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OPGW临界融冰电流及其影响因素

电工技术学报 2016年第9期31卷 174-180页

作者：蒋兴良孟志高张志劲姚实颖输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400030 国网四川省电力公司成都610000

光纤复合架空地线(OPGW)覆冰影响电网安全稳定运行,采用直流融冰是防止OPGW发生覆冰事故的有效措施之一。建立了OPGW的直流融冰模型,计算了OPGW直流融冰过程中的动态温度特性,分析了OPGW的临界融冰电流及其影响因素,并在人工气候实验室... 详细信息

光纤复合架空地线(OPGW)覆冰影响电网安全稳定运行,采用直流融冰是防止OPGW发生覆冰事故的有效措施之一。建立了OPGW的直流融冰模型,计算了OPGW直流融冰过程中的动态温度特性,分析了OPGW的临界融冰电流及其影响因素,并在人工气候实验室对计算结果进行了验证。结果表明:融冰过程中冰层外表面的热交换系数对融冰过程影响很大,其大小与环境温度、风速、覆冰厚度和冰层外表面温度有关;影响OPGW临界融冰电流的主要因素有环境温度、风速、覆冰厚度和OPGW型式;临界融冰电流随环境温度降低、风速增加及覆冰厚度的增加而增加,但冰厚的影响程度相对较小。因此,应根据不同环境条件选择OPGW的融冰电流。

关键词： OPGW 临界融冰电流环境温度风速覆冰厚度

雷击条件下OPGW内光偏振态信号的形成和传播特性

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高电压技术 2019年第6期45卷 2003-2009页

作者：虢韬沈平杨渊时磊李涛程远贵州电网有限责任公司输电运行检修分公司贵阳550005 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

由于雷击光纤复合架空地线(OPGW)时其外绞线上的电流行波传播速度比光纤内光信号的传播速度快,因此这一过程会在OPGW雷击光偏振态信号波头前产生调制形成伪波头,从而给定位带来误差。为此,提出了"伪波头"的概念,并对其形成和传播特征进... 详细信息

由于雷击光纤复合架空地线(OPGW)时其外绞线上的电流行波传播速度比光纤内光信号的传播速度快,因此这一过程会在OPGW雷击光偏振态信号波头前产生调制形成伪波头,从而给定位带来误差。为此,提出了"伪波头"的概念,并对其形成和传播特征进行了研究;通过理论和仿真计算了雷击OPGW时光偏振态信号的形成过程,并对比研究了实验室模拟雷击OPGW试验和OPGW光传感雷击监测系统现场实测的雷击数据。结果表明:所提出的伪波头现象确实存在,并且会给雷击定位精度造成实质性影响;距离雷击点越远,伪波头影响的时长就越长;雷电流幅值越大,伪波头偏起的幅度就越大。研究结果说明传统的行波法波头标定方法可能并不完全适用,该研究可为基于OPGW雷击点定位方法的实际应用提供参考。

关键词：法拉第磁光效应 OPGW 光偏振态信号雷击定位行波传播特性伪波头

光纤复合架空地线直流融冰绝缘化改造对地线绝缘子与并联放电间隙的电气要求

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高电压技术 2017年第8期43卷 2733-2738页

作者：陈秀娟夏潮朱海宇马振国殷禹张晔中国电力科学研究院北京100192 国网江苏省电力公司常州供电公司常州213004

为满足光纤复合架空地线(OPGW)直流融冰的需要,同时解决环流损耗和易遭雷击断股等问题,须将OPGW接地方式由目前常用的逐塔接地改造为分段或全线绝缘、单点接地方式;OPGW经地线绝缘子及其并联放电间隙与杆塔相连。为此,提出了OPGW直流融... 详细信息

为满足光纤复合架空地线(OPGW)直流融冰的需要,同时解决环流损耗和易遭雷击断股等问题,须将OPGW接地方式由目前常用的逐塔接地改造为分段或全线绝缘、单点接地方式;OPGW经地线绝缘子及其并联放电间隙与杆塔相连。为此,提出了OPGW直流融冰绝缘化改造对并联放电间隙的电气要求,分别对正常运行时、地线直流融冰条件下和雷击情况下的并联放电间隙电气性能进行了详细的计算分析和试验研究。结果表明:并联放电间隙距离选择应满足感应电压和直流融冰电压的耐受要求,还应保证并联放电间隙在雷电过电压下可靠击穿;要满足工频感应电压的耐受要求,间隙距离可取20~100 mm;要满足直流融冰电压为-20 k V×(1±10%)的耐受要求,间隙距离应大于60 mm;考虑到间隙放电的分散性,间隙距离宜适当增大,推荐值为70~80 mm;70~80 mm间隙距离的雷电冲击放电电压一般不大于100 k V,线路遭受雷击时,地线绝缘子与并联放电间隙所承受的电压至少为885 k V,甚至高达数MV,并联放电间隙能可靠击穿,从而确保地线绝缘子的运行安全性。该研究结果可为OPGW直流融冰绝缘化改造提供理论支撑和数据支持。

关键词： OPGW 光纤复合架空地线逐塔接地单点接地地线绝缘子并联放电间隙直流融冰绝缘化改造

OPGW直流融冰的最大允许电流与动态融冰策略的仿真研究

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OPGW直流融冰的最大允许电流与动态融冰策略的仿真研究

作者：臧雨铼华北电力大学

学位级别：硕士

光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)具有良好的通信能力和避雷能力,近些年在电力系统中得到了广泛的应用。由于所处地形的复杂性和多样性,OPGW在实际运行中暴露出许多的问题,其中线路的覆冰问题尤其... 详细信息

光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)具有良好的通信能力和避雷能力,近些年在电力系统中得到了广泛的应用。由于所处地形的复杂性和多样性,OPGW在实际运行中暴露出许多的问题,其中线路的覆冰问题尤其严重。覆冰会使得OPGW线路的垂弧增大,与其他线路间距离变小从而引起短路跳闸事故,严重时还会引起断线、倒杆倒塔等事故,影响到电力系统的稳定运行,因此OPGW线路除冰方面的研究就显得极为重要。由于直流融冰技术对与电源容量的要求较低且线路损耗较小,因此该技术应用日趋广泛。但是在直流融冰工程中,在如何选取最大融冰电流的选择依据方面开展的研究的并不多,更未涉及到如何应用动态电流进行融冰来提高融冰效率。在传热学的基础上,基于实际的物理过程建立了直流融冰过程的数学模型,通过仿真软件建立了OPGW直流融冰的二维模型;基于上述模型研究不同的融冰电流、覆冰厚度、环境温度等因素的影响下线路的温升过程,得到了不同情况下的温度曲线;基于研究过程的数据,提出了最大可接受融冰电流的定义,即维持该融冰电流大小不变的情况下当融冰结束时线路温度将达到最高允许温度;探究了不同因素影响下对最大可接受融冰电流的影响,给出其关系曲线。基于上述研究,给出了在无风速情况下基于覆冰厚度的最大可接受融冰电流的预测公式,并通过仿真初步验证了公式的准确性。为了探究如何缩短OPGW线路融冰过程,降低冰灾带来的经济危害,本文提出了一种动态融冰电流调整策略。首先,基于最大可接受融冰电流的研究,给出了考虑线路最高允许运行温度下的动态融冰策略的数学推导过程;同时,为了验证所提策略的有效性,基于动态融冰策略,提出线路融冰的最短融冰时间的概念;其次建立了OPGW直流融冰的二维模型,研究了动态融冰调整策略在理想情况下,当覆冰厚度、环境温度的改变时,冰层温度变化的情况,得到其温升曲线,并根据该曲线得出了冰层厚度与环境温度对最短融冰时间的影响;最后比较动态融冰策略与恒定电流融冰方式的融冰时间,结果表明动态融冰策略比传统的恒定电融冰方式更加快捷、高效,融冰速率的提升范围在30～40%,应用动态融冰策略可以减小电力系统在遭受冰灾时的经济损失,提高了经济性。

关键词：直流融冰 OPGW 最大可接受融冰电流融冰策略动态融冰电流最短融冰时间

500kV架空地线与OPGW绝缘化改造后感应电压研究

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电瓷避雷器 2020年第6期 15-21页

作者：邓元实范松海龚奕宇谢正军毕茂强杨俊伟国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 国网四川省电力公司成都610072 重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054

输电线路覆冰严重影响电力系统安全运行,由于架空地线的悬挂点高于相导线,所处的环境温度低,同时没有运行电流等原因,在相同覆冰段下比其它导线覆冰更为严重。目前,大电流融冰技术是防治导、地线覆冰的最为有效的措施之一,由于架空地线... 详细信息

输电线路覆冰严重影响电力系统安全运行,由于架空地线的悬挂点高于相导线,所处的环境温度低,同时没有运行电流等原因,在相同覆冰段下比其它导线覆冰更为严重。目前,大电流融冰技术是防治导、地线覆冰的最为有效的措施之一,由于架空地线的特殊结构,在开展大电流融冰之前,需对其进行绝缘化改造,但地线在绝缘化改造后的感应电压不仅影响到输电线路的安全运行和防雷效果,也是融冰电压和并联间隙选取的关键因素。笔者以500 kV同塔双回架空输电线路为例,在ATP-EMTP中建立了仿真模型,分析了架空地线与OPWG绝缘化改造后感应电压的分布规律。结果表明:单点接地方式下架空地线绝缘分段长度控制在5 km左右,架空地线感应电压可以处在安全范围;单点接地时将接地点位置设置在分段中点能够使感应电压降低约50%;对传输线相导线进行换位,通过影响导线与架空地线间的电磁感应,可以起到抑制感应电压的作用。研究结果可为输电线路架空地线的绝缘改造设计提供参考。

关键词： OPGW 绝缘化改造感应电压覆冰融冰

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基于OPGW的雷击点精确定位研究

电瓷避雷器 2021年第1期 111-116页

作者：曹春诚马超张哲民龙彬罗艳法国网呼伦贝尔供电公司内蒙古呼伦贝尔021000 武汉康普常青软件技术股份有限公司武汉430074

针对输电线路的雷击监测定位问题,提出一种基于导数极值局部最大值优化算法的雷击点定位方法。OPGW遭受雷击时,其内部通信光纤中传输光的偏振态由于Faraday效应产生突变。首先对偏振态信号进行降噪以及变换处理得到其幅度谱,然后采用导... 详细信息

针对输电线路的雷击监测定位问题,提出一种基于导数极值局部最大值优化算法的雷击点定位方法。OPGW遭受雷击时,其内部通信光纤中传输光的偏振态由于Faraday效应产生突变。首先对偏振态信号进行降噪以及变换处理得到其幅度谱,然后采用导数极值局部最大值算法进行偏振态突变信号的起点位置寻优,通过记录偏振态突变信号到达偏振解调设备的时刻来实现雷击点定位。实验结果表明:导数极值局部最大值优化算法能够快速且准确的定位光偏振态突变信号波头,为输电线路雷击点的监测定位提供了一种新方法。

关键词：偏振态 OPGW 雷击定位导数极值局部最大值输电线路

基于COMSOL Multiphysics的OPGW耐雷性能分析与仿真

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湖北民族大学学报（自然科学版） 2023年第2期41卷 240-245页

作者：王书范王诚谢蓉宋坤梁会军廖红华湖北民族大学智能科学与工程学院湖北恩施445000

为了研究光缆结构的改变对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire, OPGW)雷击断股的影响,应用COMSOL Multiphysics软件对其雷击点局部进行仿真,通过施加不同大小的雷击电流A、B、C分量以及改变架空地线的结构... 详细信息

为了研究光缆结构的改变对光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire, OPGW)雷击断股的影响,应用COMSOL Multiphysics软件对其雷击点局部进行仿真,通过施加不同大小的雷击电流A、B、C分量以及改变架空地线的结构,对光纤复合架空地线进行雷击断股特性分析。结果表明:雷击电流的A、B、C分量中C分量的破坏性最强,B分量破坏性最弱。A、B分量同时作用时,产生的最高温度高于单独A分量作用的结果。外股层半径每增加0.05 mm,仿真结果最高温度下降约20℃;外股导线半径每增加0.05 mm,仿真结果最高温度下降约25℃。仿真结果为优化光纤复合架空地线结构参数、提升耐雷性能提供了理论支撑。

关键词： OPGW 断股 COMSOL 雷击电流外股层半径外股导线半径

基于OPGW光传感输电线路雷击波形特点分析

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电测与仪表 2018年第3期55卷 20-24,36页

作者：沈平虢韬时磊杨渊李涛程远贵州电网有限责任公司输电运行检修分公司贵阳550002 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

光纤复合架空地线(OPGW)以其独特的优越性在电力系统智能状态监测领域得到了快速发展和应用,文章对OPGW光偏振态雷击故障定位方法中光纤传感雷击信号波形问题进行研究。首先利用ATP-EMTP软件建立输电线路模型仿真得到雷击OPGW时的电气数... 详细信息

光纤复合架空地线(OPGW)以其独特的优越性在电力系统智能状态监测领域得到了快速发展和应用,文章对OPGW光偏振态雷击故障定位方法中光纤传感雷击信号波形问题进行研究。首先利用ATP-EMTP软件建立输电线路模型仿真得到雷击OPGW时的电气数据,然后基于法拉第磁光效应原理将电信号转换为OPGW内部光纤中的光偏振态信号,此方法可用于仿真计算出雷击OPGW时光信号传播数据。实际输电线路上安装的OPGW雷击定位系统数据验证了仿真结果的准确性,结果表明OPGW光传感输电线路雷击波形受雷电流大小影响较大且不同于传统的电流行波雷击波形。

关键词：输电线路 OPGW EMTP仿真法拉第磁光效应雷击波形

基于ZigBee的OPGW短路试验无线温度测试系统

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光通信技术 2019年第1期43卷 42-46页

作者：伏丽娜杨桂松郭毅于晶陈晓阳上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海电缆研究所有限公司上海200093

国内无线技术与光纤复合架空地线(OPGW)短路电流试验相结合的测试技术一直处于研究空白阶段。根据光功率计和双波长稳定光源的合理搭配,组成满足试验要求的光衰减测试系统;基于ZigBee无线测温技术和数据采集系统的有机结合,组成适用于OP... 详细信息

国内无线技术与光纤复合架空地线(OPGW)短路电流试验相结合的测试技术一直处于研究空白阶段。根据光功率计和双波长稳定光源的合理搭配,组成满足试验要求的光衰减测试系统;基于ZigBee无线测温技术和数据采集系统的有机结合,组成适用于OPGW-24B1-72样品的短路试验测温系统;通过光衰减测试系统与测温系统的组合,建立一种OPGW短路试验无线温度测试系统并进行试验。试验中样品光缆的最高温度约为161℃,光纤永久最大衰减约为0.01dB/fiber。试验结果证明:基于ZigBee的OPGW短路试验无线温度测试系统不仅具有可操作性,而且能大程度缩短准备时间,提高了在大电流试验现场设备和人员的安全系数,并进一步简化了测试现场的线路布局。

关键词： ZigBee OPGW 短路无线