(国网潍坊供电公司 山东潍坊 261021)
摘要：现阶段中国应用直流对导线融冰的技术已趋向成熟，然而对于地线与OPGW直流融冰的技术还处在探索时期。尤其在融冰中对于光纤的衰减以及光纤使用期限带来的影响也已成为电力运管企业与通信工作者关切的话题。基于此，本文作出相关的试验，对OPGW直流的融冰技术对于通信带来的影响加以分析研究，结果证明了适宜的融冰电流能够符合一小时融冰要求以及光纤的安全使用温度。
关键词：OPGW直流融冰；光纤寿命；融冰电流；融冰时间
当对相导线融冰的时候，需解决的问题就是因不能同时对地线以及光纤复合架空地线（即 OPGW)展开融冰，地线的线夹握力不足引起地线发生移动，相导线融冰以后因和地线离得太近，送电以后的冰闪产生跳闸，线路还是不可以恢复送电，且地线长久、长距离的覆冰增大了地线的支架压力，进而导致支架坏损。 在中国， OPGW的安装应用了逐塔接地的形式。南方的电网已进行了绝缘的改造，以后的OPGW线路可以达到直流融冰以及夏季防雷的需要。然而对于OPGW融冰时，出现了失误，还有数次融冰能否给光纤寿命带来影响成为相关人员关注的焦点。为此，某光缆企业与南方电网关于500 kV的输电线路的OPGW展开电流一温升的试验。结论可用在以后对OPGW融冰作业的指导。
一、试验的内容和结果
（一）样品的构成以及功能参数
试验样品结构为某500 kV线路所用OPGW结构。生产试验样品时，在原有结构的24芯光纤钢管中增加2根Alb光纤用于分布式光纤温度传感系统。
（二）试验阐述
试验是在中天集团检测中心电网产品试验室进行的，用于架设试验样品的2个杆塔距离100 m，高度10 m。将试验所用OPGW样品外端100 m张力架设在100档距试验杆塔(A, B)之间，两端耐张线夹加装绝缘子与杆塔绝缘。A端留出Sm用于光纤测试，B端剩余的约95 m OPGW留在盘上，电缆盘下垫绝缘橡胶与地绝缘。在杆塔A,B两端用并沟线夹将交流大电流发生器通流母线与OPGW相连(离耐张线夹约10 cm处)形成回路。B1光纤测试回路长度约为4 800 m，较长的测试回路使得光纤衰减变化测试结果可信。Alb光纤回路用于测试OPGW光纤钢管内光纤环境温度变化，测试回路长度约为400 m。在试验段中间的OPGW表而间隔3m用纱线捆绑若干热电偶探头。试验时，用光时域反射仪监测光纤衰减变化，用DTS监测光纤温度变化，用热电偶OPGW外表温度变化以及试验室的温度。加流程序：加电流到设定数值同时通过感应电流的测试仪对电流监测，每次这样的操作通常要小于10秒钟，而然每隔三至五分钟记录相关数据。因随着电阻增大电流会有变化，试验时还应当常测量试验电流且把其调节至设定的电流值。温度记录数值开始波动时，可以认为OPGW的温度升高趋于停止，接下来升流到下一个电流的设定值。
（三）电流--升温试验
试验结果分析：其一，加流升温时，OPGW内光纤环境温度始终高OPGW表而温度，当OPGW表而温度从37℃增加到115℃时，相应的光纤环境温从42℃增加到152℃。温度越高，两者之间的差值越大。 其二，在OPGW电流一温升试验中，光纤衰减增长∆a≤ 0.02 dB/km 。
（四）光纤的高温老化
试验过程如下：把试验的光纤膏放到高温的试验箱中，把热电探头插进纤膏，在温度升到150℃时计时，保温两小时后，取出纤膏，两天后等纤膏达到常温检测各个性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本试验为了检测光纤膏在经历150℃的温度后，其性能是否变差。 从结果看出，经历了150度 ,两小时高温条件后，只是光纤膏的针入度出现微小变化，而远高于指标，符合应用要求。可以理解为150度,2 h的高温环境不会给光纤膏的性能产生影响。
二、高温条件下对于光纤与光纤膏产生的影响
（一）对光纤的寿命影响
当前广泛应用普通商用的通信光纤的20年长期工作温度为85℃。在光纤局域网里， 一般商用光纤的涂层均采用双涂层结构，第一层为低模量涂层，模量范围在35 MPa，外径190 u m，较低的模量可保证光纤的弯曲性能，它与光纤包层之间的粘结性能是防止光纤包层微裂纹扩大。保证光纤强度可靠的因素。第二层为高模量涂层，作用是保护一次涂层，提升光纤使用性。 将光纤一次涂料固化成薄膜状作为实验样品，用动态力学分析样品高温老化后的模量变化，用TGA分析样品的温度一寿命关系。结果表明，试样的拉伸模量随时间推移而变小，温度越低，变化速度越慢。在40℃时，25年的失重不到10%，然而在150℃，达到10%的失重只需两天。某企业展开新型温度光纤涂料的试验过程中，对于光纤寿命评估时选择的失效判据就是假设光纤涂层失重10%时即可判定光纤失效。工作人员在高温时光纤一次涂层模量减少的试验解释了短期把OPGW光纤温度升温到150℃时，光纤衰减未见明显变化的现象。但此时一次涂层聚合物的分子结构已出现了巨大变化，有明显失重的现象。当再次受到外力冲击时，很难起到缓冲作用对光纤进行保护。因此，应尽量减少光纤在高温环境的使用时间。
（二）给光纤的填充膏的影响
光纤油膏对松套管中光纤的保护作用：其一，阻水作用；其二，对光纤达到衬垫的缓冲作用。为改善性能，还加入少许的抗氧剂，如防腐剂。基础油是光纤油膏的基础材料，占油膏质量约80%左右 。光纤油膏的一些主要功能，如低温柔软性等，由基础油的功能决定，基础油一般有矿物油与合成油等。
三、在OPGW的融冰过程中温度的控制
按照以前的OPGW电流一温升试验还有光纤寿命的试验可知，当以OPGW外表温度85℃作为OPGW的融冰电流选择时，OPGW内部光纤的环境温度可能会近于100℃或以上，这对于光纤的寿命及衰减会产生较大的影响。所以，在融冰电流与选择融冰的时间方面，先要限制OPGW内光纤的条件温度不应高于85℃，再次为融冰时间。南方电网建议对于线路的融冰时间为一个小时，融冰时的融冰电流大于临界电流。而小于最大电流。当前大多应用重庆大学蒋兴良的计算公式。计算时各参数选择为：覆冰区的温度一5℃，风速5 m/s。非覆冰区OPGW外表温度以及最大允许载流量依据相关的载流量公式来计算。依据试验可以推论，内部光纤的温度约达70度处在安全使用的温度。
结束语：
若融冰时给OPGW的外表温度控制依据载流量的公式来计算的话，具体的OPGW内在的光纤温度应当比表面温度高，且这个差值会伴随OPGW的外表温度升高。因此，尽管OPGW的外表温度符合线路的设计要求，然而光纤条件温度或许已极大地高于安全温度。长久经历高温条件会引发光纤涂覆层的老化，减少其对于外力影响的缓冲，进而影响了光纤的寿命以及衰减程度。所以融冰电流以及融冰的时间要以光纤的安全温度为标准。
参考文献：
[1]栗鸣. OPGW直流融冰过程对通信光纤的影响[J]. 电力信息与通信技术,2013,11(07):124-128.
[2]孙妍. 浅析光纤的弯曲损耗对通信传输的影响[J]. 无线互联科技,2012,(08):47.
论文作者:王海红,魏长林,王子杰,孙炜春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/26
标签：光纤论文; 温度论文; 电流论文; 地线论文; 涂层论文; 高温论文; 样品论文; 《电力设备》2017年第28期论文;