OPPC技术及OPPC光纤测温技术初探

【摘要】 OPPC（Optical Phase Conductor简称OPPC），光纤复合相线，是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，可以充分利用电力系统自身的线路资源使之具有传输电能及通信的双重功能。OPPC光纤测温技术是基于OPPC光缆的特性，利用拉曼反射原理和光纤材质的光敏性对温度的变化进行实时监测，充分掌握线路的运行状态，并通过温度的变化有效干预线路电流变化；同时，OPPC光纤测温技术的应用，也对冬季在线融冰、融雪创造条件。

【关键词】 OPPC 测温 导线 拉曼反射 光敏性

一、OPPC技术特点

OPPC（Opticalphase Conductor，简称OPPC）是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，是充分利用电力系统自身的线路资源，特别是电力配网系统，避免在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，使其具有传输电能及通信的双重功能。

OPPC导结构独特，在传统相线中添加光纤单元，突破光纤复合底线的种种局限，降低了线路成本，同时也大大减少了建设过程中的工作量，并且能够在不具备OPGW光缆安装条件的低电压等级线路中提供可靠地光纤通信通道。

我国35千伏及以下线路一般都采用三相电力系统传输，大多都没有架空地线，系统的通信采用传统的方式进行。如果用OPPC替代三相电力线路中的一相，形成由两根导线和一根OPPC组合而成的电力传输系统，则不需另架设其它通信线路就可以解决电网的自动化、调度、通信等问题，并可大大提高传输的质量和数量。

二、OPPC光缆的优势

当今世界OPPC通信被誉为技术先进、安全可靠、节能效果显著等多种优势的新型通信方式。国内外的实践证明架设应用OPPC还有诸多优势：由于OPPC采用特殊导体材料制造，能承受短路电流、雷击电流（包括潜供电流）比OPGW大；同时相线光纤OPPC安装时不一定在杆塔最上方，所以不易遭雷击，避免了像OPGW由落雷引起的断芯断股事故； 若在220千伏线路上架设ADSS要考虑地面距离，造成 ADSS对地安全距离不够和挂点距离偏高；10千伏、35千伏线路没有架空地线，导线本身对地面距离按常规设计已选定，没有OPGW及ADSS空间，所以只有选择OPPC为最合适；在电网中，尤其是66kV以下的配电线路，有些是可不架设地线的，因此不可能安装OPGW。

在所有的电网中，唯有相线是必不可少的，为了满足电力监控或光纤联网的要求，与OPGW技术比较接近，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤单元，就成为光纤复合相线，图1为OPPC结构图。

三、OPPC光纤测温技术

3.1 测温原理

OPPC光纤测温技术是基于OPPC光缆的特性，利用拉曼反射原理和光纤材质的光敏性对温度的变化进行实时监测，充分掌握线路的运行状态，并通过温度的变化有效干预线路电流变化；同时，OPPC测温技术的应用，也对冬季在线融冰、融雪创造条件。

（1）拉曼反射测温原理。向被测试光纤发射光脉冲，脉冲通过光纤时一部分光会偏离传播方向并向空间散射，利用散射光回波延时测定测试点的位置；由于散射回波的强度受温度变化影响，可根据反射回来的光的强度计算出测试点的温度。利用以上原理，可计算出线路测试点的温度及位置。（2）光栅测温原理。通过特殊的加工方式，使光纤内部形成相位光栅，局部形成一个窄带反射面，对特定波长的光进行反射，当光纤温度发生变化时，光栅的周期会随着光纤的物理特性变化而变化，反射波波长也随之改变，通过对反射波长变化程度的测量，便可测量出光栅所在位置光纤温度的变化；通过对反射光延时的测量，可确定光栅的位置；利用以上原理可测量出测试点的位置及温度变化情况。

3.2 优劣对比

拉曼反射测温技术是利用光纤本身的散射感应温度变化，测试时要求光灵敏度较高，因为反射光本身强度较弱，由于散射光的灵敏度的局限，要求设备具备较高的接受灵敏度，对测量距离也有一定影响；拉曼反射测温方式的优点是对测温点数量没有限制，可实现线路连续测温。

光栅测温技术是利用特质光纤的反射光感应温度变化，优势在于其反射光较强，测试距离更远，对设备接受灵敏度要求不高，但特质光纤的测温方式也大大限制了测试点的数量。

四、OPPC测温技术的特点

OPPC测温技术是利用OPPC光纤复合相线的优势，基于光纤测温原理，对输电线路相线进行实时测温，能够保证较高的测试精度，光纤的无源特性也使得光纤在满足测温和通信需求的同时不影响现有线路的正常运行和检修维护作业。

利用OPPC测温技术，降低了线路建设成本和测温成本，OPPC建设过程中不必再进行OPGW光缆的架设，降低了线路成本和工程量，并且能够为测温系统提供测温通道，取代传统的测温方式，大大降低了测温成本，为线路的远程监控提供实时的数据资料。

OPPC测温技术应用简便，不需在线路或杆塔上安装特殊的测温装置，不需单独建设相应的数据采集通道，结合OPPC光缆的特点，融入光纤测试技术原理，既降低了线路建设成本，又达到了线路温度实时监控的目的。

五、OPPC技术及OPPC测温技术应用前景

OPPC新技术解决了目前电力ADSS 和OPGW 光缆遭遇电腐蚀、无法满叉跨越距离要求、遭雷击、被偷盗、线损等诸多的弊端，而且更重要的是给建设配网自动化等调度业务提供了线路光纤通道。利用电力系统输电线路路径资源架设OPPC光缆的方式很好地满足了各种需求。

OPPC可以克服OPGW 和ADSS 的所有不足，应用前景广阔。OPPC因为光纤复合在相线内，没有地线上落雷引发的OPGW 断股、断纤的严重事故。ADSS 光缆的架设给原有线路增加了重量、拉力，附加了额外线路负荷，给线路带来了潜在的隐患。与ADSS 相比，OPPC没有给原有线路附加额外线路负荷带来的隐患。因OPPC与接头盒上均有高电压，有绝对的防盗优势。

OPPC测温技术的应用，实现了导线在线实时温度的监测，不仅能对融冰提供数据参考，而且可确保导线在规定的温度内运行，使导线在安全的前提下，充分发挥导线输电能力。通过掌握导线的运行温度，还能降低电网线损，防止电网过载，降低电网运行成本。

OPPC同时具备线路测温与通信的双重优势，在电力传输系统上的应用，具有OPGW、ADSS不可替代的特性；OPPC测温技术的应用，实现了相线温度的实时监控，解决了普通测温技术难度大、成本高的难题，在坚强智能电网建设中，提供了不可替代的全新理念。