谈光电复合缆在综合管廊中的应用展望

谈光电复合缆在综合管廊中的应用展望

骆建芳陈旭

（杭州市电力设计院有限公司杭州310006）

摘要：伴随着综合管廊建设的需求，对于管廊内的电缆监测将是必需建设的，本文以某市电力管廊建设为工程案例，介绍了电力管廊中电缆监测的应用，对基于常规电力电缆和光电复合缆在电缆监测系统中的不同进行了比较，对采用光电复合缆在电力管廊电缆监测中的应用，不仅可以解决电网输送问题，还可以解决电缆在线监测光纤测温、局部放电等问题，使得施工时期的光缆可随电缆一并敷设，大大降低交叉施工中光缆断纤等问题。

关键词：光电复合缆；电力管廊；电缆监控

1、引言

综合管廊，是指地下城市管道综合走廊。是在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。

近几年，综合管廊建设大幅增加。2015年8月国务院办公厅公布了关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见，工作目标是到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营。

本文主要论述综合管廊中有关输电线路系统中光电复合缆的应用。

2、工程概况

某市经济开发区为加快推动开发区经济发展、公共服务配套和城市环境品质水平再上新台阶,在其中央商务区内实施建设综合管廊,其中新建电力管廊按单仓建设，每仓按“4+4”通道建设,新建电力管廊路径长度约15公里。入廊线路涉及4回220千伏线路和4回110千伏线路。

图1单仓电力管廊断面

3、电力管廊中电缆监控设计

在管廊中的高压电缆及其附属设备如中间接头等存在着漏电（绝缘损坏）、发热起火等，如不能及时发现和处理，会引发爆炸与火灾等恶性事故，是严重影响电力系统安全生产的因素之一。因此，对电缆运行温度进行实时的监控，对电缆局部放电进行在线检测，就能提前避免这些事故的发生，将高压电缆运行的安全隐患消除于萌芽状态。

分布式光纤测温（DTS）系统是近年发展起来的一种用于实时监控温度场的高新技术，是利用光在光纤中传输能够产生后向散射，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波，其中有一部分光波受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，将散射回来的光波进行分析计算后，便可将温度信号实时显示出来，并将这些信息定位。分布式光纤测温系统由主机、传感光纤及其他配置组合而成，可连续测量、准确定位整条光纤所处空间各点的温度，通过光纤上的温度的变化来检测出光纤所处环境变化，当电缆温度超过报警限值时，发出报警信息，并显示报警点位置及温度。在掌握电缆全线的表面温度后，通过专用软件计算电缆线芯温度和电缆负载率，可实现电缆运行温度监测、电缆运行温度异常报警、电缆载流能力评估、电缆在紧急状态下载流能力等功能，为线路调度提供依据。

电缆局部放电在线监测系统，由局部传感器、局放监测主机、光纤通讯设备等组成，能够实时发现电缆内部出现的局部放电事件，跟踪局部放电的发生、发展进程，分析其危害程度，适时予以报警，确保电缆运行的可靠性。

4、基于常规电力电缆的电缆监控设计

在本工程中，涉及的电力电缆线路，其电缆选型采用的是单芯铜导体，交联聚乙烯绝缘，非磁性金属护套，聚氯乙烯外护套阻燃电力电缆，型号为ZR-YJLW03。因此，DTS系统采用在本工程每相电缆表面同步敷设1根测温光缆，测温光缆对本工程所属的电力隧道中敷设的8回电缆线路进行在线温度监控及局部放电检测。

这对于管廊来说，将会额外敷设24根光缆，使本就狭小拥堵的管廊更加复杂，且还将增加综合管廊中光缆等的敷设成本等。

基于光电复合缆的电缆监控设计光电复合缆是集光纤、输电线于一体，可解决输电、通信传输的问题。在高压电缆中加入光缆，即能减少光缆的敷设成本，又能满足光通信的要求。

光电复合缆的结构一般包括导体层、绝缘层、外护套、光单元及绕包层、金属铠装层及外被层等。导体层根据电缆输送容量、电缆最高运行稳定、电压等级及电缆敷设环境等要求，设计导体的结构尺寸。光单元层依据该缆在输电的同时可进行光通信传输；在该缆发生损坏时可通过光纤传感技术及时找出故障电，以弥补现有电网智能化水平不足的缺陷，避免出现大面积、长时间断电的情况；在该缆运行时可通过DTS系统技术检测该缆输电单元表面的运行温度，实时监测输电单元各处的运行情况，以及时调节电缆运行的各项参数，预防和减少故障次数的发生。

在电力管廊中，采用光电复合缆后，对于电缆在线监测系统，将直接减少额外敷设的24根光缆，减少光缆敷设的成本，同时可减少施工期间交叉施工，使单独敷设的光缆产生断纤等问题，减少返工等问题。如果单独敷设光缆，也使得后期运行中，运行维护的难度大大增加。

采用光电复合缆，不仅可以解决电网输送问题，还可以解决电缆在线监测光纤测温、局部放电等问题，使得施工时期的光缆可随电缆一并敷设，大大降低交叉施工中光缆断纤等问题。

5、总结

本文结合工程现状，介绍了管廊中的电缆监控,以及光电复合缆的结构等，以及光电复合缆在电缆监控中的应用。与单独敷设光缆等相比，可减少光缆的敷设成本，交叉施工中光缆断纤的问题，降低后期运行维护的难度。基于光电复合缆的电缆在线监测系统，可大大提供其监测的准确性和可靠性。

参考文献

[1]梅文杰等，500kV直流海底光电复合缆的结构设计.光纤与电缆及其应用技术.[2017-06].

作者简介

骆建芳（1981-），男，杭州市电力设计院有限公司，工程师，研究方向为输电线路通信设计。

陈旭（1984-），男，杭州市电力设计院有限公司，工程师，研究方向为输电线路电气设计。