摘要：OPGW光缆指的就是将光纤放置于架空高压输电线的地线中，并且用来构成输电线路上的光纤通信网的光纤，因此OPGW类型的光缆既有地线的功能，也有通信的功能。这样的光缆可以有效地提高电力杆塔的利用率，因此被人们广泛应用与电力系统中。
关键词：电力系统；OPGW光缆；防雷接地技术
1. OPGW光缆对于电力系统的重要性
近几年来，人们将OPGW光缆广泛应用在电力系统中，是由诸多因素导致的，其中最为重要的一项就是OPGW光缆其自身的优势。首先，众所周知的，OPGW光缆是有光纤构成的，而光纤相对于其他材料来说，第一点就是质量轻，再者光纤还有很强大的抗电磁干扰性，这样就使得OPGW光缆具备了极高的可靠性和成本低的优点，进而给电力系统减少了生产成本。其次，OPGW光缆除了光纤以外，外部还有金属性质的导线包裹着，这样就使得OPGW光缆更加的牢固以及稳定，这就使得电力系统的整体更为牢靠。再者，OPGW光缆是由地线以及光缆结合为一体的，因此，它们相较于其他形式的光缆来说，既能够缩短电力系统建设的工期，还能够为电力系统的建设节省施工费用。
2.雷击造成OPGW光缆损坏的机理
OPGW光缆在运行中发生外层铝合金线断股的主要原因来自两方面：一是工频接地短路电流形成温升造成的;另一个是遭受雷击时的雷击电流冲击而形成的电弧温升造成的。雷击时，雷击电流非常集中，其集中点处的温度可达到600℃。在此高温下，若OPGW光缆外层铝合金丝的熔点与其接近，则必然会发生断股。雷击过程的发生，大体上可分为主放电阶段和余光阶段两个过程。
（1）主放电阶段。雷云中的电荷分布极不均匀，往往会形成几个电荷密集中心。当密集电荷区的电场强度达到2500—3000kV/m时，先导放电现象发生。此时，其下行的大地电荷将分为负极性和正极性的两种电荷。雷击的发生，95%是由负极性电荷引发的，而只有5%是由正电荷引发的。下行先导的雷击电流约为100A，其中心点的温度可达3×104℃。
当先导放电通道逐渐下移时，由于空气中随机存在的离子团的阻挡，下行负先导在发展过程中会分成数支。当负先导接近地面或架空地线是，地面或架空地线表面将有正电荷聚集。
如果负先导与这些正电荷聚集点间的电场强度超过了其他地方，则雷电的发展开始“定向”发出向上的迎面先导。这些迎面先导与下行负先导中的一支相遇时，就发生强烈的“中和”过程，引发出强度达数十到数百千安的电流。这就是主放电阶段。此时，将有闪电和雷鸣发生。主放电阶段时间极短，约为50～100/s。放电速度极快，放电时间极短的放电，将引发电弧，其温度高达600℃。这种高温可将OPGW光缆外层铝合金丝烧蚀、熔化或最后烧断。
（2）余光阶段。主放电阶段达到云端时就结束了，然后，云中的残余电荷经过刚才主放电的通道向下流，成为余光阶段。由于云中电阻很大，余光阶段的电流也不大，约数十安。余光阶段的持续时间较长，约为0.03—0.15s。余光阶段对光缆基本上无损伤。
3、OPGW光缆接地方式及断股原因分析
OPGW可能的接地方式与普通地线一样，包括逐塔接地、分段绝缘单点接地（以下简称单点接地）和全线绝缘3种方式。OPGW和普通地线均逐塔接地时，导线电流对OPGW和普通地线产生的互感电压将在OPGW、普通地线和大地之间形成电流，从而产生一定的电能损耗，其中OPGW和普通地线的电能损耗占了大部分。因此普通地线一般改用单点接地方式减少地，OPGW流。OPGW可采用单点接地方式，此时OPGW中将仅流过很小的静电感应电流。若OPGW采用全线绝缘，则线路损耗接近零。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以一条500kV同塔双回线路为例，线路总长L为115km，双回导线逆相序排列并采用L/3+L/3+L/3反向两次换位，每回线路正常输送潮流功率约1150MW，最大输送潮流功率2400MW，电网最大负荷利用小时数6500h，功率因数0.95，对应最大损耗小时数取5000h，平均档距450m，铁塔接地电阻10Ω，采用OPGW-145光缆（缆径16mm、单位长度直流电阻0.3Ω/km）、JLB40-150和GJ-100普通地线，经计算结果表明，OPGW采用逐塔接地方式的电能损耗很大，采用单点接地或全线绝缘方式可大大降低电能损耗。
4.电力系统OPGW光缆防雷接地技术
4.1OPGW光缆线路设置
在进行电力系统的建设时，要谨慎的选取路线，并且进行路线的设计，完善的路线设计会减少很多不必要损失的出现。在进行OPGW光缆路线的设计时，首先要考虑到架设OPGW光缆的地形，选取架设位置时，要考虑到该位置的地形地貌因素，以及周边的建筑物是否过于高，只有考虑全面以后，才能明确该位置是否符合OPGW光缆的架设，进而减少OPGW光缆受到雷击的现象。其次，OPGW光缆的架设过程中，还要尽量的远离其他的接地装置，比如高压输电线以及高压输电塔等，避免穿越到这类型的装置中，但是当该情况不可避免时，要尽可能的垂直于高压线。再者，进行路线选取时，要尽量的避免与高大树木以及大型建筑物接近，这样就会减少受到周边事物的影响进而使得OPGW光缆受到雷击现象。最后，在整体路线的选择时，要尽量的避开雷电现象多发地带，尽可能的减少雷击现象的产生。
4.2OPGW光缆材质的改良
我国电力系统建立多年以来，已经在输电线路上使用镀锌钢绞线或者是钢芯铝绞线积累了很多经验，这样的地线在电力系统的使用中，雷电击现象很少出现，这样就给人以思考，是否应该将这样的材质应有到OPGW光缆的外层金属中，进而可以减少雷电击现象的产生。镀锌钢或者是钢芯铝材质的OPGW光缆，能够使得电阻加大，就会使得OPGW光缆在进行接地连接通道时增大电阻，而电阻的增大就会在一定程度上减少OPGW光缆受到雷击的次数。
4.3消弧线的应用
当光缆线路设计好以后，总会有一些不可避免的现象的产生，比如架设光缆线周边存在着高大的树木以及电线杆，或者是高耸建筑物，更有甚着，会出现高压输电线，这样的周边环境，OPGW光缆直接遭到雷击的现象会减少，但是当这些高大的事物遭到雷击时，OPGW光缆会间接的受到雷击影响，既是高大事物受到雷击后产生的雷电流会通过一些导电物质泄漏到OPGW电缆中，进而产生不良影响。这样的现象是时有发生的，因此，这类型问题的解决势在必行。而这样的问题就需要采取消弧线的方法。消弧线就是将防雷排流线做成消弧线的形式。这样的防雷排流线形式不是直线型的，而是呈现出半圆弧的形状，这样设置以外，还应该讲消弧线的两端做接地装置，并且设定好接地装置的电阻额度，这样才能够更大限度的保护好OPGW光缆，免于受到雷击。
5.结语
OPGW光缆应用到现在，着实起步较晚，但是由于其在电力系统中的地位举足若轻，因此就要求各大电力企业以及政府所管理的电力部门，都加大对OPGW光缆的研究，力求在研究中获取到更多行之有效的方法。对于OPGW光缆经常受到雷电击，因此就应该更为重视防雷接地技术在OPGW光缆中的应用，从OPGW光缆自身的铺设角度出发，再加上防雷接地技术与OPGW光缆相结合，足以在一定程度上给OPGW光缆减少雷电击现象的出现，进而确保我国整体的电力系统正常运转，减少因雷电造成的损失，最终为人民生活提供便利。
参考文献：
[1]徐淑鹏.浅谈光缆线路防雷接地技术[J].数字技术与应用，2010，（01）.
作者简介：
张洪治(1987-),男，汉族，河北省石家庄市，硕士，工程师，从事通信运维检修工作;
论文作者:张洪治,魏晓庆,聂立贤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：光缆论文; 地线论文; 电力系统论文; 单点论文; 先导论文; 电荷论文; 防雷论文; 《基层建设》2017年第10期论文;