OPGW光缆设计说明书.doc

检索号：CDSD-S2008Z01-G0300-01一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路新建工程竣工图设计OPGW光缆部分说明书设计院电力行业乙级（证书编号：221144-sb）二一年六月 成都 一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路新建工程 光缆线路说明书 审 核：黄中祥校 核：王永槐编 写：戴培富目录1 总述11.1 设计依据11.2 设计范围11.3 送电线路简介12 OPGW光缆42.1 OPGW主要技术参数42.2 OPGW安全系数42.3 OPGW金具52.4 OPGW防振措施52.5 OPGW防雷接地72.6 无金属阻燃型导引光缆73 光缆施工83.1 牵引拉力93.2 压力93.3 弯曲93.4 磨擦93.5 扭转103.6 张力机/牵引机103.7 滑轮103.8 防水113.9 其他114 设备材料表124.1 光缆配盘124.2 光缆金具12一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路新建工程 光缆线路说明书1 总述1.1 设计依据1.1.1 理县九加一水电开发有限责任公司与我院签定的工程勘察设计合同。1.1.2 一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路新建工程初步设计报告。1.1.3 四川省电力公司阿坝公司对“一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路新建工程初步设计报告”的批复文件。1.2 设计范围本工程OPGW光缆设计范围：自一颗印2#电站110kV侧门型架光缆接头盒起，沿一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路架设，至红叶二级电站110kV侧门型架光缆接头盒止，线路长度为3.645km的OPGW光缆线路本体设计。根据业主通知，国网要求并网发电的电站，要求双通道通信，本线路原设计一根GJ-50一根OPGW，现改为双OPGW。OPGW复合光纤架空地线挂在一颗印2#电站红叶二级电站110kV线路的地线支架上。1.3 送电线路简介1.3.1线路路径本工程从一颗印2#电站升压站出线后，右转跨过理县至马尔康公路，沿理马公路左侧的半山坡走线，在线路2051米处穿越220kV线，然后连续右转进入红叶二级电站110kV升压站。线路总长度为3.645km，其中双回长度1.12km，单回长度为2.525km。1.3.2导线机械物理特性导线机械物理特性表：导线型号导线参数LGJ-120/20铝股数/直径（mm）26/2.38钢股数/直径（mm）7/1.85计算截面（mm2）铝115.67钢18.82总计134.49外径（mm）15.07单位重量（kg/km）466.8计算拉断力（KN）38.95弹性模量（KN/mm2）76线膨胀系数（1/E-6）18.9直流电阻（/km）0.2496OPGW复合地线机械物理特性表：OPGW型号OPGW参数OPGW-16B1-5167.2;19.0标称截面（mm2）51.32结构根数/直径（mm）6/3.3外径（mm）9.9公称抗拉强度（N/mm2）1317.64钢丝破坏抗力总和（KN，不小于）67.2计算质量（kg/km）364弹性系数（Mpa）162000温度膨胀系数（t/）1310-61.3.3设计气象条件气象条件组合表： 条件项目气 温风 速m/s冰 厚mm最高气温4000最低气温-1000年平均气温1500最大风速5300覆冰情况-51010外过电压15100内过电压15150安装情况0100全年雷暴日40日/年覆冰比重0.9g/cm31.3.4杆塔型式全线铁塔的具体使用情况见下表：铁塔使用汇总表序号代号名称呼 高（m）基数合计（基）备注1110JGu3双回转角塔12.015新建15.0218.0121.012J1转角塔15.03418.013J3转角塔15.022合计11基122 OPGW光缆2.1 OPGW主要技术参数本工程OPGW光缆采用OPGW-16B1-5167.3;19型光缆，其各种参数满足初步设计要求值。OPGW-16B1-5167.3;19型光缆主要技术特性如下表：OPGW-16B1-5167.3;19技术参数表项目单位保证值光纤类型-G.652数量芯16B1截面积承载截面积：mm251AS面积mm251.32AA面积mm20.0外层绞向-右向外径mm9.9单位重量kg/km364额定拉断力(RTS)kN67.220 直流电阻/km1.676短路电流容量(20300，0.3s)kA2s19.0短路电流KA6.2拉力重量比km18.8弹性模量kN/mm2162线膨胀系数110-6/13最大允许工作张力(MAT)kN26.724年平均运行张力(EDS)kN16.7允许最小弯曲半径mm施工:198运行:148储运温度-40+802.2 OPGW安全系数本工程导线采用LGJ-120/20型钢芯铝绞线，安全系数为2.5，与之配合的两侧地线均选用OPGW，OPGW作为地线应满足防雷要求，其设计张力主要取决于导、地线之间距离的配合，并应与另一条地线有近似的弧垂特性。根据配合结果，确定OPGW设计安全系数，其具体配合情况如下表： 地线型号安全系数最大使用张力（N）OPGW-16B1-5167.3;194.0168002.3 OPGW金具本工程OPGW光缆配套的全部光缆金具为光缆供货商的配套产品。OPGW金具设计安全系数为：运行情况2.5，断线、断联情况1.5。耐张金具破坏强度不小于80KN，耐张线夹握力达OPGW拉断力（RTS）的95%，且不得滑动和损伤OPGW。OPGW光缆安装中需用到的主要金具有：耐张线夹、引下线夹、专用接地线、防震锤、护线条、光缆接头盒和余缆架等。2.4 OPGW防振措施根据光缆供货商所提供的防振方案：OPGW防振锤采用多阻尼频谱的音叉式，防振锤线夹材料应为铝合金。2.4.1防振锤安装数量（1）档距100米250米时，应安装2个防振锤，每端1个；（2）档距250米500米时，应安装4个防振锤，每端2个；（3）档距500米800米时，应安装6个防振锤，每端3个；（4）档距800米1000米时，应安装8个防振锤，每端4个；2.4.2防振锤安装距离防振锤的安装地点应尽量接近波幅，以最大限度的消耗地线的能量。然而OPGW光缆振动可能出现的频率及波长并非一个，而是在一定范围内变动。为了使防振锤对可能出现危险的各种振动都能发挥其消振作用，防振锤的安装位置如能照顾到最大及最小波长的振动，则对中间波长的振动自然更能起作用了。由于OPGW光缆张力变化对波长的影响较之风速变化引起的影响小得多了，尤其在档距较大时，最低和最高气温条件下地线张力变化不大。因此可以采用平均运行张力及最大振动风速求防振锤的安装距离。公式如下：a 第一个防振锤安装距离（指距线夹出口）：b1=0.90.95dT400vm式中 b1-第一个防振锤安装距离，m； d-OPGW光缆直径，mm； v-垂直于OPGW光缆的风速，可按气象条件表选取最大风速，m/s； T-OPGW光缆的张力（可取平均运行张力或25%RTS），N； m-OPGW光缆的单位重量，Kg/m。 经计算，本工程第一个防振锤安装距离为距线夹出口处0.95m。b 第二个防振锤安装距离（指距线夹出口）：b2=1.75b1c 第三个防振锤安装距离（指距线夹出口）： b3=2.50b1d安装要求：线夹出口：预绞丝式耐张线夹是指U形连接环中心线。按以上公式算出的b1及b2，如落在金具护线条预绞丝上的则照常安装（直接安装在金具护线条预绞丝上）；如超出金具护线条预绞丝，则需加安装防振锤护线条，而且防振锤护线条末端离金具护线条预绞丝末端距离大于70mm。防振锤低频端大锤头朝向杆塔一端。防振锤的安装数量详见塔位明细表。2.5 OPGW防雷接地为确保OPGW安全运行，本工程OPGW全线逐基通过铁塔接地，采用专用接地线与铁塔相连（铁塔均应设置专用接地孔），以确保良好的电气连接。接地引下线应为铝绞线，并配备与光缆及杆塔接地联接的附件。与杆塔联接的螺栓直径为M16。为方便两端变电站接地电阻的测量，进出线档门型架侧OPGW耐张金具串采用带放电间隙的无裙瓷质绝缘子，正常运行时采用接地线与构架短接，测量变电站接地电阻时将其断开。与铁塔接地电阻为10W30W，两端变电站进出线段2km范围内，工频接地电阻值要求不得大于10。2.6 无金属阻燃型导引光缆2.6.1 GYFTY-16B1光缆结构a.中心加强件：根据光缆专用技术要求，选用2.3增强玻璃纤维（FRP）。b.缆芯:缆芯内设置8根绞合单元，由4根PBT松套管，PBT松套管中纤膏在-40时不结硬，+70时不滴流，充满度不低于90%。采用红绿颜色作为领示色谱，外径为2.2mm，每个松套管内设4根光纤， 16芯光缆设置4根松套管。光纤纤膏PBTFRP缆膏阻水带PE内护套聚乙稀护套2.6.1 GYFTY-16B1性能参数GYFTY-16B1性能参数表序号项目单位参数GYFTY-16B11缆芯结构/松套层绞式无金属结构2敷设方式/穿保护管和沿露天野外电缆沟、工井、室内敷设3加强件/中心非金属加强件FRP4光缆重量kg/km1225光缆外径mm12.26最大张力(长期)N6007最大张力(瞬时)N15008最小弯曲半径(静态)mm1229最小弯曲半径(动态)mm24410最大抗压强度 (长期)N/10cm300 11最大抗压强度(短期)N/10cm100012敷设运输和运行温度-10+40-40+8013护套类型及厚度(采用防鼠阻燃型外护套)/双层护套聚乙烯内护套标称值不小于0.8mm阻燃聚乙烯外护套标称值不小于1.8mm14主要性能具有防潮、防水、防蚁、防鼠咬和抗拉、抗压等3 光缆施工光缆安装时首先应注意安全问题，安装原则应严格遵循上述国家和国际的相关标准和规范，所有安装措施不得与其相违背。所有的滑轮、张力放线系统以及牵引机均必须按规程可靠接地，OPGW的铠装层也需要在架设过程中与接地装置可靠连接。其次，OPGW中具有一般架空地线没有的光纤单元，因此，在架设时应注意其牵引拉力、压力、弯曲、磨擦、扭转等是否满足规程要求以保证光纤单元不受到损伤，尽量避免对光缆机械性能、电气性能以及光传输性能的破坏。3.1 牵引拉力在牵引OPGW时，光缆将受到拉伸，此时，应注意牵引过程中所施加张力的大小，一般控制在缆的1/6RTS，不能超过光缆最终弧垂时张力的50%，最大紧度时放线张力一般不超过15%-20%RTS范围，且应记录下施工时的张力大小。3.2 压力OPGW中的光纤单元是最重要的部分，所以外界对光缆的压力不能过大，防止将光缆的铠装层挤压变形，造成光缆内部不锈钢管光纤单元受损。3.3 弯曲OPGW在安装时，其弯曲半径不能小于规定的最小弯曲半径：1) 在张力放线机的卷轴上,为光缆直径的40倍;2) 安装时,为400mm;3) 安装后,缆径的20倍。3.4 磨擦在安装光缆时，应避免光缆铠装层与地面、滑轮槽、杆塔或是其它一些障碍物发生擦伤。3.5 扭转OPGW过分的扭转会造成光缆内部光纤余长的变化或是铠装线出现“鸟笼”现象。安装时宜采用平衡锤（防扭鞭）或退扭器。牵引钢丝绳的绞合方向须与OPGW的外层铠装线的绞合方向一致。牵引绳连接一个退扭器通过一段过渡线连接另一个退扭器，再通过牵引金属网套与OPGW的连接，为防止遇到较特殊的情况（如跨越障碍物、山区、峡谷等情况），须在牵引金属网套的外面用三束金属线捆绑加强，以免网套从缆上滑脱。3.6 张力机/牵引机张力轮和牵引轮的直径至少应不小于70倍光缆外径，建议使用半径不小于1200mm，最好用橡胶材料或塑料材料包覆机轮。机轮的轮槽不应有任何毛刺或凹陷，防止对OPGW铠装层造成损伤。槽的尺寸应与缆的外径相适合，保证光缆在牵引过程中始终沿轮槽正中间运行。建议采用液压式制动系统张力机，才能保持恒定的张力放线，并能够在不同的速度下实现平稳的慢刹车，不影响光缆的平稳运行。张力应能够随时控制，避免突然出现外力（人工牵引放线时更应注意），保持连续平稳地运行。3.7 滑轮在敷设OPGW之前，各基杆塔须先挂好滑轮，建议一个架设区内最大滑轮组数：20。滑轮的轮槽必须光滑无刺，最好其衬里是聚氨基酸脂或橡胶，以保证滑轮不会损伤OPGW的铠装层。具体要求：滑轮槽必须与光缆直径相配套，槽的倾斜角度不小于120度（安装角不大于60度）；在安装角超过60度时，就要换上双滑轮（滑轮组）以减小安装角，滑轮组弧面直径不小于1米；悬垂滑车槽底直径至少是OPGW直径的25倍；转角杆塔滑车槽底直径至少是OPGW直径的40倍；处于上拔的转角杆塔，滑轮应挂于横担顶面，并在横担上采取措施进行保护光缆；滑轮槽的尺寸大小必须足够宽以允许牵引网套、防扭鞭和退扭器等可能的装置顺利安全通过。3.8 防水虽然光缆具有轴向和纵向的阻水功能，但在施工前后均应避免光缆浸水，尤其是在光缆端口部位。OPGW两端在启运前均以端帽和胶带密封，在开盘测试后和架设结束、接续前，光缆的端口均应采取密封措施。3.9 其他在施工前后以及在施工过程中，请不要拆除光缆出厂时的端口固定夹，一直到接续时才做最后的处理。在施工前后以及在施工过程中，OPGW不允许有曲折和扭绞。4 设备材料表4.1 光缆配盘本工程设计光缆配盘及总长度如下表：盘号起止杆塔号线路长度（m）盘长（m）LJ1(35)一颗印2#电站N411201230LJ1一颗印2#电站N411201230LJ2(左)N4N612181340LJ2(右)N4N612181340L