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摘要 地线换位运行不仅可以降低长输电线路的电流不平衡度，而且可以降低输电线路的运行损耗。而近些年来OPGW通信光缆作为新型地线得到了广泛的应用，使得传统地线的运行方式弊端更加突出，本文分析介绍OPGW光缆与普通地线配合换位的运行方式的应用。
关键词 换位；节能；OPGW光缆；应用
中图分类号：TM714.3
1.普通地线运行方式
常规的高压输电线路普通地线一般采用分段绝缘一端接地，光缆则采用逐塔接地或是普通地线和光缆均逐塔接地。这种运行方式在线路正常运行时，地线与导线之间会产生电磁和静电场耦合，在地线上产生沿线分布的纵向感应电动势和静电感应电压，其电压值可达数千伏以上。如果地线逐塔接地，则两根地线之间会产生线间环流，每根地线又分别以大地为回路，形成感应电流回路。这两种电流将大大增加输电线路的附加电能损耗，此损耗同负荷电流的平方和线路长度成正比例。目前方式至少有一根地线逐基接地，会造成地线环流，导致较大感应损耗。
2.改进方法
方法一是对地线进行绝缘，使感应电流无法形成回路，是地线节能措施的基本思路；方法二当采用双地线时，在导线的每个换位节距内将地线换位，由于铁塔两侧地线的感应电压存在相位差，总感应纵电动势降低，感应损耗减少。
但由于目前220kV及以上电压等级线路，多采用双地线，其中一根地线为OPGW。OPGW要起到避雷线和通信通道的双重作用，需要保证其物理上的连续性，难以采用普通地线的分段绝缘、一点接地的方式 。
由于换位，OPGW上两种相位的感应电压交替出现，换位后光缆上感应电压抵消很多。
3.对损耗的影响
由于感应电压的抵消，感应电流也大幅下降，由于损耗与感应电流的平方成正比，所以损耗大大降低。换位后，电路中部各档光缆的电位都被抬高了，电压呈现三角波的形状，地线上感应电压呈波动变化，在接地处电位较低，在端部绝缘处电位较高，波峰出现在换位处附近。且由于普通地线的被分段截断，因此感应电流基本为零。
4.绝缘间隙的选取
普通地线和OPGW光缆和绝大多数铁塔不存在直接的电气连接，而是在地线绝缘子的旁边装有并联保护间隙。故障状态下，当地线上的感应电压大于绝缘子并联间隙的闪络电压时，就会引起间隙的击穿放电，使地线系统呈现双地线逐塔接地的状态，保护线路正常运行。
要保证绝缘间隙在故障情况下能可靠击穿，就要合理选择绝缘间隙的大小。地线绝缘子并联间隙应满足以下要求：
（1） 在线路正常运行时，能耐受最大负荷运行方式下地线的稳态感应电压，地线绝缘间隙不得击穿；
（2） 当导线单相短路故障时，故障点附近铁塔的地线绝缘间隙应能击穿，帮助导线分流；
（3） 间隙击穿，保护装置切除故障相后，还必须保证对工频潜供电流的熄弧能力。
根据以上原则换位处光缆对塔绝缘，具体实施时有两种方法，一是在铁塔的地线支架上安装地线绝缘子，将光缆支撑起来，从地线支架的一侧引到另一侧。另外一种方法是采用绝缘护套，将换位处的光缆包起来，然后利用金具固定在地线支架上，从一侧引到另一侧，目前国内已有厂家可以生产满足工程要求的绝缘护套。
5.具体工程实施
a.接地点的选择：一般在光缆接续处接地。这点与常用方式相同，适当的接地点是为了降低地线的对地电压，减少对防雷的影响，提高运行的安全性。
b.换位点的选择：一般在一盘光缆的中点附近换位。光缆的两端为接续处，换位点选在光缆中点，感应电压抵消效果最好，节能效果也最好。实际的排位结果，很难保证地线的换位点刚好位于每段光缆的中点，只能尽量使换位点靠近每段光缆中点。换位点偏离中点越远，节能效果越差。500kV输电线路的档距一般不超过500米，因此偏离距离一般可控制在500米以内。由于每段光缆的长度约5千米左右，在此偏离距离范围内，对节能效果的影响不大。
c.换位段长度的选择：换位段一般同每盘光缆长度。如果光缆接续处不接地，在两盘等长的光缆接续处换位，会造成接续处的感应电压较高，对绝缘设备的要求提高。换位段越长，该段中部电压越高，因此换位段长度与每盘光缆长度相同较好。
d.各換位段距离：不要求等距，但应尽量等距，每个换位段的换位点应尽量靠近换位段中点。两换位段距离相差越大，两换位段接续处的入地电流越大，但实际工程接续点不会太多，对整体节能效果影响不大。
结论：
新型地线运行方式节能效果显著，如在全国电力系统推广应用，将节约大量电能，符合国家的节能减排政策及国家电网的全寿命周期设计理念，具有重要的经济意义
参考文献
[1] 于刚，等. 110kV～750kV架空送电线路设计规范（GB 50545-2010）[S]. 北京：中国计划出版社，2010.
[2] 张殿生. 电力工程高压送电线路设计手册[M]. 北京：中国电力出版社，2002.
[3] 程慕尧. 架空输电线路导线换位及绝缘地线运行方式的优化方案. 中国电力，2000.
关键词 换位；节能；OPGW光缆；应用
中图分类号：TM714.3
1.普通地线运行方式
常规的高压输电线路普通地线一般采用分段绝缘一端接地，光缆则采用逐塔接地或是普通地线和光缆均逐塔接地。这种运行方式在线路正常运行时，地线与导线之间会产生电磁和静电场耦合，在地线上产生沿线分布的纵向感应电动势和静电感应电压，其电压值可达数千伏以上。如果地线逐塔接地，则两根地线之间会产生线间环流，每根地线又分别以大地为回路，形成感应电流回路。这两种电流将大大增加输电线路的附加电能损耗，此损耗同负荷电流的平方和线路长度成正比例。目前方式至少有一根地线逐基接地，会造成地线环流，导致较大感应损耗。
2.改进方法
方法一是对地线进行绝缘，使感应电流无法形成回路，是地线节能措施的基本思路；方法二当采用双地线时，在导线的每个换位节距内将地线换位，由于铁塔两侧地线的感应电压存在相位差，总感应纵电动势降低，感应损耗减少。
但由于目前220kV及以上电压等级线路，多采用双地线，其中一根地线为OPGW。OPGW要起到避雷线和通信通道的双重作用，需要保证其物理上的连续性，难以采用普通地线的分段绝缘、一点接地的方式 。
由于换位，OPGW上两种相位的感应电压交替出现，换位后光缆上感应电压抵消很多。
3.对损耗的影响
由于感应电压的抵消，感应电流也大幅下降，由于损耗与感应电流的平方成正比，所以损耗大大降低。换位后，电路中部各档光缆的电位都被抬高了，电压呈现三角波的形状，地线上感应电压呈波动变化，在接地处电位较低，在端部绝缘处电位较高，波峰出现在换位处附近。且由于普通地线的被分段截断，因此感应电流基本为零。
4.绝缘间隙的选取
普通地线和OPGW光缆和绝大多数铁塔不存在直接的电气连接，而是在地线绝缘子的旁边装有并联保护间隙。故障状态下，当地线上的感应电压大于绝缘子并联间隙的闪络电压时，就会引起间隙的击穿放电，使地线系统呈现双地线逐塔接地的状态，保护线路正常运行。
要保证绝缘间隙在故障情况下能可靠击穿，就要合理选择绝缘间隙的大小。地线绝缘子并联间隙应满足以下要求：
（1） 在线路正常运行时，能耐受最大负荷运行方式下地线的稳态感应电压，地线绝缘间隙不得击穿；
（2） 当导线单相短路故障时，故障点附近铁塔的地线绝缘间隙应能击穿，帮助导线分流；
（3） 间隙击穿，保护装置切除故障相后，还必须保证对工频潜供电流的熄弧能力。
根据以上原则换位处光缆对塔绝缘，具体实施时有两种方法，一是在铁塔的地线支架上安装地线绝缘子，将光缆支撑起来，从地线支架的一侧引到另一侧。另外一种方法是采用绝缘护套，将换位处的光缆包起来，然后利用金具固定在地线支架上，从一侧引到另一侧，目前国内已有厂家可以生产满足工程要求的绝缘护套。
5.具体工程实施
a.接地点的选择：一般在光缆接续处接地。这点与常用方式相同，适当的接地点是为了降低地线的对地电压，减少对防雷的影响，提高运行的安全性。
b.换位点的选择：一般在一盘光缆的中点附近换位。光缆的两端为接续处，换位点选在光缆中点，感应电压抵消效果最好，节能效果也最好。实际的排位结果，很难保证地线的换位点刚好位于每段光缆的中点，只能尽量使换位点靠近每段光缆中点。换位点偏离中点越远，节能效果越差。500kV输电线路的档距一般不超过500米，因此偏离距离一般可控制在500米以内。由于每段光缆的长度约5千米左右，在此偏离距离范围内，对节能效果的影响不大。
c.换位段长度的选择：换位段一般同每盘光缆长度。如果光缆接续处不接地，在两盘等长的光缆接续处换位，会造成接续处的感应电压较高，对绝缘设备的要求提高。换位段越长，该段中部电压越高，因此换位段长度与每盘光缆长度相同较好。
d.各換位段距离：不要求等距，但应尽量等距，每个换位段的换位点应尽量靠近换位段中点。两换位段距离相差越大，两换位段接续处的入地电流越大，但实际工程接续点不会太多，对整体节能效果影响不大。
结论：
新型地线运行方式节能效果显著，如在全国电力系统推广应用，将节约大量电能，符合国家的节能减排政策及国家电网的全寿命周期设计理念，具有重要的经济意义
参考文献
[1] 于刚，等. 110kV～750kV架空送电线路设计规范（GB 50545-2010）[S]. 北京：中国计划出版社，2010.
[2] 张殿生. 电力工程高压送电线路设计手册[M]. 北京：中国电力出版社，2002.
[3] 程慕尧. 架空输电线路导线换位及绝缘地线运行方式的优化方案. 中国电力，2000.