长光解析电力光缆ADSS应用研究
时间:2016-01-11 16:55:01 来源:
环境问题
环境因素包括温度、覆冰、风载和相导线,在不同程度上对光缆性态产生影响。
温度影响
由光缆悬挂方程根据材料的物理参数可以获得光缆随温度变化的关系,计算表明这种影响较小,对于在区域范围温度变化不规则或分布不均匀时,仿真计算尚待探索,也需要实验配合。
覆冰影响
在假定覆冰厚度条件下,根据光缆参数可以计算出光缆的性态,表明覆冰对光缆影响较大。该过程未考虑覆冰的分布状态,也未考虑变化过程,因此,覆冰影响的进一步考虑应覆盖分布式计算和暂态分析。
风载影响
该过程包括刮风时的光缆摆动的暂态过程和达到某位置后的平衡状态,通过力学原理可以建立简化模型计算该过程,并取得了一定的结果。如果考虑风速的变化及区域分布的变化,则过程非常复杂,需要更完善的模型和大容量的计算。
相导线影响
相线一方面通过构造高压环境对光缆产生电气方面的影响,另一方面在动态环境中,相导线也会发生较大变化。从而导致与光缆的距离可能超过安全规范(包括电腐蚀的要求),因此,在光缆的应用中也必须考虑相导线这种特殊环境因素的影响。
安装附件影响
金具末端参差不齐,存在金属尖端或突起,是电荷和电场的集中点,实验及实际线路已观察到金具末端的电晕放电现象,是除干带电弧放电外的又一大电腐蚀原因,对光缆运行质量影响很大。目前已有对末端处理的方法或在末端加其他器件,以降低该处场强,减少由于电晕造成的损伤。
防振鞭靠近金具末端附近,处在较高的电场中,容易发生电腐蚀。由于环境及气象条件的影响,在光缆和防振鞭的表面接触部分可能存在污垢和水分,在高场强作用下容易产生漏电流,从而对光缆造成损伤。目前实验室和现场均已观察到该现象,并采取了某些措施,如将防振鞭外推一定距离或采用其他防震措施。但这些措施对光缆电腐蚀的改善程度(定量)和防振效果的影响尚不得知。而这些措施的具体应用仍需一定的实验与理论研究支持。
目前通用的方法均假定光缆为柔索,采用悬链线描述架空ADSS光缆的状态,从而可以导出弧垂、张力等相关关系,通过查表或采用计算软件可以完成工程计算。
动态条件下则更为复杂,如光缆在微风作用下会发生振动,且振动频率与风速和光缆直径有关。由于材料和结构差异,光缆与同环境下的金属导线相比,振动特性明显不同。同样温度、覆冰和风载环境,光缆自阻尼较小,感受的振动更大。因此对该问题的综合研究尤其是现场实验研究将具有实际意义。
电腐蚀问题
电腐蚀问题一直是困扰用户和厂家的难以解决的问题,首先电腐蚀的机理和规律还未完全搞清楚,定量化的参数指标还未提出,实验室难以模拟真实环境,计算机仿真难度较大,这都为问题的解决带来困难。
就工程应用而言,光缆电腐蚀的避免,需要对线路挂点进行优化设计,即使只考虑静态条件,也将涉及复杂的电磁场计算,牵涉因素较多,包括铁塔、导线弧垂、档距、地线、金具等,是一个典型的三维计算问题。一般方法是采用模拟电荷法,通过计算导线模拟电荷进而求解空间任意点的电位或场强。计算精度与具体的算法处理有关。前几年国内大多采用二维方法处理,快速简便,能在一定程度上描述问题,但由于无法考虑铁塔和弧垂的影响,其局限性已逐步为用户所认识。目前,更倾向于采用三维计算方法对挂点进行优化计算,结合适当的分析确定光缆的挂点。
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环境因素包括温度、覆冰、风载和相导线,在不同程度上对光缆性态产生影响。
温度影响
由光缆悬挂方程根据材料的物理参数可以获得光缆随温度变化的关系,计算表明这种影响较小,对于在区域范围温度变化不规则或分布不均匀时,仿真计算尚待探索,也需要实验配合。
覆冰影响
在假定覆冰厚度条件下,根据光缆参数可以计算出光缆的性态,表明覆冰对光缆影响较大。该过程未考虑覆冰的分布状态,也未考虑变化过程,因此,覆冰影响的进一步考虑应覆盖分布式计算和暂态分析。
风载影响
该过程包括刮风时的光缆摆动的暂态过程和达到某位置后的平衡状态,通过力学原理可以建立简化模型计算该过程,并取得了一定的结果。如果考虑风速的变化及区域分布的变化,则过程非常复杂,需要更完善的模型和大容量的计算。
相导线影响
相线一方面通过构造高压环境对光缆产生电气方面的影响,另一方面在动态环境中,相导线也会发生较大变化。从而导致与光缆的距离可能超过安全规范(包括电腐蚀的要求),因此,在光缆的应用中也必须考虑相导线这种特殊环境因素的影响。
安装附件影响
金具末端参差不齐,存在金属尖端或突起,是电荷和电场的集中点,实验及实际线路已观察到金具末端的电晕放电现象,是除干带电弧放电外的又一大电腐蚀原因,对光缆运行质量影响很大。目前已有对末端处理的方法或在末端加其他器件,以降低该处场强,减少由于电晕造成的损伤。
防振鞭靠近金具末端附近,处在较高的电场中,容易发生电腐蚀。由于环境及气象条件的影响,在光缆和防振鞭的表面接触部分可能存在污垢和水分,在高场强作用下容易产生漏电流,从而对光缆造成损伤。目前实验室和现场均已观察到该现象,并采取了某些措施,如将防振鞭外推一定距离或采用其他防震措施。但这些措施对光缆电腐蚀的改善程度(定量)和防振效果的影响尚不得知。而这些措施的具体应用仍需一定的实验与理论研究支持。
目前通用的方法均假定光缆为柔索,采用悬链线描述架空ADSS光缆的状态,从而可以导出弧垂、张力等相关关系,通过查表或采用计算软件可以完成工程计算。
动态条件下则更为复杂,如光缆在微风作用下会发生振动,且振动频率与风速和光缆直径有关。由于材料和结构差异,光缆与同环境下的金属导线相比,振动特性明显不同。同样温度、覆冰和风载环境,光缆自阻尼较小,感受的振动更大。因此对该问题的综合研究尤其是现场实验研究将具有实际意义。
电腐蚀问题
电腐蚀问题一直是困扰用户和厂家的难以解决的问题,首先电腐蚀的机理和规律还未完全搞清楚,定量化的参数指标还未提出,实验室难以模拟真实环境,计算机仿真难度较大,这都为问题的解决带来困难。
就工程应用而言,光缆电腐蚀的避免,需要对线路挂点进行优化设计,即使只考虑静态条件,也将涉及复杂的电磁场计算,牵涉因素较多,包括铁塔、导线弧垂、档距、地线、金具等,是一个典型的三维计算问题。一般方法是采用模拟电荷法,通过计算导线模拟电荷进而求解空间任意点的电位或场强。计算精度与具体的算法处理有关。前几年国内大多采用二维方法处理,快速简便,能在一定程度上描述问题,但由于无法考虑铁塔和弧垂的影响,其局限性已逐步为用户所认识。目前,更倾向于采用三维计算方法对挂点进行优化计算,结合适当的分析确定光缆的挂点。
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