智能電網(wǎng)與電纜的關(guān)系區(qū)別解析
4. 倍容量導(dǎo)線信息
倍容量導(dǎo)線由特耐熱鋁合金線與鋁包高強(qiáng)度殷鋼線組合絞制而成。長期使用溫度在150℃以下,但允許達(dá)230℃,短路溫度290℃。與普通鋼芯鋁絞線相比,在外徑及單位重量相當(dāng)?shù)那闆r下,載流量約提高一倍。由于這種結(jié)構(gòu)的價(jià)格較高,線路損耗也較大,一般僅在大跨越或需要增容的線路上采用。倍容量導(dǎo)線的計(jì)算載流量見表5.3-48。鋁包高強(qiáng)度殷鋼線在230℃以下的線脹系數(shù)為3.3×10–6/℃。
5. 鋼芯軟鋁絞線
鋼芯軟鋁絞線由軟鋁線與鋼芯組合絞制而成,其結(jié)構(gòu)形式上沒有多大改變。其特點(diǎn)是在運(yùn)行過程中,在超過應(yīng)力轉(zhuǎn)移溫度以上時(shí),軟鋁線處于松弛狀態(tài),機(jī)械負(fù)荷可以認(rèn)為全由鋼芯承擔(dān)。正常運(yùn)行溫度可高達(dá)160℃。載流量可提高近1倍,而弧垂并不明顯增大,比較適合于需要改建增大容量的線路。這種導(dǎo)線的自阻尼性能也較好。一般設(shè)計(jì)鋁導(dǎo)體線截面為240~480mm2,架設(shè)線路時(shí)需有特殊預(yù)拉力措施。
6. 間隙式架空導(dǎo)線
間隙式架空導(dǎo)線與自阻尼導(dǎo)線有些相似,其中心為高強(qiáng)度鍍鋅鋼線絞合的鋼芯,鋼芯外絞制耐熱拱形鋁合金線,但二者之間留有間隙,間隙內(nèi)充實(shí)耐高溫硅脂,拱形線外再絞圓形耐熱鋁合金線。工作溫度達(dá)150℃,與一般架空導(dǎo)線比較,載流量約提高到1.6倍,并具有阻尼性能,日本已有應(yīng)用。
7.型線同心絞架空導(dǎo)線
型線同心絞架空導(dǎo)線等同采用IEC62219:2002《型線同心絞架空導(dǎo)線》標(biāo)準(zhǔn)。
8.500kV超高壓架空線用鋼芯鋁絞線
已有統(tǒng)一的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),基本上屬于定點(diǎn)生產(chǎn)。
9.復(fù)合材料加強(qiáng)芯鋁絞線
芳綸纖維、碳纖維或玻璃纖維與樹脂制成的纖維復(fù)合增強(qiáng)塑料構(gòu)件(FRP),在電纜行業(yè)中廣泛應(yīng)用,最近架空導(dǎo)線也開始研究發(fā)展FRP的應(yīng)用。復(fù)合材料加強(qiáng)芯鋁絞線的英文縮寫為ACCC,與傳統(tǒng)的鋼芯鋁較線相比,它具有比強(qiáng)度大、重量輕、耐高溫,耐腐,體脹系數(shù)小(弛度亦小)的優(yōu)點(diǎn),在可比對(duì)條件下,當(dāng)增加 28%的鋁導(dǎo)體截面,有可能提高整體容量1倍和鐵塔數(shù)量可減少20%。
10.光纖復(fù)合架空地線
光纖復(fù)合架空地線(OPGW),國內(nèi)已有標(biāo)準(zhǔn)。由通信用光纖置于鋁管或不銹鋼管中組成的光單元與鋁包鋼線或鋁合金線組合絞制而成,具有防雷保護(hù)和通信兩種功能。光纖具有信息容量大、傳輸衰減小、不受電磁干擾及使用安全可靠等優(yōu)點(diǎn),能適應(yīng)電力系統(tǒng)中遙控、遙測和大容量信息傳輸?shù)男枰?/p>
11. 光纖復(fù)合架空相線
光纖復(fù)合架空相線(OPPC),它的架設(shè)基本上同OPGW類似,是依據(jù) IEEEStd1138-1994、IEEEStd524-1992等電力部門架空線安裝安全管理規(guī)程和操作技術(shù),但OPPC的接續(xù)涉及到光纖接續(xù)和光電分離技術(shù),對(duì)接續(xù)的技術(shù)、高壓絕緣有嚴(yán)格要求。
12.溫度監(jiān)測跳線
高壓架空線的溫度監(jiān)測,是建立于光纖(FBG)傳感系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,采用這項(xiàng)新技術(shù)不需要投入大量資金來更換整條線路,而是在一座鐵塔上二根斷開的架空導(dǎo)線,補(bǔ)充連接一根跳線,這樣不妨害原有線路的正常運(yùn)行。跳線導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與原來線路中高壓相線基本相同,在跳線中放置一根具有溫度敏感功能的特殊光纖,這一結(jié)構(gòu)與 OPGW相似。跳線一端接入分離器,在分離器內(nèi),將溫度敏感光纖連接到常規(guī)光纖,由常規(guī)光纖將信號(hào)輸出,進(jìn)一步將數(shù)據(jù)輸出到工作站,其他連接與常規(guī)架空導(dǎo)線相同。溫度的監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)思見圖5,監(jiān)測系統(tǒng)見圖6,跳線的結(jié)構(gòu)見圖7,溫度監(jiān)測安裝原理見圖8。該系統(tǒng)主要監(jiān)測參數(shù)是導(dǎo)體溫度,這種遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制,為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)提供了條件。
上海電纜研究所會(huì)同各著名電纜廠,合作研發(fā)了多種高壓架空輸配電架空導(dǎo)線,建立了高壓架空輸電線試驗(yàn)基地,具備各種精良試驗(yàn)設(shè)備,可為智能電網(wǎng)架空導(dǎo)線提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
智能電網(wǎng)與光纜、電纜和綜合光-電纜四網(wǎng)融合是國家電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)劃之一,公司成立了智能電網(wǎng)部,專門負(fù)責(zé)推進(jìn)這項(xiàng)工作,電力網(wǎng)的最大優(yōu)勢是包羅了一切用戶。目前只有部分家庭擁有電話和寬帶,但所有家庭都用電,電力線上網(wǎng)比其他各種上網(wǎng)方式都擁有更多接入用戶。至于技術(shù)上問題不大,實(shí)際上電力線上網(wǎng)早在5年前技術(shù)已經(jīng)基本成熟,并在多個(gè)地區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn)。如果多網(wǎng)合一,主要是在400伏的配電網(wǎng)中加一根光纖,現(xiàn)在光纖的成本非常低,如果光纖跟著電纜走,在技術(shù)上來說也有好處。但是四網(wǎng)融合涉及到多個(gè)政府部門管轄的事,不是輕易能解決的問題。目前電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部,也需要很大的信息傳遞,所以光電合一事智能電網(wǎng)中必不可少的一頁。
1.光纖-電力電纜
光纖-電力電纜的含義是電力電纜中包含了光纖單元,光纖-電力電纜設(shè)計(jì)既應(yīng)符合電力電纜指標(biāo)要求,又應(yīng)保護(hù)光纖,并保證光纖的信號(hào)傳輸可靠性。因?yàn)橛辛|和光纜二部分組成,連接盒的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,所以制造光纖-電力電纜長度很長,不用中間連接盒。淺海需要連接電力電纜的情況很多,如采用光纖-電力電纜,更為方便。當(dāng)代的光纖信息傳遞技術(shù)已大大超過對(duì)稱和同軸通信電纜,并重量輕、體積小和信息量大等有點(diǎn)。
圖9是光纖-電力電纜品種之一,注釋如下:1)高密度聚乙烯外護(hù)套;2)單模光纖;3)銅70mm2阻水導(dǎo)體,8.7/15kV乙丙橡膠絕緣;4)擠出的填料;5)低密度聚乙烯內(nèi)護(hù)套;6)鍍鋅雙鋼絲鎧裝,鋼絲直徑為3.5mm,內(nèi)層48根,外層54根。
圖10是光纖-電力電纜中的光纜單元,注釋如下:1)中心加強(qiáng)元件;2)單模光纖;3)PBT套管;4)低密度聚乙烯內(nèi)護(hù)套;5)芳倫纖維加強(qiáng)(類似鎧裝);6)熱塑性隔離帶;7)銅金屬密閉護(hù)套;8)高密度聚乙烯外護(hù)套。
光纖-電力電纜的機(jī)械性能如下:1)外徑98.8mm;2)空氣中重量21.7kg/m;3)水中重量13.9kg/m;4)最大工作負(fù)荷70噸;5)軸向堅(jiān)實(shí)度 293.6MN;6)20℃時(shí)彎曲堅(jiān)實(shí)度1.6kN·m2。電氣性能如下:1)電壓等級(jí)12/20;2)運(yùn)行電壓13.8kV;3)頻率60Hz;4)額定電流265A;5)電容0.3μF/km;6)電感0.4mH/km。
光纜部分性能如下:1)光纖根數(shù)可到48根;2)外徑 14mm;3)重量215kg/km;4)最大拉力2700N;5)彎曲直徑625mm;6)耐擠壓220N/cm;7)耐水壓力22.5kgf /cm2;8)運(yùn)行溫度范圍為-20℃~ 70℃。
2.家用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)柔軟光纜
光纜到戶以后,建立家庭光纖網(wǎng)絡(luò)的要求也不斷增加,更重要的是家庭網(wǎng)絡(luò)的配線元件,有效的方法是將光纜傳入已經(jīng)埋在墻內(nèi)的管道內(nèi)。然而,現(xiàn)有的方法并不能很奏效,因?yàn)樾枰{(diào)整電纜的長度和二端的連接器,此外,還需要有配合過渡到光纖的外接口,可想而知,利用已經(jīng)埋設(shè)的管道,并非簡單的工作。新方法是采用可卷繞柔軟光纜使配線系統(tǒng)得到改善。
關(guān)鍵技術(shù)是制造一種“光纖卷繞繩”,既然稱它為“繩”,則其可卷繞性當(dāng)然非常順手,在相當(dāng)程度上可任意伸展,可隨意與電纜或連接器連接,更形象化的解釋,可把它看成是彈簧形光纜。與此同時(shí),光纖衰減和連接器衰減也必需符合規(guī)定。國內(nèi)是否發(fā)展,有待觀察。
光纖卷繞繩的結(jié)構(gòu),是具有輔助孔光纖的螺旋繩,并有覆蓋層,這種結(jié)構(gòu)在彎曲時(shí),光纖的衰減特別小,圖11為輔助孔光纖的結(jié)構(gòu),連接器直徑為125μm。
責(zé)任編輯:電朵云
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