邓家塘～文明110kV线路_工程收口设计说明

1、43-SA12691C-A01-01本文件版权所有未经授权，不得复用邓家塘文明110kV线路 工程(JL/G1A-240/40 GJ-80JL/G1A-240/55 OPGW新建)初步设计阶段综合部分 第1卷 初步设计说明书湖南省电力勘测设计院二一三年十二月 长沙工程设计证书电力行业（送电、变电）专业甲级编号：A143000410 eq oad(批准,)： eq oad(审核,)： eq oad(校核,)： eq oad(编写,)：总 目 次序号卷 册 检 索 号卷 册 名 称143-SA12691CA01初步设计说明书及附图243-SA12691CA02主要设备材料清册343-SA12691

2、CE01概算书初步设计说明书目次 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc370395128 1 总 述 PAGEREF _Toc370395128 h 5 HYPERLINK l _Toc370395129 1.1 设计依据 PAGEREF _Toc370395129 h 5 HYPERLINK l _Toc370395130 1.2 设计规模 PAGEREF _Toc370395130 h 5 HYPERLINK l _Toc370395131 1.3 设计范围 PAGEREF _Toc370395131 h 6 HYPERLINK l _Toc370395132

3、1.4 参建单位及建设期限 PAGEREF _Toc370395132 h 6 HYPERLINK l _Toc370395133 1.5 主要技术经济指标 PAGEREF _Toc370395133 h 7 HYPERLINK l _Toc370395134 1.6 电力系统部分 PAGEREF _Toc370395134 h 8 HYPERLINK l _Toc370395138 1.7 “两型三新”应用情况 PAGEREF _Toc370395138 h 8 HYPERLINK l _Toc370395139 1.8 与可研的比较 PAGEREF _Toc370395139 h 9 HY

4、PERLINK l _Toc370395141 2 路径方案及协议 PAGEREF _Toc370395141 h 10 HYPERLINK l _Toc370395142 2.1 进出线说明 PAGEREF _Toc370395142 h 10 HYPERLINK l _Toc370395143 2.2 路径方案 PAGEREF _Toc370395143 h 11 HYPERLINK l _Toc370395144 2.3 地形与地貌 PAGEREF _Toc370395144 h 13 HYPERLINK l _Toc370395145 2.4 工程地质条件 PAGEREF _Toc37

5、0395145 h 13 HYPERLINK l _Toc370395146 2.5 交通运输条件 PAGEREF _Toc370395146 h 17 HYPERLINK l _Toc370395147 2.6 主要交叉跨越 PAGEREF _Toc370395147 h 17 HYPERLINK l _Toc370395148 2.7 路径协议 PAGEREF _Toc370395148 h 17 HYPERLINK l _Toc370395149 线路方案技术比较 PAGEREF _Toc370395149 h 17 HYPERLINK l _Toc370395150 3 设计气象条件

6、PAGEREF _Toc370395150 h 19 HYPERLINK l _Toc370395151 3.1 设计基本风速和设计覆冰统计值 PAGEREF _Toc370395151 h 19 HYPERLINK l _Toc370395152 3.2 附近已建线路的运行情况 PAGEREF _Toc370395152 h 21 HYPERLINK l _Toc370395153 设计气象条件汇总 PAGEREF _Toc370395153 h 22 HYPERLINK l _Toc370395154 3.4 舞动区 PAGEREF _Toc370395154 h 23 HYPERLINK

7、 l _Toc370395155 4 导线和地线 PAGEREF _Toc370395155 h 24 HYPERLINK l _Toc370395156 4.1 导线选型 PAGEREF _Toc370395156 h 24 HYPERLINK l _Toc370395157 4.2 地线选型 PAGEREF _Toc370395157 h 27 HYPERLINK l _Toc370395158 4.3 导地线应力 PAGEREF _Toc370395158 h 28 HYPERLINK l _Toc370395159 4.4 导地线防振 PAGEREF _Toc370395159 h 2

8、9 HYPERLINK l _Toc370395160 5 绝缘配合及防雷接地 PAGEREF _Toc370395160 h 36 HYPERLINK l _Toc370395161 5.1 绝缘配合 PAGEREF _Toc370395161 h 36 HYPERLINK l _Toc370395162 5.2 防雷接地 PAGEREF _Toc370395162 h 37 HYPERLINK l _Toc370395163 6 绝缘子串和金具 PAGEREF _Toc370395163 h 38 HYPERLINK l _Toc370395164 6.1 绝缘子串 PAGEREF _To

9、c370395164 h 38 HYPERLINK l _Toc370395165 6.2 绝缘子机电特性 PAGEREF _Toc370395165 h 39 HYPERLINK l _Toc370395166 6.3 挂线金具 PAGEREF _Toc370395166 h 39 HYPERLINK l _Toc370395167 7 相序及换位 PAGEREF _Toc370395167 h 41 HYPERLINK l _Toc370395168 8 导线对地及交叉跨越距离 PAGEREF _Toc370395168 h 41 HYPERLINK l _Toc370395169 9 杆

10、塔与基础 PAGEREF _Toc370395169 h 42 HYPERLINK l _Toc370395170 9.1 杆塔部分 PAGEREF _Toc370395170 h 42 HYPERLINK l _Toc370395171 9.2 杆塔基础 PAGEREF _Toc370395171 h 47 HYPERLINK l _Toc370395172 9.3 水土保持及环境保护设计原则 PAGEREF _Toc370395172 h 51 HYPERLINK l _Toc370395173 10 通信影响及其保护 PAGEREF _Toc370395173 h 52 HYPERLIN

11、K l _Toc370395174 11 环境保护和劳动安全 PAGEREF _Toc370395174 h 52 HYPERLINK l _Toc370395175 11.1 环境保护 PAGEREF _Toc370395175 h 52 HYPERLINK l _Toc370395176 11.2 劳动安全 PAGEREF _Toc370395176 h 52 HYPERLINK l _Toc370395177 12 强制性条文执行情况 PAGEREF _Toc370395177 h 53附件一 本工程中标通知书附件二 关于2013年郴州市苏仙区邓家塘文明110kV线路工程可行性研究报告的

12、批复。1 总 述1.1 设计依据1.1.1 中标通知书。1.1.2 关于2013年郴州市苏仙区邓家塘文明110kV线路工程可行性研究报告的批复。1.1.3 遵守的规程规范。1）架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T 5154-2002)；2）110kV750kV架空输电线路设计规范(GB 50545 - 2010)；3）送电线路基础设计技术规定（DL/T5219-2005）；4）圆线同心绞架空导线（GB/T1179-2008）；5）交流电气装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T620-1997）；6）高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准（GB/T16434-1996）；7

13、）电力系统污区分级与外绝缘选择标准（Q/GDW152-2006）。1.2 设计规模 本工程为新建110kV送电线路工程。起自已建的邓家塘110kV变电站，止于已建的文明110kV变电站。新建线路全长约42.0km, 其中15mm中冰区线路长约38.5km，20mm重冰区线路长约3.5km，除邓家塘变出线利用已建的双回路终端塔外，其余段线路均采用单回路架设。本工程15mm冰区导线推荐采用JL/G1A-240/40钢芯铝绞线， 20mm冰区导线推荐采用JL/G1A-240/55钢芯铝绞线。地线15mm冰区和20mm冰区均推荐地线一根采用24芯OPGW光缆，另一根一根采用17-1-1270-B（GJ

14、-80）镀锌钢绞线，地线逐基接地。1.3 设计范围 本工程设计包括线路本体设计、通信影响及保护设计、工程概算及运行维护的辅助设施。1.4 参建单位及建设期限 建设单位：湖南郴电国际发展股份 设计单位：湖南省电力勘测设计院 监理单位：待 定 施工单位：待 定 运行单位：湖南郴电国际发展股份郴州分公司 表11 送电工程概况及主要技术经济指标表工程名称邓家塘文明110kV线路工程全 长回路数单回路转角次数36曲折系数地形%平 地/丘 陵%山 地35.8%高山大岭/河网泥沼13.1%海拔高度300750m气象条件最高气温40最低气温-10基本风速覆冰厚度15mm、20mm雷电日60雷电小时/交叉跨越5

15、00k电力线(钻)2110kV电力线535kV及以下线6京珠高速1 S324省道1通信线12导 线JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55安全系数最大使用应力 MPa平均运行应力(LV=350m) MPa117MPa平均运行应力(LV=300m) MPa地 线GJ-80安全系数3.6(15mm冰区）最大使用应力320MPa平均运行应力(LV=350m) MPa（20mm冰区）340MPa平均运行应力(LV=300m) MPa保护角单回路15地线绝缘方式直接接地导地线防振措施导线采用FR-3防振锤、地线采用FR-2防振锤平均档距m最大档距/平均耐张段长度m杆塔种类自立式铁塔、拉门塔

16、、水泥杆杆塔总数142基单回路转角塔：26基单回路直线塔：44基拉门塔：15基单回路水泥杆：57基铁塔基础型式及基数阶梯基础 个重力式基础 / 基现浇掏挖式基础/个直柱大板式基础/个桩基基础 /个经济指标材料消耗导线(t)地线(t)防振锤(付)杆塔钢材(t)基础钢材(t)接地钢材(t)玻璃绝缘子(片)挂线金具(t)混凝土(m3)地脚栓拉线金具（t）OPGW地线1.6 电力系统部分1.6.1 建设理由 为给郴电国际的文明变提供电源，加强郴州电网的网架结构，提高供电可靠性，需建设邓家塘文明110kV线路。1.6.2 线路输送容量及导线截面选择邓家塘文明110kV线路主要供带文明片区的负荷，正常方式

17、输送潮流约32MW，最大输送潮流将达到80MW，LGJ240的经济输送容量为37MW，考虑周围环境温度按40，温度系数0.81，LGJ-240极限输送功率为85MW。故建议本工程中邓家塘文明变线路截面选择LGJ-240 mm2。2） 本期出线潮流估计出线(本期)电压等级 导线参数潮流(MW)邓家塘文明 110kV线路110kV-8080注:1）潮流由首端流入末端为”+”,反之为”-”。 2）导线型号为本工程新建线路的型号。1.6.3 系统短路阻抗1.6.3.1 计算条件1) 短路计算水平年为远景水平年； 2) 短路阻抗为标么值，其基准值为： Sj=100MVA，Uj=Ucp。3） 单回线路长度

18、估计：邓家塘文明 110kV线路长度估算为42.0km。1.7 “两型三新”应用情况.1 线路规划合理规划系统接线，使得潮流顺畅，不仅降低系统损耗，同时提高供电可靠性。统筹安排建设时序，不仅能满足本期系统要求，还能为今后网络发展预留空间，同时能控制和节约线路走廊。准确计算潮流分布和输送容量，建设和投资规模更趋合理。 电气部分对不同结构的导线进行电气和机械特性比选，进行综合技术经济比较后确定导线型号，选择JL/G1A240/40和JL/G1A240/55钢芯铝绞线作为本工程导线。此种导线型式在以往工程中多次应用，能满足本工程输送容量要求，电气性能及电磁环境均满足规程规范要求，施工运行方便，安全可

19、靠，经济指标优秀。本线路全线架设双地线，单回路杆塔的地线对边导线保护角不大于15，采用9片结构高度为146mm的玻璃绝缘子，提高了防雷性能，有利于线路安全。.3 基 础针对本工程特点，采用合理的基础型式。如果地质条件适宜，首先考虑原状土基础，如掏挖式基础、挖孔桩基础等，这类基础避免了基坑大开挖，充分利用了原状土力学性能，挖方最少，填方为零，余土也少。更为重要的是塔位原状土未受破坏，有利于塔基的稳定，并大幅度减少了对环境的不良影响，有显著的经济、社会和环境效益。1.8 与可研的比较 本工程初设与可研存在如下差异，详见表12。表12 初设与可研比较一览表 设计阶段项目可研初设收口线路长度37km4

20、2km总投资（万元）22002974（线路）本工程初设阶段总投资高于可研阶段主要是因为：本工程可研阶段没有进行踏勘，并且没有详细投资核算，总投资和线路长度仅为预估值；而初设阶段投资是在经过详细的外业踏勘工作，一再优化路径方案，确定路径长度。同时综合工程气象、地质等条件，认真比选导、地线及杆塔，确保工程初设概算合理可靠。初设与可研的主要差别如下：初设路径长度比可研长了5.0km；可研没有考虑重冰区；可研是按300等径杆和冰改前铁塔进行材料估算；可研预估的汽车运距和人力运距均偏小，初设概算是按照实际汽运和人力运距考虑。2 路径方案及协议2.1 进出线说明2.1.1 邓家塘变电站邓家塘110kV变电

21、站110kV出线间隔共8个，均向东南出线，从北往南分别为石盖塘（1Y）、文明（满天星）（2Y）、文明（3Y）、坪石（4Y）、备用（5Y）、城关（6Y）、文明（两江口）（7Y）、备用（8Y）。本工程占用由北向南第3个（3Y）间隔。出线后利用已有的110kV邓满线双回路终端塔（本工程侧未挂线），2 (详见43-SA12691C-A01-04)。邓家塘110kV变出线间隔示意图如1所示， 1 邓家塘变110kV出线间隔示意图2.1.2 文明110kV变电站文明110kV变电站110kV出线间隔共8个，均向南方向出线，从西往东分别为里田（1Y）、备用（2Y）、备用（3Y）、邓家塘（4Y）、邓家塘（5Y

22、）、满天星（6Y）、马桥（7Y）、九节带（8Y）。本工程占用由西向东第4个（4Y）间隔。2 (详见43-SA12691C-A01-04)。3 文明变出线段示意图2.2 路径方案 2.2.1 影响路径的主要因素根据现场调查和协议情况，影响本工程路径方案的主要因素有如下几点：1）线路需避让民房。2）需合理选择路径，尽量避让地质条件较差的地形。3）尽量利用实地现有交通，以便施工运输与运行维护。4）尽量避开重冰区地段。2.2.2 送电线路路径选择：根据现场踏勘情况，本工程航空线北侧相对高差较大、坡度较陡、地质条件较差，覆冰较重。选择路径方案考虑避开该段区域。本线路现阶段在航空线以南做了南、北两个路径方

23、案。线路路径分别描述如下。2.2.2.1 南方案（推荐方案）路径描述本工程起自邓家塘110kV变电站，从变电站向东南方向出线后左转，平行110kV邓满线走线，在陈家宅附近钻过500kV桥曲甲线后右转，向东南方向走线平行500kV桥曲甲线至平源村附近，采用独立耐张段跨过110kV京珠高速和110kV福大线支线，随后右转向南平行110kV城宜线走线至饶田，随后左转跨过110kV城宜线至浒口，再左转钻过500kV桥曲乙线后向东走线，至枫木井左转至南山岭，随后平行220kV福外线走线跨过110kV福瑶线后经土龙湾、老屋代、栀子下等地至杨家坪，随后跨过110kV外杨线继续平行220kV福外线至赤坑再右转

24、，再次跨过110kV外杨线至坪山附近，左转接入文明110kV变电站。南方案线路全长约42.0km，。新建段曲折系数为1.29，除邓家塘变出线利用已有的双回路终端塔外，其余段采用单回路架设，沿线地形以山地、丘陵为主。2.2.2.2 北方案路径描述本工程起自邓家塘110kV变电站，从变电站向东南方向出线后左转，平行110kV邓满线走线，在陈家宅附近钻过500kV桥曲甲线后，再先后跨过京珠高速、110kV福大线支线继续向东南方向走线，在长冲附近钻过500kV桥曲乙线后右转，至杉树窝再左转，向东南方向走线至欧家，左转至太阳冲后再右转，随后走至李家田左转向东走线，至田尾岭后右转，先后跨过110kV福瑶线

25、和厦蓉高速至老屋代附近左转，至杨家坪再左转平行220kV福外线走线，随后跨过110kV外杨线走至赤坑再右转，再次跨过110kV外杨线至坪山附近，左转接入文明110kV变电站。北方案线路全长约37.2km，。新建段曲折系数为1.14。除邓家塘变出线利用已有的双回路终端塔外，其余段采用单回路架设，沿线地形以山地、丘陵为主。具体路径详见路径方案图（图号：43-SA12691C-A01-02）2.3 地形与地貌本段线路沿线地形以中-低山地貌为主，高程多介于300750m，相对高差较大，坡度较陡，坡度多在1540之间，甚至更大。局部位于冲洪积平原的水田及旱地，高程一般介于260400。全线地形比例为：南

26、方案泥沼13.1%、丘陵51.1%,山地35.8% ；北方案泥沼13.4%、丘陵40.3%,山地46.2%。沿线植被发育，多为杂树、毛竹及杂草，水土保持较好。2.4 工程地质条件区域地质构造及地震作用本线路所在区域位于南岭山脉北部，为燕山晚期及喜马拉雅构造运动(以喜马拉雅构造运动为主)形成，属晚期构造山系，区内断层、向斜及背斜等构造形式极为发育，主体呈北东南西展布，次生断层等多呈北北东及北西南东向展布。进入第四系以来区内构造运动趋缓，线路定位过程中未见明显的第四系地层变形或移位，线路所经地区属相对稳定地块。 根据建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）及国家质量技术监督局2001年发布的

27、中国地震动参数区划图，沿线地震动峰值加速度在为(相当于地震基本烈度度)，地震动反应谱特征周期为，设计地震分组为第一组。2.4.2 地层岩性构成及特性沿线地层岩性主要为石炭系和泥盆系灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩及白云岩等，其次为文明变附近分布的白垩系紫红色泥质粉砂岩、砾岩及砂砾岩等。局部的冲洪积平原及山间洼地的水田及旱地分布有第四系冲洪积层，如：赤石乡段线路及杨家坪大元上段线路。沿线所出露的地层按新老顺序依次为：1） 第四系残坡积、冲洪积层，主要为黄褐色棕红色，可塑硬塑状粘土、粉质粘土。2） 白垩系紫红色强中等风化粉砂岩、砾岩及砂砾岩等。3） 石炭系灰岩、白云质灰岩、白云岩及泥质灰岩等。4） 泥盆

28、系灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩及砂质灰岩等。现对主要地层的工程地质条件按其所在的地形地貌分述如下： 水田、旱地部分据现场踏勘调查，水田及旱地中覆盖层厚度一般大于3.0 m，上部地层一般为黄褐色棕红色可塑状粘性土，其主要物理力学指标为：容重=18.kN/m3， oo，C凝聚力=15.025.0kPa，fak承载力特征值=14kPa；下部为黄褐色棕红色硬塑状粘性土，主要物理力学指标为：容重=19.019.5 kN/m3， o 22.0 o，C凝聚力=30.035.0 kPa，fak承载力特征值= kPa。水田表层及部分旱地和荒地的表层以下层位存在薄层软塑粘性土，厚度一般不大于1.02.5m。

29、下伏基岩地层岩性主要为石炭系和泥盆系灰岩、泥灰岩、白云质灰岩及白云岩。水田中地层岩性较为单一，部分第四系地层及其下的基岩有较高的承载力，可做塔基持力层。若设计对地基承载力及变形要求较高，建议采用基岩做基础持力层。.2 山地部分沿线大部分地段为山地地貌，其表层一般为第四系残坡积，硬塑状，粘性土，含少量碎石，属残积土，厚度小，平均厚度约左右，灰岩区残基层中分布有孤石，塔基开挖时应将孤石清楚，残积土的主要物理力学指标为：容重=19.019.5 kN/m3， o 22.0 o，C凝聚力=30.035.0 kPa，fak承载力特征值= kPa；下伏为强风化中等风化基岩，岩性主要为石炭系和泥盆系灰岩、泥灰

30、岩、白云质灰岩及白云岩等，主要物理力学指标为：容重= kN/m3，内摩擦角=，fak承载力特征值=3001500 kPa。工程地质条件较好，承载力较高，为良好的天然地基。2.4.3 水文条件2.4.3.1 地表水文本工程沿线除跨越小溪沟及小河流外，未跨越通航河道及水利水电工程。线路途经区域曾家、廖家园、韩家坪之间的谷盆中有严重的内涝及山洪灾害发生，建议规避该谷盆。其余区域发生严重的内涝及山洪的可能性较小。终堪定位时沟边及河边塔位应留足安全距离，防止塔基被冲刷失稳；另外尽量避免塔基位于洼地，防止塔基遭受洪涝灾害。2.4.3.2 水文地质条件线路所在区域，地下水分为孔隙性潜水、基岩裂隙水两种，其中

31、以基岩裂隙水为主。孔隙性潜水：主要赋存于冲洪积平原地层及峡谷冲洪积地层，通过大气降水、地表水等方式补给，通过蒸发及下渗作用排泄，水量受季节影响变化较大。基岩裂隙水：基岩裂隙水，其赋存于岩石的构造裂隙及风化裂隙中，受大气降水及地表水补给，以地下径流或泉的形式排泄。孔隙性潜水由于水位较浅，对基坑开挖有一定影响。基岩裂隙水埋藏较深，其对基础施工基本无影响。线路沿线附近无明显的污染源，依据工程地质对比法判断：本线路工程地下水在直接临水或强透水土层中对混凝土结构具微腐蚀，弱透水土层中对混凝土结构具微腐蚀；对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀。2.4.4 不良地质作用本段线路沿线多为山地地貌，地形陡峻，坡度较

32、大，塔位建成后较易发生滑坡、崩塌等不良地质作用。塔基定位时须仔细观察，尽量避开基岩破碎、结构面发育，尤其是岩层层理面倾向和坡面同向的顺向坡地段，以防塔基沿结构面和层理面发生滑坡；线路沿线所经地区多为石灰岩地区，岩溶较发育，其上覆盖层中可能伴随有土洞发育。塔基定位时须认真调查、勘测，避开溶洞、土洞等不良地质灾害发育的地段。除上述滑坡、崩塌、溶洞外，沿线未见泥石流等其他不良地质作用。2.4.5 沿线矿产资源分布及开采根据对其途径地区国土资源局的收资及现场踏勘调查，线路所经区域已经避开文物古迹、大型矿区及大型的采石场，局部地段安全距离范围内可能存在零星私人小型采石场（如江南村的设计线路附近小于10m

33、范围内有一废弃采石场）及小型压矿（如黄土塘村附近的和家岩山脚有一废弃的小型煤窑），设计人员应对其进行仔细调查、论证，终勘时注意避让。2.5 交通运输条件本工程主要交通条件有京珠高速和S324省道，另有220kV福外线施工运检走廊利用，交通条件一般。2.6 主要交叉跨越主要交叉跨越情况见表。 表2.6-1 主要交叉跨越表跨越项目15mm冰区20mm冰区500 kV电力线（导地线不接头）2（钻越）/110 kV电力线5/35kV电力线6110kV电力线61380V及以下电力线52三级及以下通信线122京珠高速1/S324省道1/机耕路1222.7 路径协议 本工程由业主直接办理征地手续。2.8线路

34、方案技术比较本线路工程为了优化设计，针对邓家塘变出线至杨家坪段路径做了南、北两个方案进行对比，主要技术经济指标见表2.81。表2.8-1 主要技术经济比较表路径方案项 目南 方 案（推荐）北 方 案线路长度(km)（15mm冰区38.5，20mm冰区3.5km）（15mm冰区29.8，20mm冰区7.4km）杆塔数量142基（水泥杆57基，拉门塔15自力式铁塔70基）135基（水泥杆35基，拉门塔17自力式铁塔83基）协 议由业主直接征地由业主直接征地地形类别(占全线百分比)泥沼13.1%、丘陵51.1%,山地35.8%泥沼13.4%、丘陵40.3%,山地46.2%交通运输条件一 般较 差水文

35、条件水文条件好，全线无淹没区。水文条件好，全线无淹没区。地质条件较 好一 般施工条件较 好一 般运行条件较 好一 般对一、二级主要通信线的影响满足规程要求满足规程要求污区分布全线位于、级污区 全线位于、级污区总投资（万元）29743191 从上表可以看出，两方案在技术上均是可行的，结合交通、地形地貌、线路长度等各种因素，两方案主要存在如下差别：从经济上比较，南方案虽线路总长较长，但重冰区段线路较北方案短，线路投资费用比北方案少24万。从技术上比较，南方案与北方案相比，交通运输条件较好，地形类别山地所占比例较小、地质条件较好、施工和运行条件方面也占优，重要跨越上也比北方案少。线路踏勘调查期间，征

36、求了郴电国际有关设计和运行人员的意见，也认为南方案优于北方案，施工运行更为便利。因此，经综合比较后，推荐南方案做为路径推荐方案。3 设计气象条件 气象条件选择以运行安全、经济合理为总方针，根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定，当沿线的气象与典型气象区接近时，宜采用典型气象区所列数值。同时针对沿线地形地貌，充分考虑微地形微气象影响，合理推荐设计气象条件。本工程通过搜集附近气象台站的风速和覆冰原始数据进行数理统计分析，结合附近多条220kV和110kV线路运行经验，提出设计气象条件组合。3.1 设计基本风速和设计覆冰统计值3.1.1 设计基本风速风速概率统计采用极值型分布函数

37、，该方法认为若一组随机变量符合极值分布时，可用下列公式求得某一概率下的变量值，得到基本风速统计值。，1)气象台站高度hi(m)处，重现期为T年的连续自记10min平均最大风速统计值m/s，现行规程规定风速基准高度取hi=10m。规程规定的重现期(年)，本工程110kV线路重现期为30年。风速统计样本标准差。经过高度换算和次时换算后的气象台站每年最大风速m/s。历年最大风速平均值m/s，。样本中风速的总个数或年数。1所示。1 设计基本风速统计结果表重现期30年50年100年统计值(m/s)3.1.2 设计覆冰根据设计规程规定的重现期T，覆冰概率统计模型采用极值型分布函数，求得覆冰厚度统计值。，2

38、)式中：T年重现期冰厚统计值mm；规程规定的重现期取30年；覆冰统计样本标准差；经过高度换算的气象台站每年最大覆冰厚度mm；历年最大覆冰厚度平均值mm，；样本中覆冰厚度的总个数。2所示。2 覆冰厚度计算结果计 算 方 式计 算 结 果(mm)重现期30年50年100年根据雨淞时数计算根据覆冰重量计算根据雨淞直径计算3.2 附近已建线路的运行情况在本工程现场踏勘期间，走访了大量当地居民及电力部门，根据郴电国际及郴州市电业局反映，08年冰灾期间，线经部分地区覆冰较严重，各级高压电力线所属运行单位均建议线路尽量走在高程较低且高差较小的山脉上。本工程平行走线的220kV福外线2008年冰灾之后，对沿线

39、杆塔进行改造加强，设计基本风速23.5m/s，设计覆冰15mm、20mm和30mm（非本工程区域），同时对局部微气象微地形地段进行了加强，加强后运行状况良好。本工程根据实际情况及附近线路运行情况，参照气象台资料，本工程海拔600m以下按照15mm覆冰设计；600m以上按照20mm覆冰设计，并采取控制档距，放松应力等措施，按照轻中有重的原则，重点考虑微地形等因素，在15mm冰区中局部覆冰较重区域，考虑采用部分20mm重冰区铁塔，以提高线路抗冰能力。1 冰区区域划分一览表南方案北方案15mm20mm15mm20mm地区区间邓家塘变枫木井、南山岭文明变枫木井南山岭邓家塘变欧家、李家田文明变欧家李家田

40、长度3.3 设计气象条件汇总 根据本地区多条运行数年的220kV、110kV送电线路的运行经验，并结合沿线覆冰调查，本工程分为15mm和20mm两个冰区设计，基本风速取23.5m/s,其它按湖南省常用气象条件进行设计。各项设计气象条件取值如表3.31。表3.31 设计气象条件一览表 项 目 数 设计条件 值气 温()风 速(m/s)冰厚(mm)最高气温4000最低气温-1000年平均气温1500基本风速-50设计覆冰-51015（20）1520（25）安装情况-5100事故情况-5015雷电过电压15100操作过电压15150年雷电日(日/年)60冰密度(g/cm3)注:括弧内数据为地线设计冰

41、厚，较导线增加5mm，仅针对地线支架的机械强度设计。3.4 舞动区导线舞动在严重情况下，会造成相间或相对地短路、导线断线、绝缘子和金具损坏，杆塔破坏等不良后果。导线舞动多发生在结冰情况下，尤以多分裂导线更为突出。这是因为导线结冰时四周往往不均匀，迎风面或下方结冰往往较厚，形成翼形截面，在气流作用下，易产生翼状升力，激发舞动。分裂导线由于间隔棒的作用，各子导线转动不灵活，冰层易成翼状，另一方面分裂导线在风力作用下易产生扭动，当升力和扭力频率相耦合时产生谐波形成舞动。湖南省是冰冻比较严重的省份，电线结冰的情况时有发生，因而出现舞动的机率也较高。根据湖南电网舞动分布图，本线路位于无舞动区之内，导地线

42、采用FR型防振锤进行防振能满足防振要求。线路基本上无特大档距，故不考虑另增防舞动措施。4 导线和地线4.1 导线选型导线作为输电线路的主要元件，担负着在各种恶劣自然环境中远距离传输电能的重任，必须具有良好的电气性能、机械性能和经济性能，保证运行安全可靠，满足电磁环境保护的要求，具有合理的技术经济指标和良好的社会效益。导线在工程造价中占有较大比重，截面选择过大将会显著增加工程投资，截面选择过小将使传输效率和运行性能变差，因此正确选择导线截面，对环境保护及电网的安全、可靠、经济运行具有重要意义。本工程导线选型主要原则如下。a)满足电力系统要求。导线的输送容量应满足系统的要求，事故潮流时导线温度保持

43、在70以下。b)满足电气性能要求。导线应具有较小的直流电阻，尽量降低电能损失，且导线表面电场强度满足规程规范要求。c)满足机械性能要求。导线设计安全系数不小于，年平均运行应力小于破坏应力的25%，在验算工况下，导线弧垂最低点的应力应满足规程要求。.1.2 导线型式选择根据系统论证，本工程的110kV线路导线截面为240mm2。现行国家标准圆线同心绞架空导线（GB/T 1179-2008）中，JL/G1A240系列钢芯铝绞线共有3个品种，参照国内以往工程，并结合本工程的实际情况，我们选取JL/G1A24/30、JL/G1A240/40、JL/G1A240/55三种钢芯铝绞线进行技术经济比较，现将

44、3种钢芯铝绞线的主要机械和电气特性列于表4-1进行比较，从中选择本工程使用的导线。表4-1 导线主要机械和电气特性导线型号JL/G1A -240/30JL/G1A -240/40JL/G1A -240/55计算拉断力（N）7519083760101740最大使用拉力（N,安全系数取2.5时）钢芯截面积（mm2）导线垂直荷载重（N/m）计算质量（kg/km）其他机械性能和经济指标体现在以下几个方面：1）导线采购费用各种导线采购费用从少到多依次为：JL/G1A-240/30、JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55。2）导线弧垂对杆塔高度影响在导线安全系数均取2.5，使用档距相同的情

45、况下，各种导线弧垂从大到小依次为：JL/G1A-240/30、JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55。由于导线弧垂不同而引起使用塔高不同，相应的塔重和基础费用也不相同。3）导线荷载对工程投资影响方面各导线中JL/G1A-240/30和JL/G1A-240/40荷载相差不多，对工程投资的影响较小；JL/G1A-240/55导线的水平荷载、垂直荷载、纵向张力荷载比其它两种导线大，故相应的塔重和基础方量也较大。4）导线对绝缘子串机械强度的选择在绝缘子金具串的选择方面，对于悬垂绝缘子串，上述三种线型在一般条件下大部分使用70kN的绝缘子，仅由于导线的水平荷载和垂直荷载的不同导线引起的悬

46、垂绝缘子串的使用条件略有差别，对工程投资影响很小；对于耐张绝缘子串，其强度由导线的最大使用张力确定，。5）导线的电磁辐射各种导线的的导线表面场强、无线电干扰水平、可听噪声水平略有不同，但皆满足有关规程的要求。6）导线的抗腐蚀能力在抗腐蚀能力方面，三种导线型式防腐性能一样，均能满足该地区对导线防腐性能的要求。7）导线的覆冰过载能力在抗冰性能方面，从弱到强为：JL/G1A-240/30、JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55。8）导线的运行经验根据近10年来我省上述各铝截面导线的采购订货情况来看，中冰区110kV线路中JL/G1A-240/40导线在使用较多，其运行经验占优势，JL

47、/G1A-240/30运行经验较少。而重冰区线路JL/G1A-240/55比JL/G1A-240/40更有优势。综合上述，考虑技术经济因素，虽然JL/G1A-240/30导线在某些单项比较中处于有利位置，但总体优势并不突出，且本工程处于中冰区和重冰区，在中冰区采用JL/G1-240/40型导线比采用JL/G1A-240/30型导线，从总体造价比较更省，而在重冰区采用JL/G1A-240/55比其他两种导线的抗冰能力更强，故推荐本工程线路在15mm中冰区导线选用JL/G1A-240/40型钢芯铝绞线，在20mm重冰区选用JL/G1A-240/55型钢芯铝绞线。4.2 地线选型4.2.1 地线选择

48、总体原则根据110kV750kV架空输电线路设计规范（GB-50545-2010）规定，其具体要求如下：a) 普通地线的设计安全系数宜大于导线的设计安全系数；b) 在+15、无风、无冰条件下，导线与普通地线在档距中央的间距应不小于0.012L+1（m）（L为档距）；c) 普通地线应满足电气和机械使用条件的要求。即当线路发生故障时，地线会通过很大的短路电流，使地线温度急剧升高，很可能导致地线机械性能的损坏。因此，所选择的地线必需满足热稳定的要求。4.2.2 地线选择根据110kV750kV架空输电线路设计规范（GB-50545-2010）中“表5.0.12”的规定，与JL/G1A-240/40钢

49、芯铝绞线相匹配的镀锌钢绞线地线的标称截面为80mm，且根据热稳定短路电流计算结果的要求（详见下面光纤短路电流计算），本工程地线选用GJ-80型镀锌钢绞线。本工程导、地线具体参数见下表。表4.2-1 导、地线主要机械和电气特性一览表导线及地线型号JL/G1A240/40JL/G1A240/55GJ-80计算截面(mm2)铝股/钢股综合计算外径(mm)股数及每股直径(mm)铝股2630/钢股72.6677单位重量(kg/km)制造长度不小于(m)250025002500计算拉断力（kN）温度线膨胀系数(1/)10-610-611.510-6弹性模量(N/mm2)76000800001850004.

50、3 导地线应力导线钢芯铝绞线的最大使用应力：线路导线的安全系数一般不小于2.5，导线JL/G1A-240/40破坏应力为2MPa，故JL/G1A-240/40最大使用应MPa,安全系数为2.5；导线JL/G1A-240/55破坏应力为MPa，故JL/G1A-240/55最大使用应力取117MPa,安全系数为2.78。地线GJ-80型镀锌钢绞线最大使用应力：按杆塔地线支架高度及导线与地线水平位移距离，在气温为15、无风、无冰条件下，导线与地线在档距中央的距离不小于(0.012L+1)m的要求，推算出15mm冰区地线与JL/G1A-240/40配合使用最大使用应力取320MPa(安全系数为)与之配

51、合；20mm冰区地线与JL/G1A-240/55配合使用最大使用应力取340MPa(安全系数为)与之配合.4.4 导地线防振按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的16%，钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的12%，即需采取防振措施。据此，本工程15mm冰区和20mm冰区导地线部分需采取防振措施，15mm冰区拟采用防振锤防振，20mm冰区采用护线条防震。导地线年平均运行应力结果见表1。表1 导地线年平均运行应力表导地线型号最大使用应力（MPa）代表档距(m)年平均运行应力(MPa)不需采取防振的最小代表档距(m)JL/G1A-240/40350436m JL/G1A-240/55

52、117300139m GJ-80320350332m 340300192m 导地线防振锤安装情况如表23。表2 防振锤安装个数表个 数档 型 号 距123FR-3(导线用)4504508008001200FR-2(地线用)300300600600900表3 防振锤安装距离表导线及地线最大使用应力(MPa)防振锤安装距离(mm)JL/G1A-240/40114.6(15mm冰区)1100JL/G1A-240/55117(20mm冰区)1000GJ-80320(15mm冰区)650340(20mm冰区)6004.5 OPGW光缆部分4.5.1 概 述4.5.1.1 设计范围在新建的邓家塘文明110

53、kV送电线路的右侧地线支架上，架设一根24芯OPGW光缆，送电线路全长约42.0km，OPGW全长约43.0km。OPGW设计范围为：邓家塘110kV变110kV龙门架接线盒至文明110kV变110kV龙门架接线盒。设计内容为OPGW与另一地线的选型配合以及OPGW与附件设计。4.5.1.2 设计原则 1) 光纤采用24芯光纤。2) OPGW作为架空地线，除满足通信要求外，还必须有足够的抗拉强度满足机械强度要求，同时满足热稳定性要求。其设计须遵循110kV750kV架空输电线路设计规范（GB 505452010）和110kV500kV架空送电线路施工及验收规范（GB50233-2005）、电力

54、光纤通信工程验收规范（DL/T 5344-2006）的规定，还应考虑OPGW的特殊要求。3) 线路短路电流设计水平按远景水平考虑。4) 110kV送电线路故障切除时间取0.3秒。4.5.2 OPGW和分流地线的选型 4.5.2.1 OPGW结构型式从光纤安全运行角度考虑，松套结构由于在光纤余长方面的优越性，再加上厂家在光纤余长的长度取值方面较为成熟，对光波信号衰减不会有什么影响。现有OPGW各种结构中，从结构上来看以层绞钢管式结构最为紧凑，其有效承载面与总截面的比值最大，在相同张力情况下它的总截面最小，OPGW的风压荷载最小。因此本工程在结构上推荐使用层绞钢管松套结构的OPGW。4.5.2.2

55、 热稳定计算当输电线路发生短路故障时，短路电流使OPGW的温度急剧上升。为使OPGW中的光纤不至因过热而损坏，必须要对OPGW进行热稳定计算，也就是说，根据系统短路电流和保护动作切除故障时间来计算线路短路后的地线温度，使其不高于OPGW的最高允许温度。因此短路容量是选择OPGW的重要参数。在选择OPGW时，首先初步确定OPGW的导电截面，计算系统短路电流在OPGW和分流线上的分配，然后根据计算结果，对原假设条件进行调整，如此经过多次调整比较后，再确定OPGW和分流地线的性能参数。通过进行多区段、多组合、多方案的计算来选择OPGW和分流线的最佳组合方案。4.5.2.3 系统短路电流1) 允许短路

56、电流根据目前掌握的OPGW生产厂家提供的资料，OPGW的最高允许温度一般为+200，而普通地线的最高允许温度分别为：钢芯铝绞线、钢芯铝合金绞线+200；铝包钢绞线+300；镀锌钢绞线+400。由于送电线路故障持续的时间很短，热量向外扩散得很少，因此可以不考虑散热过程，而近似地认为地线上电流产生的热量全部用于导体的温升。通用计算公式如下：其中：IY允许短路电流(A)TY最高允许温度()T1初始温度()，一般取201初始温度下的电阻温度系数(1/)R1初始温度下的综合电阻(/km)C0金属部分综合热容量(J/km)2400 Sa (J/km)3590 Ss (J/km)1.02为绞合常数，Sa及S

57、s分别为铝(包括铝合金)及钢的截面(mm2)综合热容量为各金属部分热容量之和t根据系统远景规划阻抗计算短路电流，邓家塘110kV变110kV出线终端塔发生单相接地短路时总注入电流为kA；文明110kV变110kV出线终端塔发生单相接地短路时总注入电流为5.965kA。4.5.2.4 地线组合方式：地线组合示意图如下图所示。1 地线组合示意图11 地线允许短路电流（花明楼变侧） 地线型号(kA)实际通过电流(kA)安全系数OPGW-90/24GJ-80从以上计算结果可知，OPGW与另一地线均满足热稳定要求。4.5.2.5 OPGW和普通地线的配合OPGW作为地线，除了满足电气性能的要求外，还必须

58、进行机械强度校验，保证其机械特性、抗拉强度和导地线应力配合满足规程要求。OPGW与普通地线配合见下表。表43 OPGW90/24与GJ80的应力配合表地线型号参数类型15mm冰区(l0=350，l=400)20mm冰区(l0=300，l=350)GJ80弧垂(m)最大使用应力(MPa)320340安全系数OPGW-90/24弧垂(m)最大使用应力(MPa)294310安全系数由以上数据分析可知，OPGW-90/24与GJ-80配合，安全系数满足规程要求。4.5.2.6 OPGW的防雷设计2。2 OPGW外层单丝直径和材料OPGW型号外层单丝直径(mm)外层单丝材料OPGW-90/24铝包钢4.

59、5.2.7 杆塔和基础验算本工程OPGW架设在新建的110kV送电线路上，杆塔与基础均为新设计，已考虑了架设OPGW光纤的需求，能满足强度的要求。4.5.2.8 设计结论1) OPGW的结构型式推荐采用层绞钢管松套结构。3。3 OPGW特性参数技术参数名称单 位OPGW90/24结构型式层绞式不锈钢管松套结构承力截面mm290外 径mm单位重量kg/km641额定抗拉强度(RTS)kN11220直流电阻/km最高允许温度+200短路容量I2tkA2s45注：以上数据只规定了初选的OPGW的铝和钢部分的截面积，在实际招标订货的过程中允许在满足机械强度和热容量的要求、截面基本不变的前提下作适当改动

60、。4.5.3 OPGW覆冰过载能力OPGW在保持应力值为破坏应力70%的条件下，覆冰过载能力计算值如表4.54所示。表4 OPGW-90/24覆冰过载能力地线型号覆冰气温()覆冰风速(m/s)设计覆冰厚(mm)最大使用应力(MPa)最大覆冰过载时冰厚（mm）(Lp=300m)OPGW-90/24-5101529451-51520310544.5.4 接线盒及金具OPGW的制造长度一般为35km，而110kV送电线路的耐张段长度通常为35km，OPGW均在耐张塔上接线盒处接头。OPGW的各种金具由厂家配套供应，其中包括悬垂金具、耐张金具、防振锤、护线条以及引下夹具等。OPGW需要采取防振措施，可