电场强度对ADSS光缆的影响.docVIP

电场强度对 ADS S 光缆的影响 周一峰1 ,陈清美2 (1 . 浙江大学 应用物理技术研究所 ,浙江 杭州 310027 ;2 . 国家电力公司 电力自动化研究院 ,江苏 南京 210003) 摘要 :为了保证 ADSS 光缆悬挂在安全的电场环境中 ,主要分析电场强度和电位对 ADSS 光缆的影 响 ,并通过三维实例计算 ,分析各种因素对 ADSS 光缆电场强度的影响 。 关键词 :ADSS 光缆 ;电场强度 中图分类号 : TN818 文献标识码 :A 文章编号 :1005 - 7641 (2001) 11 - 0016 - 03 理解成为无限长的直导线来计算 。该计算方法适用 于计算高压输电线路下空间地面附近 ,电场对生物 和建筑物的影响 。 上述二维计算方法是把输电线路整个导线和地 线看作是平行于地面的无限长直导线来考虑的 。但 当我们需要计算输电线杆塔附近截面周围场强时并 考虑它对 ADSS 光缆的影响 ,将有可能出现一定误 差 。因为实际的输电线路是有弧垂的 ,另外 ,二维计 算方 法 无 法 考 虑 铁 塔 、跳 线 、悬 挂 金 具 等 因 素 对 ADSS 光缆的影响 。而实际运行中 ADSS 光缆电腐 蚀事故多出现于杆塔 、金具附近 。输电线路上各点 对地高度均不相同 ,所以垂直于线路方向不同截面 内的场强是不同的 ,除了导 、地线以外 ,所有在电场 内的金属将对电场分布和强度产生较大影响 。也就 是说 ,对于输电线路下方电场的计算应该是三维的 。 用二维方法计算铁塔附近截面内的场强时将会出现 较大的误差 ,最终导致光缆的寿命缩短或者光缆成 本增加 。 在三维计算方法中 ,考虑输电线路的电场时 ,可 将导地线 、铁塔杆件等人为的分成若干小段 ,每个小 段以直线代替曲线 ,并且近似认为在每一个小段中电 荷的分布是均匀的 。这样就将问题转化为求解在空 间按一定规律排列的多根有限长直线电荷在地面上 产生的电场强度的问题 。这种方法在国际大电网会 议的“电力系统电晕产生的干扰”导则中已经发表 。 因为场域中各点的电位应当是所有电荷效应叠 加的结果 。所以当计算多根有限长直线电荷的作用 时 ,一般写成矩阵方程为 V = P Q 式中 , P 是线电荷的自电位系数和互电位系数矩 阵 , V 、Q 分别是线电荷的电位矩阵和电荷矩阵 。 引言 随着信息高速公路的发展 ,沿高压输电线路同 杆架空敷设的全介质自承式光缆 ( ADSS) 成为最经 济的架设方法之一 ,它可以利用现有的高压线路杆 塔资源 ,利用线路走廊 ,降低整个通信线路的成本 , 输电线路被称为悬挂光缆的“黄金通道”。但是 ,由 于 ADSS 光缆运行时位于高压导线的附近 ,其周围 存在强电场 ,电腐蚀将使光缆表面产生“麻点”,极大 地影响了 ADSS 光缆的使用寿命 ,所以电腐蚀问题 已经成了推广 ADSS 光缆的最大障碍 。目前 ,国内 外已经有许多地方的 ADSS 光缆发生断缆事故或者 遭到电腐蚀的伤害 。因此 ,除了研制新的抗电腐蚀 的材料 ,提高光缆护套的抗电腐蚀能力外 ,如何正确 地计算输电线路周围空间电场 ,以及如何选择合适 的光缆悬挂位置 ,成为 ADSS 光缆工程应用中的一 个主要技术问题 。如果光缆挂点位置的空间场强选 择不准确 ,就有可能导致悬挂光缆遭受电腐蚀的伤 害 ,直至发生断缆 。 因此 ,研究电场强度对 ADSS 光缆的影响对电 力系统通信而言 ,是有着极其重要的意义的 。 0 输电线周围空间场强的三维计算 对于输电线路下空间的电场计算 ,目前普遍采 用的是二维的计算方法 。这种方法在计算输电线路 档距中央截面的电场强度时 ,由于高压输电线路的 档距一般都比较长 ,因此档距中央的输电线路可以 1 收稿日期 : 2001 - 06 - 22 ;修改日期 :2001 - 08 - 10 作者简介 : 周一峰 (1970 - ) ,男 ,浙江杭州人 ,硕士 ,讲师 ,从 事电磁场理论和实验研究 ; 电 力 系 统 通 信 ·17 · 2001 年第 11 期 线状况 ,更接近线路的实际情况 。它可以计算铁塔 、 光缆悬挂金具 、耐张塔跳线等对光缆的电场影响 。 电压等级 220 kV ,左侧档距 300 m , 右侧档距 300 m ;不考虑转角和杆塔高差 ,但需考虑杆塔影响 。计 算设定平面的电场 ,和沿光缆走向的电场以及电场 平均值 。所设定平面为 YZ 平面即杆塔正视面 。 猫头型铁塔呼高 27 500 mm ,肩高 15 000 mm , 主体杆件等效直径 115 mm , 横担高度 20 500 mm , 左横担顶端 Y 座标 ( Y1) - 7 500 mm ,右横担顶端 Y 座标 ( Y2) 7 500 mm