琉青路初设.docx
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琉青路初设
设计说明
1.设计依据
1.1国网北京市电力公司怀柔供电公司提供的改造方案及委托书
1.2北京市电力公司电力设备及其附属设施修理和技术改造原则
1.3GB50217-2007《电力工程电缆设计规定》
1.4DL/T5221-2005《城市电力电缆线路设计技术规定》
1.5DL/T599-2005《城市中低压配电网改造技术导则》
1.6Q/GDW0213101－2010“电力隧道建设技术标准”
Q/GDW1807—2012终端通信接入网工程典型设计规范
Q/GDW373-2013电力用户用电信息采集系统功能规范
Q/GDW553.1-2010基于以太网的无源光网络（EPON）系统第一部分：
技术条件
DL/788-2001《全介质自承式光缆》
DL/T767-2003《全介质自承式光缆（ADSS）用预绞式金具技术条件和试验方法》
1.7京电规[2005]139号“北京电网建设首都标准”
1.8国家电网科[2006]1202号“关于发布《城市电力网规划设计导则》公司技术标准的通知”
1.9京电发展[2010]358号“关于印发北京市电力公司《配电网架空线路典型设计》等十三项企业标准的通知”
1.10《北京电网通信技术原则》
1.11京电运检[2014]39号“关于发布《国网北京市电力公司配电网建设改造原则》”的通知
1.12京电发展[2014]161号“关于明确配电网专项投资（200亿元）原则与重点”的通知
1.13京电运检（2014）63号文“国网北京市电力公司关于印发《配电网工程典型设计》和《配电网架空导线选型技术原则和检测技术规范》等27项技术原则的通知”
1.14京电运检（2014）124号文“关于印发10kV架空线路看门狗安装原则的通知”
1.15京电运检（2015）64号“国网北京市电力公司关于进一步明确配电网建设改造相关技术标准的通知”
1.16京电运检（2015）47号“国网北京市电力公司运维检修部关于在配电网建设改造项目中执行新技术标准的说明”
2.工程概况
10kV琉青路由110kV琉璃庙变电站出线，线路总长26.033km，其中架空线路25.973km，全线28台局属变台，用户变压器19台，总容量13120kVA，共有12米电杆24基、10米电杆180基，现状分段开关6台，现状分界负荷开关6台；全线无光纤。
2013年发生故障4次，其中永久性故障4次，瞬时性故障0次。
2013年最大负载率63%。
按照配网建设改造原则需要对网架结构、设备绝缘、变台结构及低压台区等进行网架结构优化，同步实施自动化改造，取消柱上隔离开关等，可大大改善10kV琉青路的网架结构，该线路绝缘化率大大提高，提升周边几条线路间的互倒互带能力，提高电网的供电可靠性，并最终实现配网自动化。
3.改造方案
新建：
本工程更换分段开关2台，加装分界负荷开关1台；开关补装FTU1组，开关补装PT2组；更换变压器1台（φ190×15mI级杆1基，φ190×12mI级杆1基）变压器紧凑型改造27台；新架JKLYJ/QN-150mm²高压导线21896米，新架JL/G1A-150/20mm²高压导线16848米；新架JKLYJ/QN-70mm²高压导线4860米；新立铁塔17基，铁塔基础17座；新立内嵌接地线混凝土电杆（φ190×15mI级）110基，戗杆7基，新立内嵌接地线混凝土电杆（φ190×12mI级）1基；新立π型杆3基；026迁移变压器1台。
撤旧：
拆除隔离开关16组；拆除分段开关2台；拆除油开关1台；撤LGJ-70mm²高压导线15509米；LGJ-50mm²高压导线1134米；LGJ-35mm²高压导线14830米；JKLYJ-70mm²高压导线444米；315kVA漏油变压器1台,变台1份；10m电杆110基；12m电杆6基。
前期：
去树枝3000枝，临时占地6526平方米，电杆占地30平方米，拉线占地48.38平方米，铁塔占地425平方米。
4.初设内容与可研对比
序号
型号
可研工程量
初设工程量
1
真空开关
3台
2台
2
分界负荷开关
1台
1台
3
15米电杆
94基
124基
4
12米电杆
2基
3基
5
铁塔
18基
17基
6
315kVA变压器
1台
1台
7
OLT
1台
0台
8
工业以太网交换机（站内式）
0台
2台
9
工业以太网交换机（终端型）
13台
13台
5.电气部分技术要求
5.1气象条件
1）最大风速
依据原线路设计文件和运行经验，本卷册设计基本风速取25m/s。
2）覆冰厚度
原线路的设计覆冰为5mm，已安全运行多年。
因此，本卷册导线均按5mm覆冰设计。
3）气象条件组合
气象条件
冰厚（mm）
风速（m/s）
气温（℃）
最低气温
0
0
-20
基本风速
0
25
-5
年平均气温
0
0
10
覆冰
5
25
-5
最高气温
0
0
40
校验
0
0
15
安装情况
0
10
-10
大气过电压（有风）
0
10
15
操作过电压
0
15
10
雷暴日
40日/年
冰密度（g/cm3）
0.9
5.2现状导线
本卷册所用电杆满足导线最大使用张力情况。
5.3绝缘配合和金具选择
1）绝缘配合设计
a污秽区划分
参考原线路设计资料，结合北京污区分布图，确定迁改线路段统一全线按D（Ⅳ）级污秽区设计，整串爬电比距按不小于3.8cm/kV（按标称电压计算）配置绝缘水平。
导线耐张绝缘子均采用U-70C悬式瓷绝缘子,单片爬电距离不小于300mm；耐张绝缘子串为单挂点单联，导线悬式绝缘子每串2片。
空气间隙按海拔1000m以下设计。
2）绝缘子选型
本卷册导线耐张串采用U-70C瓷质绝缘子。
绝缘子具体技术参数如下表所示：
绝缘子型号
U-70C
绝缘件公称直径（mm）
280
公称结构高度（mm）
146
公称爬电距离（mm）
300
规定机电破坏负荷（kN）
70
逐个拉伸负荷试验
35
连接标记（mm）
16
冲击击穿电压（p.u.）
2.8
湿工频耐受电压（kV）
45
雷电冲击耐受电压（kV）
110
工频击穿电压（kV）
120
3）绝缘配合
本卷册线路所经地带海拔高程小于1000m，因此海拔高度不影响绝缘子串使用片数，绝缘子串使用片数只受污秽及覆冰工况时的污耐压控制，同时耐张绝缘子串爬电比距要考虑0.9的折减系数。
5.4金具串组装
1）绝缘子强度
根据DL/T5220-2005《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》中的有关规定，绝缘子机械强度的安全系数应不小于下列数值：
情况
运行工况
断线工况
悬式绝缘子
柱式绝缘子
悬式绝缘子
柱式绝缘子
安全系数
2.7
2.5
1.8
1.5
2）金具强度
根据DL/T5220-2005《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》的强度安全系数，运行工况为2.5；断线工况为1.5。
3）金具选择
为了便于加工订货和运行检修，导线绝缘子串联接金具及金具，除个别外，一般采用2002年北京电力公司颁发的《中低压架空配电线路常用材料加工图册》标准线路金具。
5.5防雷和接地
1）防雷措施
经统计，本线路经过地区的雷暴日数为40日/年，为中等雷电活动区。
现状架空线路采用箝位绝缘子与放电线夹作为防雷保护措施。
2）接地设计
本工程新装线路电杆及变台主杆均要求接地，电杆接地装置采用螺栓与电杆做可靠连接，接地装置的型号根据土壤电阻率选配，接地装置材料采用Φ19圆钢，加工后应做热镀锌防腐处理，接地装置的埋置深度不小于0.8米，变台接地电阻不大于4Ω，防雷接地和设备金属外壳接地电阻不大于10Ω；电杆自然接地电阻不得大于30Ω。
5.6对地距离
本工程新建线路所经过的平原地区，依据《配电网架空线路运行标准》的要求，居民区导线对地安全距离不小于6.5m；非居民区导线对地安全距离不小于5.5m。
6.系统通信部分
6.1XPON无源光网络技术
xPON：
基于以太网无源（光的传输及分配不需要电源），是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向传输的光纤通信技术，是二层采用802.3以太网帧来承载业务的PON系统。
PON技术经历了APON、BPON、EPON、GPON等阶段。
其中的EPON技术相对比较成熟。
网络示意图如下图：
EPON通信网络示意图
主要优点：
1）支持点到多点，一个OLT可以通过分光器和多个ONU进行互通，上行采用时分复用的方式，下行采用广播的方式；
2）在光传输上使用无源分光器（无需电源）；
3）采用WDM（波分复用）技术实现单纤双向传输，节省光纤资源；
4）组网灵活，支持串行方式、星型方式、树型方式和环型方式，能提供干线保护或全保护方式；
5）提供非常高的带宽，带宽分配灵活，服务有保证；可抗多点失效，安全可靠性高。
PON终端与终端设备是并联关系，任何一个终端或多个终端故障或掉电，不会影响整个系统稳定运行。
主要缺点：
传输距离较短。
6.2工业以太网技术
工业以太网是专门为工业应用环境设计的标准以太网。
在技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性甚至本质安全等方面能满足工业现场的需要，组网方式灵活，可组成环网形成自愈。
能更好的满足配电网复杂的网络结构，提高网络的可靠性。
主要优点：
1）具有较高的数据传输速率，可以提供足够的带宽；
2）可实现信息交互实时性，满足保护及控制功能实现，可以通过EAPS（以太网自动保护切换）技术实现<50ms级别的环上业务保护；
3）支持多种以太网能力（VLAN、QoS、流控），可以实现基于Web浏览器的网络管理；
4）光纤以太网相比于光纤自愈环网组网方式更加灵活，能更好的满足配电网复杂的网络结构；
5）扩容灵活，可通过加环或者点对点接入两种方式进行扩容；
6）开放的通信架构，不同厂商的设备容易互联，具有良好的兼容性和互操作性；
7）资源共享能力强，利用以太网作为现场的总线，很容易将I/O数据连接到信息系统中，数据很容易以实时方式与信息系统上的资源、应用软件和数据库共享；
8）工业级应用，技术成熟，广泛应用于电力系统。
主要缺点：
在接入层面显得成本略高；设备方面不具备抵抗多点故障的能力。
6.3两种光纤通信技术对比
xPON技术
工业以太网技术
标准
标准成熟
物理层与数据链路层采用IEEE802.3规范，应用层没有统一的标准
传输机制
采用WDM方式在1490nm和1310nm波长上传输，为单纤双向系统
采用1310nm波长上传输，为双纤双向系统
冗余技术
采用主干光纤保护和全光纤保护，倒换时间为毫秒级；抗多点失效
自愈环采用快速冗余技术，倒换时间为毫秒级；自愈环中只能抗单点失效
传输距离
最远可达20km。
单模光纤最远可达100km
经济性
ONU成本低
成本相对高
6.4电力线载波
电力线通信是指综合运用多种调制解调技术，信道编码技术，网络通信技术，模拟前端技术以及耦合结合技术，实现以配电网为传输介质的通信。
PLC依托电力线，可部署在变电站、环网单元直至用户建筑内，构成可靠的配电网信息的传输网络，传输距离超过500米。
提供信息的接入，同时兼顾原有设备低速业务（RS-232/RS-485）数据的接入。
PLC通信网络示意图
主要优点：
利用已有电力线路，无需新建传输媒介，节约投资，实现方便。
主要缺点：
一般数据传输较低，传输距离较短；传输信道特性受多种因素影响，稳定性和可靠性较差；一次网络结构发生变化时，有时会引起载波电路的中断，网管能力相对较差。
6.5结论
综合各种通信技术的优缺点以及投资成本等，本方案建议以工业以太网技术为主，对于线路长度超过20km线路采用工业以太网技术，实施本期工程建设。
6.6通信工作量
通信部分：
名称
规格及型号
单位
数量
备注
工业以太网交换机
站内式
台
2
工业以太网交换机（一二区）
终端型
台
13
室外通信一体化机箱
面
13
光缆余缆架
个
13
7.铁塔部分
7.1地形情况：
本次迁改的线路所处地形基本为山地，局部地带为丘陵。
7.2新建10kV架空线路经过地区有零散居民区，沿线跨越山区公路约14处。
一般为山坡、绿地，沿线树木较多，导线在最大弧垂时对地距离按首都标准考虑。
7.3交叉跨越情况
跨越物名称
跨越次数
备注
临建棚房及住房
3处
山上及沟底部
10kV
14
存在临时过渡
380V及路灯
3
通讯线
7
公路
10
7.4.导线：
（1）本工程新建线路，导线采用JL/G1A-150/20（LGJ-150/20）型钢芯铝绞线,安全系数3.0，最大使用应力89.764MPa。
⑵.JL/G1A-150/20型钢芯铝绞线物理特性:
综合截面（mm2）
164.50
计算外径（mm）
16.67
铝股数/每股直径（mm）
24/2.78
钢股数/每股直径（mm）
7/1.85
铝股总截面（mm2）
145.58
钢芯总截面（mm2）
18.82
单位质量（kg/km）
549.4
拉断力（N）
46630（44298折5％）
弹性模量（kg/mm2）
7400
线胀系数（1/℃）
19.6×10-6
7.5.本工程导线采用接续管，以压接方式进行联接。
7.6.导线防振：
根据规程的有关规定，本工程新建线导线采用防振锤防振，其型号导线采
用FD-4型防振锤。
光缆防振采用防振螺旋防振。
7.7.孤立档紧线时适当放松。
7.8.新建铁塔线路，按线路平断面图及视现场情况适当考虑瓷瓶串倒装。
7.9.绝缘设计：
本工程线路所处地区为Ⅲ级污秽区。
采用普通防污XWP-7型瓷绝缘子,单片爬距45cm,耐张、悬垂串均为3片组成。
绝缘子用单串。
XWP-7型绝缘子的技术特性如下：
绝缘子型号
XWP-7
公称结构高度（mm）
146
公称直径（mm）
255
连接形式标记
16
公称爬电距离（mm）
450
雷电全波冲击耐受电压（kV）
120
操作冲击耐受电压（kV）
120
工频一分钟湿耐受电压（kV）
45
额定机械负荷（kN）
70
7.10.防雷保护
新建10kV线不架设地线，塔顶加避雷针，铁塔通过接地装置接地。
7.11接地装置：
本线路新建铁塔全部接地。
土壤电阻率过大时，可用加放射线式接地装置，接地装置材料全部涮锌处理，埋置深度为0.8米，接地装置要与塔脚通过螺栓可靠连接。
接地电阻按设计规程的要求在雷雨季节干燥时的工频电阻不得超过下表数值：
土壤电阻率（Ω-m）
工频接地电阻（Ω）
≦100
10
100～500
15
7.12.电气间隙及跳线距离
耐张、转角杆跳线弧垂取0.8m，自然下垂时，距接地体最小距离不小于0.4m。
7.13.金具选择：
为了便于加工订货和运行检修，本工程线路导线金具除个别金具外，均采用1997年标准线路金具。
7.14.杆塔
新建线路共新建铁塔17基，具体见本杆塔图。
7.14.1.线路杆塔统计：
7712
9米
3基
1927.4kg/基
7712
12米
6基
2327.3kg/基
7718
12米
8基
3999.4kg/基
7.14.2铁塔用钢材：
铁塔用钢材为Q345钢。
钢材的强度设计值及物理特性指标应分别符合《碳素结构钢》（GB/T700-2008）、《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）的规定。
铁塔连接螺栓采用4.8级、6.8级普通粗制螺栓，其材质及机械特性应分别符合《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》（GB/T3098．1-2010），《紧固件机械性能不锈钢螺母》（GB/T3098.15-2010）的规定。
所有铁塔构件、螺栓（含防卸螺栓）防松罩均热浸镀锌防腐。
全塔安装防松螺栓，自地面以上8m范围采用防盗螺栓。
铁塔登塔措施采用对角线安装脚钉作为登塔措施，铁塔在单侧主材上安装，脚钉间距按400～450mm距离，左右相间统一排列。
脚钉采用弯钩防滑型式。
7.15.基础
7.15.1.基础地质条件:
本工程线路地处于山区，经过地区地形为丘陵及山墚，土质情况较杂，经实地勘查。
并参照附近原有线路设计资料确认的地质情况及施工记录情况，本工程线路杆塔，基础设计用地质参数取值如下：
土壤上拔角:
15°～20°
土壤容重:
1.8t/m3
地耐力:
150kPa
地下水深:
2.5m
冻结深度:
0.8m
新建铁塔与旧分支线路衔接时，施工前需检查原杆塔健康情况、必要时调整、加打拉线，导线产生的不平衡张力，由新立杆、塔承担。
7.15.2.基础型式及材料
本工程线路基础采用大块基础，砼标号为C25级；所用钢材为Ⅰ、Ⅱ级钢作基础钢筋，地脚螺拴按配套钢号选用。
7.16有关问题说明
7.16.1.树木的处理
本工程线下高大的非经济作物树木一般不予以砍伐，必要时应去枝去尖，果树一般按跨越处理。
7.16.2.有关部分铁塔基础的处理
新建线路大部分塔位处于山上坡地，其基础应按塔位处最低腿自然地平为准，或适当降低铲平，局部山崖凸起无法勘测，需适当处理，估计平石方总计约300立方米。
7.16.3．关于材料量的说明:
本工程材料总表中的材料量为理论数量，不包括损耗量，但由于有旧线拆改工程量，料表中开有部分备用材料及金具。
7.16.4.迁改线路施工中，存在二次停电过程。
新旧过渡连接时，注意核对相位。
7.16.5.线路附属设施及注意事项：
7.16.5.1．本期工程实施后，杆标识牌、警示牌，需重新编排者，费用计入工程中。
7.16.5.2.工程实施中，要保护地下设施，有部分塔位处，存在拆复工作量。
7.16.5.3.部分地段新建线路与原杆及线路接近，为保证施工时与带电线路的安全距离，施工方务必细致编写施工组织设计，经线路主管部门审核后，方可进行施工。
7.16.5.4.基础施工前要以坑探形式确认，塔位处有无地下隐蔽设施及局部土质变化。
7.16.5.5.基坑开挖不得超深，一般情况下土质类基坑不要一次挖到设计埋深，应预留300mm，在浇制混凝土前才挖至设计深度，如出现基坑超深不得用土回填，超深部分必须采取铺石灌浆处理，严禁在浮土上浇制基础。
基础必须落在原状土、石上。
7.16.5.6.施工浇制基础前必须核实基础型号﹑钢材材质﹑数量﹑规格﹑基础根开﹑底脚螺栓根开是否和图纸（基础图和铁塔结构图）吻合，并在浇制中反复校正基础和底脚螺栓根开。
7.16.5.7.所有基础回填土应按要求每300mm分层夯实，（含石块时，回填石土比按3：
1）。
避免水流直接冲刷塔基。
回填剩余的土可堆放在铁塔基础范围内做防沉层、堆放时应平整，其堆放高度不应超过基础保护帽高度。
7.16.6．本期工程设计未尽事宜，按电力专业有关规定进行。
7.16.7.线路路径范围内，山上林木果树及平地农田基本都承包到户，所以尽管本期为改建，应按有关规定办理前期事宜。
8.有关注意事项
8.1所有安装、敷设均要按施工及安装的有关规范的规定执行。
8.2发电前要核查相位，确保无误时再发电。
8.3电缆的弯曲半径不小于电缆外径的15倍，本次工程典设使用率100%。
8.4本工程电杆基坑土质为坚土或粘土。
8.5工程开工前，施工单位组织施工启动会，邀请有关单位参加，确认无误再行施工。
8.6本工程设计文件必须经过北京电力公司有关部门汇审合格，并组织设计交底后再行施工。
8.7施工过程中严格遵守文明施工安全措施要求。
8.8若施工现场与设计图纸不符，应与设计人员联系。
8.9本工程建设单位：
怀柔供电公司
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