1、一、一、OPGWOPGW光缆结构型式光缆结构型式1.1 OPGW结构型式结构型式OPGW光缆又称架空复合地线，在输电线路上有两个功能，一是避雷线的功能，起光缆又称架空复合地线，在输电线路上有两个功能，一是避雷线的功能，起到防雷的作用；二是通信的功能，电力系统的调度、通信、保护、监测、监护等信号到防雷的作用；二是通信的功能，电力系统的调度、通信、保护、监测、监护等信号和数据都是由和数据都是由OPGW光缆进行传输的。光缆进行传输的。 目前，世界上流行的主要几种目前，世界上流行的主要几种OPGW的光缆结构，有紧套结构、松套中心加强件层的光缆结构，有紧套结构、松套中心加强件层绞式结构、骨架式结构（骨架
2、结构中有塑料开槽结构、铝质开槽结构）、中心束管式绞式结构、骨架式结构（骨架结构中有塑料开槽结构、铝质开槽结构）、中心束管式（有机合成材料管、钢管或铝管）、松套绞合管钢绞线绞合式。（有机合成材料管、钢管或铝管）、松套绞合管钢绞线绞合式。OPGW各种结构性能各种结构性能的比较见表的比较见表1.1-1。 结结 构构性性 能能紧套结构紧套结构光纤总是受力，尤其是在受力增大情况下，有很好的紧凑性。光纤总是受力，尤其是在受力增大情况下，有很好的紧凑性。松套结构（绞合塑料光纤保护套或带塑料骨架内含光纤保护松套结构（绞合塑料光纤保护套或带塑料骨架内含光纤保护套）套）光纤在光纤在70%UTS70%UTS时受微小
3、张力，时受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，防侧压性能差，衰减很小，防侧压性能差，紧凑性不如紧套结构紧凑性不如紧套结构松套结构（中心塑料管内含光纤）松套结构（中心塑料管内含光纤）光纤在高张力下受微小张力，光纤在高张力下受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，防侧压性能不衰减很小，防侧压性能不强。强。松套结构（中心钢管或绞线钢管内含光纤）松套结构（中心钢管或绞线钢管内含光纤）光纤在高张力下受微小张力，光纤在高张力下受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，有很好的紧凑衰减很小，有很好的紧凑性和防水性。性和防水性。松套结构（铝骨架螺旋槽内含塑料光纤保护套）松套结构（铝骨架螺旋槽
4、内含塑料光纤保护套）光纤在光纤在70%UTS70%UTS时，光纤受微小张力，时，光纤受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，有很好衰减很小，有很好的紧凑性和防侧压性能。的紧凑性和防侧压性能。在实际工作中，上述各种型式都得到了应用。按光纤在运行时是否受力，可将OPGW的结构分为紧套结构和松套结构两种。紧套结构由于结构紧密，光纤的活动空间较小，余长也较小，OPGW受到拉伸负荷时，光纤承受的张力也较大。对于紧套结构，有一种观点认为：由于紧套结构中的光纤承受张力较大，所以很难保证光纤的低衰减性；相反的观点则认为：光纤并不怕拉伸，其抗拉强度是很高的，光纤主要不能受挤压弯曲，有关紧套光纤的拉力衰耗实
5、验表明，在断裂前无衰耗，仅有点杂音。对于松套结构，有一种观点认为：由于松套结构中的光纤有较长的余长，所以在OPGW受到拉伸负荷时光纤承受的张力较小，因此光纤的衰耗较小；相反的观点则认为：光纤的余长过大，低温时光纤过弯挤，衰耗会增大。从OPGW的生产和使用上看，紧套结构的OPGW主要是日本厂家生产，而欧美厂家生产的OPGW绝大多数采用松套结构。这两种结家生产都有长期可靠运行的记录，因此这两种结构的OPGW均可在本工程中使用。铠装层是OPGW屏蔽、防雷功能的元件，也是短路电流的直接承受者，同时它为OPGW缆芯提供了保护，铠装是根据地线要求和机械特性由铝合金及镀锌钢丝或高强度的铝包钢和铝合金组成。铝
6、（或铝合金）提供导电性能，钢提供所需的机械强度。 目前OPGW光缆用的比较多的是层绞式 、中心束管式 。中心束管式 OPGW-11-70-2结构示意图LB40:6/3.8不锈钢管：1/3.8（16G.652+8G.655）防腐缆膏光纤芯数及类型16B1+8B4结构根数直径中心层LB2312.7第一层OP单元12.6LB2352.7第二层LB30113.0层绞式 OPGW-110结构示意图电力系统OPGW光缆的架设是利用输电线路的铁塔，将原起单一防雷作用避雷线，改为架空复合地线即OPGW光缆。可不再另辟架空通信走廊，可节约土地资源。OPGW架设可在已经运行的输电线路和新建设的输电线路上架设两种情
7、况，这两种架设情况在OPGW光缆的勘测设计中情况考虑的问题基本相同，但在两种情况的OPGW光缆的勘测设计中遇到的困难不同。OPGW在新建设的输电线路上架设。由于是新建线路，因此设计气象条件、导地线的选型、导地线之间的配合（绝缘配合）、对侧分流地线、铁塔和基础荷载和铁塔和基础的设计都是统筹考虑进行勘测设计，因此遇到的问题和困难也是一般通常在设计中遇到的问题和困难，同时由于是新建线路因此OPGW光缆的施工也相对在老电力输电线路上施工要单一和容易得多。OPGW在已运行的输电线路（老输电线路）上架设。由于是老线路，因此设计气象条件、导地线的选型、导地线之间的配合（绝缘配合）、对侧分流地线、铁塔和基础荷
8、载和铁塔和基础的设计都已经确定，此时需考虑的问题和遇到的问题如下。1）OPGW光缆的选型（热稳定计算、对侧分流地线，OPGW光缆和普通地线的分流情况、对侧分流地线满不满足热稳定要求，需不需要更换对此普通的地线）。2）根据设计气象条件，计算OPGW和更换后的对侧普通地线的荷载，并校核铁塔和基础的荷载。根据目前已经设计的OPGW光缆工程情况，通常情况是OPGW和更换后的对侧普通地线的荷载要超过原普通地线的荷载，原线路中所用铁塔有局部杆件的荷载超过了要求，需要更换这部分杆件。3）遇到的困难，通常是由于线路运行多年，原始的设计资料不全或者有的设计资料根本没有，因此使得计算和校核工作根本无法进行，这将给
9、工程设计、施工和今后的输电线路运行带来隐患和风险。同时由于是老电力输电线路上施工，施工时一般都要求停电，由于停电时间运行单位一般都要求尽量的短，因此要求施工单位相应的要增加人力和施工设备，在一定程度上造成施工费用和成本上升。根据上面的叙述，OPGW分为在新、老输电线路上架设的两种情况。在OPGW建设早期为形成通信环网，有些OPGW工程是利用老输电线路进行设计、架设的。随着OPGW环网的形成，新建的OPGW光缆工程都是在新建电力输电线路上进行设计、施工的。根据省院所接触的业主，是跟通信部门打交道的机会较多，通信部门建设OPGW光缆主要是利用电力部门的输电线路进行架设的。因此省院主要还是利用老输电
10、线路进行架设设计的。针对省院的情况，下面介绍一个利用老输电线路架设OPGW光缆的实际工程，谈一谈工程设计过程。三、光缆工程在已建输电线路上的设计实例三、光缆工程在已建输电线路上的设计实例设计章节目录设计章节目录概述概述 设计依据设计依据 设计规模设计规模 设计范围设计范围 线路概况线路概况设计气象条件设计气象条件OPGWOPGW的选择的选择 OPGWOPGW的选择原则的选择原则 OPGWOPGW的合理配置的合理配置 OPGWOPGW选型选型 光缆金具串光缆金具串 光缆防振光缆防振杆塔杆塔基础基础设备材料表设备材料表 电气部分电气部分1.1. 结构部分结构部分1.概述1.1设计依据中国电力顾问集
11、团中南电力设计院关于委托东津韩岗220kV部分线路改造成OPGW光缆的设计事宜1.2设计规模南阳荆门1000kV输电线路与220kV韩岗东津输电线路工程交叉点至东津变段将220kV韩岗东津输电线路工程的两根地线改造为一根OPGW光缆，光缆为两个光单元，每个光单元为24芯（G652），光缆对侧的分流地线根据地线热稳定的要求更换为良导体地线。1.3设计范围自东津变龙门架至南阳荆门1000kV输电线路与220kV韩岗东津输电线路工程交叉点止25.119km架空光缆本体设计和因架设光缆引起的杆塔补强设计。 1.4线路概况南阳荆门1000kV输电线路与220kV韩岗东津输电线路工程在刘家后寨附近交叉、交
12、叉点在220kV韩岗东津输电线路工程的J7大号侧2km左右的69#塔处，离220kV东津变25.119km，并且东津变也处于南阳荆门1000kV输电线路的中间。因此东津变是一个理想的中继站的站址。东津变作为中继站形成南阳东津变、东津变荆门的光缆通道。220kV韩岗东津输电线路工程导线采用LGJ-400/35型钢芯铝绞线，地线采用GJ-50型镀锌钢绞线，线路全长54.931km。220kV东津变69#塔，长约25.119km，杆塔使用情况如下：SJ3双回路终端塔1基、GJ1单回路耐张塔6基、GJ2单回路耐张塔1基、M2单回路自立塔10基、ZML拉线塔50基、LT2拉线水泥杆1基，此段共使用杆塔6
13、9基。220kV韩岗东津输电线路工程的路径和与南阳荆门1000kV输电线路的交叉点位置详见附图。 2、气象条件 220kV韩岗东津输电线路工程是1996年设计、1999年施工、投产。期间运行情况良好，没有因气象原因发生过事故，220kV韩岗东津输电线路工程的设计用气象条件见下表：设计用气象条件一览表 气象条件工项气温（）风速（m/s）覆冰（mm）最高气温4000最低气温-2000覆冰-51010最大风速-5250安装-10100年平均气温1500外过电压15100内过电压15150冰比重0.9雷电日403 3 、OPGWOPGW的选择的选择3.1 OPGWOPGW的选择原则根据设计委托书的要求
14、，本工程是将220kV韩岗东津输电线路工程东津变69#塔段的两根普通地线更换为一根OPGW架空复合地线，按设计委托书光缆为48芯G652。OPGW的型号的确定，必须综合考虑以下各方面的因素。（1）在导地线的线间距离满足防雷要求下，安全系数大于导线的安全系数,年平均运行应力不超过破坏应力的25%；（2）导线断线时，OPGW对杆塔有足够的支持力；（3）OPGW过载能力满足工程要求；（4）线路发生单相接地短路时，OPGW能承受通过的返回电流，其温升不超过允许值，满足热稳定要求；（5）OPGW在减少潜供电流、工频过电压上满足系统要求；（6）满足通信保护设计的要求；（7）线路短路电流按2020年系统规划
15、水平设计；（8）线路短路切除时间为0.3S；（9）土壤电阻率按实测值计算。 3.2 OPGW的合理配置架空地线是高压送电线路最基本的防雷措施，而目前在国内外电力系统广泛采用的光纤复合架空地线(OPGW)则是在地线的金属结构中增加光纤等非金属材料。这种光纤复合地线除继续发挥地线防雷的功效外，还用于通信。光纤通信有信息量大、抗干扰能力强等等优点。高压送电线路发生雷击故障时，架空地线上的雷电流辐值虽然很大，但持续时间短，不超过100S，产生的热量不大。而输电线路发生单相接地故障时，地线上会通过很大的短路电流，切除故障时间相对较长，将使地线产生急剧的温升。地线过热会危及线路运行安全，而OPGW的过热则
16、会损坏纤芯，造成系统通信的中断。因此，在OPGW的合理配置以及OPGW的选型中，在满足光通信的前提下，除满足力学特性外，最重要的就是对OPGW进行热稳定计算，即要根据系统切除故障的时间和短路电流的大小来计算因短路电流而引起的温升，以保证温升不超过允许的最大值。 3.2.1 地线和OPGW的热稳定 短路电流计算年限一般考虑510年的系统发展与规划。根据系统提供的2020年单相接地短路电流，在东津变最大接地短路电流为8.12kA，韩岗变最大接地短路电流为2.13kA。 3.2.2 故障切除时间 当线路发生故障时，主保护动作时间为0.03S，考虑短路器拒动情况下，失灵保护动作，动作时间为：失灵保护整
17、定时间为0.150.30S，通道传输时间0.02S，开关切除时间0.04S，总动作时间0.240.35S，参照目前有关规程规定，切除故障时间按0.3S考虑，即短路电流持续时间为0.3S。 3.2.3 土壤电阻率OPGW上短路电流分布，与杆塔接地电阻及土壤电阻率有直接的关系；土壤电阻率越小，杆塔接地电阻就越小，OPGW上的返馈电流就越小，反之，OPGW上的返馈电流就越大。根据220kV韩岗东津输电线路工程终勘现场实测的土壤电阻率，土壤电阻率大约在501000.m之间，本次初步设计按实测值计算。3.2.4 OPGW上的短路电流分布输电线路发生单相接地短路时，短路电流将沿地线和大地返回到电源中性点，
18、由于OPGW通过杆塔接地（地线不绝缘），所以OPGW返回的电流中有一部分通过杆塔的接地电阻而直接入地，OPGW中返回的短路电流将随着距故障点的距离增大而衰减。另外当线路发生接地故障时，在OPGW上除了有返回的短路电流外，还有因故障电流感应而产生的感应电流，它与导地线间的互感成正比，与地线、大地的自感成反比，与导线上流过的零序电流成正比。 3.2.5 OPGW的热稳定计算电流通过导体时会产生热量，热量与电流的平方成正比，与时间成正比。热量的积蓄会导致导体温度升高。导体的温升可以分为两类：一种是长期的发热，在这种情况下，通过传导、辐射和空气的对流等方式，不断的将热量向外扩散，并达到平衡状态；另一类
19、是短时的发热，在这种情况下，热量向外扩散可以不予考虑，热量将完全储存在导体内，并表现为导体的温度升高。本工程短路电流的持续时间很短只有0.3S，因此按照后一种情况计算比较接近实际情况。根据OPGW生产厂商提供的资料，OPGW的温度不能超过+200，普通地线校验热稳定时，根据规程规定，允许温度分别为：钢芯铝绞线、钢芯铝合金绞线为+200；钢芯铝包钢绞线为+300；镀锌钢绞线为+400。3.2.6 热稳定计算方法目前计算地线和OPGW的热稳定电流有同温法、异温法和综合法。同温法是考虑内部瞬时传热时，各种金属同时达到同一温度，这种方法是不符合实际的，但简单易行，所以还是被广泛的采用；异温法是考虑在地
20、线和OPGW中，传热比发热慢得多，所以在短路持续时间内，地线和OPGW中各种不同金属达到的最高温度是不一样的。发热的各个金属的温度变化也是不同的，电阻比例也是在变化，使金属之间的电流分配比例也是不断变化的。异温法不考虑传热，各金属发的热由自己吸收。这种方法较同温法准确，但计算较复杂，借助计算机可以很好地分析这个过程；综合法是以异温法为基础，补充考虑传热和集肤效应的影响，显然该方法计算结果精确，但计算较复杂，需借助于计算机完成。同温法是考虑内部瞬时传热时，各种金属同时达到同一温度，这样致使计算出来的热稳定电流值偏大，致使选出来的地线和OPGW的截面偏小，这是不合理的，也是不安全的。因此本工程采用
21、异温法计算地线和OPGW的热稳定电流值是比较切合实际的，同时也能满足设计精度的要求。 3.3 OPGW选型3.3.1 OPGW结构选择目前，世界上流行的主要几种OPGW的光缆结构，有紧套结构、松套中心加强件层绞式结构、骨架式结构（骨架结构中有塑料开槽结构、铝质开槽结构）、中心束管式（有机合成材料管、钢管或铝管）、松套绞合管钢绞线绞合式。OPGW各种结构性能的比较见表3.3-1。表3.3-1 OPGW各种结构性能比较 结结 构构性性 能能紧套结构紧套结构光纤总是受力，尤其是在受力增大情况下，有很好的紧凑光纤总是受力，尤其是在受力增大情况下，有很好的紧凑性。性。松套结构（绞合塑料光纤保护套或带塑料
22、骨架内含光松套结构（绞合塑料光纤保护套或带塑料骨架内含光纤保护套）纤保护套）光纤在光纤在70%UTS70%UTS时受微小张力，时受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，防侧压性衰减很小，防侧压性能差，紧凑性不如紧套结构能差，紧凑性不如紧套结构松套结构（中心塑料管内含光纤）松套结构（中心塑料管内含光纤）光纤在高张力下受微小张力，光纤在高张力下受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，防侧压性衰减很小，防侧压性能不强。能不强。松套结构（中心钢管或绞线钢管内含光纤）松套结构（中心钢管或绞线钢管内含光纤）光纤在高张力下受微小张力，光纤在高张力下受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，有
23、很好的衰减很小，有很好的紧凑性和防水性。紧凑性和防水性。松套结构（铝骨架螺旋槽内含塑料光纤保护套）松套结构（铝骨架螺旋槽内含塑料光纤保护套）光纤在光纤在70%UTS70%UTS时，光纤受微小张力，时，光纤受微小张力，1550nm1550nm衰减很小，有衰减很小，有很好的紧凑性和防侧压性能。很好的紧凑性和防侧压性能。在实际工作中，上述各种型式都得到了应用。按光纤在运行时是否受力，可将OPGW的结构分为紧套结构和松套结构两种。紧套结构由于结构紧密，光纤的活动空间较小，余长也较小，OPGW受到拉伸负荷时，光纤承受的张力也较大。对于紧套结构，有一种观点认为：由于紧套结构中的光纤承受张力较大，所以很难保
24、证光纤的低衰减性；相反的观点则认为：光纤并不怕拉伸，其抗拉强度是很高的，光纤主要不能受挤压弯曲，有关紧套光纤的拉力衰耗实验表明，在断裂前无衰耗，仅有点杂音。对于松套结构，有一种观点认为：由于松套结构中的光纤有较长的余长，所以在OPGW受到拉伸负荷时光纤承受的张力较小，因此光纤的衰耗较小；相反的观点则认为：光纤的余长过大，低温时光纤过弯挤，衰耗会增大。 从OPGW的生产和使用上看，紧套结构的OPGW主要是日本厂家生产，而欧美厂家生产的OPGW绝大多数采用松套结构。这两种结家生产都有长期可靠运行的记录，因此这两种结构的OPGW均可在本工程中使用。铠装层是OPGW屏蔽、防雷功能的元件，也是短路电流的
25、直接承受者，同时它为OPGW缆芯提供了保护，铠装是根据地线要求和机械特性由铝合金及镀锌钢丝或高强度的铝包钢和铝合金组成。铝（或铝合金）提供导电性能，钢提供所需的机械强度。3.3.2 OPGW光缆选择根据有关防雷要求，光缆外层单丝应为铝包钢丝，参照光缆生产厂家提供的参数，选择了一种层绞式型号的OPGW和一种中心束管式型号的OPGW进行计算、分析、比较和选择，两种光缆的型号分别为OPGW-1、OPGW-2计算、分析、比较和选择的结果见表3.3-2。 OPGW型号OPGW-1（层绞式）OPGW-2（中心束管式）结 构(股数/直径)铝或铝合金/钢或铝包钢1/2.5、4/2.4、10/3.15/3.2光
26、纤芯数224=48（G652）48（G652）外径（mm）13.59.6承力截面积(m m2)103.048计算重量(kg/km)0.5520.338计算拉断力(kn)80.163.3最大使用应力(MPa)205.75308.6平均运行应力(MPa)（%）13.4813.87%10.4510.75%安全系数3.784.27弹性模量E（kN/mm2）123.2162线膨胀系数(10-6/)14.613.20直流电阻(/km)0.4911.782允许最高温度()2003000.3s时的最大允许短路电流值(kA)16.57.7表3.3-2 OPGW光缆比较表 3.3.3 OPGW光缆选择结论根据表3
27、.3-2OPGW光缆比较表可以看出两种型式的光缆的机电强度都可满足本工程的需要，虽然OPGW-2（中心束管式）的机电参数与GJ-50的机电参数接近，更换OPGW光缆后更换杆塔塔头的构件最少，但在东津变出口处OPGW-2（中心束管式）不能满足热稳定的要求，因此本工程推荐使用OPGW-1（层绞式、两个光单元）型光缆。3.3.4 分流地线的选择根据地线热稳定的计算以及地线与OPGW光缆的分流配置情况，本工程在东津变J3段的地线需更换为LGJ-70/40型钢芯铝绞线，此段长度为4.818km。3.4光缆金具串光缆用金具串由厂家负责提供，但设计要求金具之间不允许有点和线接触（满足规程要求），光缆耐张金具
28、串应可调整长短。3.5光缆防振光缆的防振方案由光缆的生产厂家负责提供。 4.杆塔 220kV韩岗东津输电线路工程，220kV东津变69#塔，长约25.119km，使用了SJ3双回路终端塔1基、GJ1单回路耐张塔6基、GJ2单回路耐张塔1基、M2单回路自立塔10基、ZML拉线塔50基、LT2拉线水泥杆1基，此段共使用杆塔69基。ZML拉线塔、M2单回路自立塔的地线均按GJ-50型镀锌钢绞线设计的。更换OPGW-1型光缆后，OPGW光缆的直径、张力和单重都较GJ-50型镀锌钢绞线大，因此ZML拉线塔、M2单回路自立塔的塔头部分杆件需更换，LT2拉线水泥杆1基需更换为一基GJ1耐张塔，其余塔型满足本
29、次使用条件，不予更换。另外由于南阳荆门1000kV输电线路与220kV韩岗东津输电线路工程交叉处69#为M2自立直线塔，为了OPGW上到南阳荆门1000kV输电线路的杆塔上去，需将69#M2自立直线塔改为GJ1耐张塔。 5.基础 本工程基础经验算均满足本次使用条件，不予更换。 6.设备材料表 6.1电气部分 序号名称单位数量备注1OPGW-1km26.325含余缆长度2耐张金具套203悬垂金具套604导线耐张串串122基GJ1塔导线用5OPGW中间接头盒个46OPGW终端接头盒个27OPGW导引线夹（角钢型）套408OPGW导引线夹（抱箍型）套109OPGW余线架套610165*32*3垫片(
30、镀锌)片411M16*45螺栓(带帽、镀锌)副412-40*40*6000(镀锌)块21310园铁米12814OPGW防震锤个13815LGJ-70/40千米4.81816地线悬垂串套1217地线耐张串套10注：本材料表只含线路改造部分和架空部分的OPGW光缆的材料，不含普通光缆和变电站内的材料。 6.2结构部分 M2塔构件更换量、M2塔9基塔型基数杆塔材质重量（吨）M29Q2352.7螺栓0.4ZML塔构件更换量、ZML塔50基ZML50Q23510螺栓1.5交叉点OPGW上1000kV处M2直线塔改为GJ1耐张塔、LT2拉线水泥杆1基更换为GJ1耐张塔共计GJ1耐张塔2基GJ12Q3453
31、.06Q23510.57螺栓、垫片、脚钉0.66GJ1耐张塔基础材料43.0（长）3.0（宽）3.3（深）水坑C20砼68m3级钢筋2.2吨地螺0.46吨四、设计需要收集的资料、计算、出图4.1 4.1 根据系统的短路电流、确定在光缆上的返回电流，根据流过光根据系统的短路电流、确定在光缆上的返回电流，根据流过光缆上的返回电流，确定光缆的截面。地线的热稳定电流计算详见缆上的返回电流，确定光缆的截面。地线的热稳定电流计算详见110500kV110500kV送电线路设计规程送电线路设计规程。光缆的生产厂家在光缆的参数中。光缆的生产厂家在光缆的参数中也会提供光缆的允许短路电流值。选择光缆的允许短路电流
32、值大于系也会提供光缆的允许短路电流值。选择光缆的允许短路电流值大于系统计算的地线短路电流返回值。统计算的地线短路电流返回值。OPGWOPGW光缆的热稳定电流计算见下表。光缆的热稳定电流计算见下表。OPGW光缆的热稳定电流计算避雷线/OPGWGJ-50GJ-80LGJ-120/70GJ-150OPGW-90OPGW-95C-载流部分的热容量，cal/cm;0.452896080.7173280.7161126021.38885710.3293020.593150-载流部20时的电阻温度系数，-1;0.00540.00540.00360.00540.00360.0051R0-载流部20时的电阻，/
33、cm;3.90E-052.47E-052.34E-061.27E-054.05E-066.09E-06T-计算短路热稳定的时间，s;0.30.30.30.30.30.3t1-地线初始温度；404040404020t2-地线短路热稳定允许温度；400400200400300300I-地线演算短路热稳定允许电流，A;5498.0669928708.21422526.4707216860.44514031.4115341.73C1-载流部分的比热，cal/g;0.11650.11650.2220.11650.2220.222d1-载流部分的密度（g/cm3）;7.87.82.77.82.72.7m1
34、-载流部分的面积(cm2);0.49840.78941.22151.52840.560.2454C2-载流部分的比热，cal/g;000.116500.13180.1318d2-载流部分的密度（g/cm3）;007.806.596.59m2-载流部分的面积(cm2);000.712500.360.75351-20时的电阻率，mm2/km13913932.513932.532.52-20时的电阻率，mm2/km00139084.984.94.2设计气象资料、导地力学计算和绝缘配合计算。设计气象资料、导地力学计算和绝缘配合计算。 输电线路运行在自然条件下，因此输电线路铁塔要能承受在各种自然输电线路
35、运行在自然条件下，因此输电线路铁塔要能承受在各种自然条件下导、地线的荷载，而导、地线的荷载与温度、覆冰、风速是密条件下导、地线的荷载，而导、地线的荷载与温度、覆冰、风速是密切相关的，因此在切相关的，因此在OPGW光缆设计时要收集到原输电线路的设计气象光缆设计时要收集到原输电线路的设计气象条件，才能计算出与原线路气象条件条件下的条件，才能计算出与原线路气象条件条件下的OPGW光缆的荷载。光缆的荷载。根据规程规定地线（根据规程规定地线（OPGW光缆在光缆在15，无风）时在档距中央导线与，无风）时在档距中央导线与光缆的距离须满足光缆的距离须满足S0.012L+1(L-档距档距m)即绝缘配合计算。根据
36、绝缘即绝缘配合计算。根据绝缘配合计算，确定光缆的安全系数，光缆的安全系数要求大于导线的安配合计算，确定光缆的安全系数，光缆的安全系数要求大于导线的安全系数全系数2.5。（导地线力学计算和绝缘配合计算详见。（导地线力学计算和绝缘配合计算详见电力工程高压电力工程高压送电线路设计手册送电线路设计手册，下面导地线力学计算和绝缘配合计算的过程和，下面导地线力学计算和绝缘配合计算的过程和结果。结果。 LGJ-400/35 导线规格及设计数据导线规格及设计数据 名 称 符号 数 值 单 位导线规格: 弹性系数 65000 a 线膨胀系数 .0000205 / 单位长度重量 1.349 / 外 径 26.82
37、 计算截面 425.24 2 拉断力 p 98700 设计参数: 设计安全系数 2.5 平均运行张力 25 %p 重力加速度 9.80665 /2气象条件气象条件: 序号 代 表 情 况 温度 风速 m/s 冰厚 mm 最低气温 -20 0 0 平均气温 15 0 0 最 大 风 -5 25 0 覆 冰 -5 10 10 最高气温 40 0 0 安 装 -10 10 0 外过电压(无风) 15 0 0 外过电压(有风) 15 10 0 内过电压 15 15 0 临界档距: 初值() 终值() 控制情况 r 趋于零 157.8608 由最低气温条件控制 157.8608 203.7561 由平均
38、气温条件控制 203.7561 r 充分大 由覆 冰条件控制LGJ-400/35 张力、弧垂计算张力、弧垂计算 |张力张力| |()| 最低气温 平均气温 最 大 风 覆 冰 最高气温 _ 100.00 39480 22379 32586 34972 14194 150.00 39480 24373 34046 38093 17456 157.86 39480 24675 34284 38580 17913 200.00 37117 24675 33644 39411 19181 203.76 36907 24675 33591 39480 19279 250.00 33373 24036 3
39、2162 39480 19894 300.00 30351 23546 30996 39480 20372 350.00 28209 23204 30154 39480 20716 400.00 26738 22962 29547 39480 20970 450.00 25718 22786 29103 39480 21161 500.00 24991 22655 28772 39480 21307 550.00 24459 22555 28520 39480 21421 600.00 24058 22478 28325 39480 21511 |张力| |()| 安 装 外过电压 外过电压
40、内过电压 _ (无风) (有风) 100.00 34269 22379 22434 22654 150.00 34733 24373 24460 24806 157.86 34813 24675 24767 25131 200.00 33097 24675 24794 25262 203.76 32949 24675 24796 25272 250.00 30338 24036 24179 24746 300.00 28211 23546 23707 24340 350.00 26727 23204 23376 24055 400.00 25701 22962 23142 23851 450.
41、00 24979 22786 22971 23702 500.00 24457 22655 22844 23590 550.00 24071 22555 22747 23505 600.00 23777 22478 22671 23438|弧垂弧垂| |()| 覆 冰 最高气温 外过电压 _ (无风) 100.00 0.85 1.17 0.74 150.00 1.75 2.13 1.53 157.86 1.91 2.30 1.67 200.00 3.01 3.45 2.68 203.76 3.11 3.56 2.78 250.00 4.69 5.20 4.30 300.00 6.76 7.31
42、 6.32 350.00 9.20 9.79 8.74 400.00 12.02 12.63 11.54 450.00 15.21 15.85 14.72 500.00 18.79 19.44 18.28 550.00 22.74 23.41 22.23 600.00 27.08 27.75 26.55GJ-50 地线规格及设计数据地线规格及设计数据 名 称 符号 数 值 单 位地线规格: 弹性系数 181420 a 线膨胀系数 .0000115 / 单位长度重量 .3849 / 外 径 9 计算截面 48.35 2 拉断力 p 55260 设计参数: 重力加速度 9.80665 /2气象条件
43、: 序号 代 表 情 况 温度 风速 m/s 冰厚 mm 最低气温 -20 0 0 平均气温 15 0 0 最 大 风 -5 25 0 覆 冰 -5 10 10 最高气温 40 0 0 安 装 -10 10 0 外过电压(无风) 15 0 0 地线荷载: 名 称 符号 ( , ) 数 值(/) 自 荷 载 1 ( 0 , 0 ) 3.7746 冰 荷 载 2 (10 , ) 5.2683 自荷载加冰荷载 3 (10 , ) 9.0428 无冰时的风荷载 4 ( , 10 ) 0.6619 无冰时的风荷载 4 ( , 25 ) 3.5166 覆冰时的风荷载 5 (10 , 10 ) 2.1329
44、 无冰时综合荷载 6 ( , 10 ) 3.8322 无冰时综合荷载 6 ( , 25 ) 5.1589 覆冰时综合荷载 7 (10 , 10 ) 9.2910 GJ-50 与与 LGJ-400/35 配合配合 张力、弧垂计算张力、弧垂计算 控制档距: 塔头处导地线间的水平距离 s = 1.1 () 塔头处导地线间的垂直距离 h = 9.6 () 由0.012+1 米配合间距解得 q =1441.461 () 张力计算过程中实际选用的档距值 x = 600 ()|张力| |()| 最低气温 平均气温 最 大 风 覆 冰 最高气温 安 装 外过电压 _ (无风) 100.00 8826 6050
45、 8120 9878 4584 7990 6050 150.00 8858 6558 8726 11356 5372 8167 6558 157.86 8868 6635 8820 11574 5483 8199 6635 200.00 8392 6635 8868 12284 5729 7882 6635 203.76 8353 6635 8872 12341 5747 7856 6635 250.00 7710 6473 8719 12785 5813 7382 6473 300.00 7226 6348 8593 13152 5857 7026 6348 350.00 6904 6261
46、 8500 13431 5885 6786 6261 400.00 6686 6199 8431 13646 5903 6622 6199 450.00 6535 6154 8380 13813 5916 6507 6154 500.00 6426 6121 8341 13945 5925 6423 6121 550.00 6345 6095 8311 14051 5932 6360 6095 600.00 6284 6075 8287 14136 5937 6312 6075|弧垂| |()| 外过电压 _ (无风) 100.00 0.78 150.00 1.62 157.86 1.77 2
47、00.00 2.85 203.76 2.95 250.00 4.56 300.00 6.69 350.00 9.24 400.00 12.19 450.00 15.55 500.00 19.31 550.00 23.47 600.00 28.04 OPGW-112 地线规格及设计数据地线规格及设计数据名 称 符号 数 值 单 位地线规格: 弹性系数 85000 a 线膨胀系数 .000017 / 单位长度重量 .4405 / 外 径 13.8 计算截面 112 2 拉断力 p 59850 设计参数: 重力加速度 9.80665 /2气象条件: 序号 代 表 情 况 温度 风速 m/s 冰厚 m
48、m 最低气温 -20 0 0 平均气温 15 0 0 最 大 风 -5 25 0 覆 冰 -5 10 10 最高气温 40 0 0 安 装 -10 10 0 外过电压(无风) 15 0 0 地线荷载: 名 称 符号 ( , ) 数 值(/) 自 荷 载 1 ( 0 , 0 ) 4.3198 冰 荷 载 2 (10 , ) 6.5992 自荷载加冰荷载 3 (10 , ) 10.9190 无冰时的风荷载 4 ( , 10 ) 1.0150 无冰时的风荷载 4 ( , 25 ) 5.3921 覆冰时的风荷载 5 (10 , 10 ) 2.4860 无冰时综合荷载 6 ( , 10 ) 4.4375
49、 无冰时综合荷载 6 ( , 25 ) 6.9091 覆冰时综合荷载 7 (10 , 10 ) 11.1984 OPGW-112 与与 LGJ-400/35 配合配合 张力、弧垂计算张力、弧垂计算 控制档距: 塔头处导地线间的水平距离 s = 1.1 () 塔头处导地线间的垂直距离 h = 9.6 () 由0.012+1 米配合间距解得 q =1441.461 () 张力计算过程中实际选用的档距值 x = 600 () |张力| |()| 最低气温 平均气温 最 大 风 覆 冰 最高气温 安 装 外过电压 _ (无风) 100.00 11595 6924 10376 12045 4694 10
50、180 6924 150.00 11478 7506 11189 13726 5675 10264 7506 157.86 11463 7593 11316 13977 5811 10282 7593 200.00 10706 7593 11461 14791 6176 9774 7593 203.76 10642 7593 11473 14857 6203 9733 7593 250.00 9630 7408 11369 15371 6362 9021 7408 300.00 8837 7265 11278 15804 6477 8475 7265 350.00 8308 7165 1120
