橡膠進(jìn)行固定。余纜宜用Φ1.6 mm鍍鋅鐵線固定在余纜架上,捆綁點不應(yīng)少于4處,余纜和余纜架接觸良好。
OPGW具有普通架空地線和光纜雙重功能,與普通架空地線不同的是OPGW到門架后要沿著構(gòu)架向下走線進(jìn)入余纜架和接續(xù)盒,由于這部分線纜設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)相對落后,往往存在安全隱患。為了解決進(jìn)站OPGW到門架后要沿著構(gòu)架向下走線進(jìn)入余纜架和接續(xù)盒這一段安全問題,一方面在這段線纜的固定工作中更應(yīng)規(guī)范,不能讓OPGW光纜貼近或接觸構(gòu)架及元件,并采取絕緣措施。另一方面要按照國網(wǎng)公司最新規(guī)范要求安裝接地線,起到為短路電流和雷擊電流提供泄放通道的作用。
[1]Q/GDW758—2012電力系統(tǒng)通信光纜安裝工藝規(guī)范[S].