110KV海黑线OPGW通信工程光缆工程施工设计说明书.docx

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110KV海黑线OPGW通信工程光缆工程施工设计说明书

威宁110kV黑石输变电工程

110kV草海变--110kV黑石变110kV输电线路工程

OPGW通信工程

施工设计说明书

贵州明时电力科技设计咨询有限公司

设计证号：

A25200165

2010年6月

室主任：

专业组长：

校核人：

编写：

1概述

1.1设计依据

1、根据广州启弘电力工程咨询有限公司文件，启弘设咨字〔2010〕第003号《关于毕节威宁黑石110千伏输变电工程初步设计的评审意见》。

2、根据贵州电网公司部门文件，电网建〔2010〕89号《关于毕节威宁黑石110千伏输变电工程初步设计评审意见的批复》。

3、根据Q/CSG11502-2008《110kV～500kV架空输电线路设计技术规定（暂行）》，Q/CSG11503-2008《中重冰区架空输电线路设计技术规定（暂行）》。

4、电力行业标准－《光纤复合架空地线》（DL/T832-2003）等有关规程、规范、规定、导则、通知、文件。

5、线路设计说明书。

1.2设计范围

本光缆工程从110kV草海变电站通信机房引出到出线构架，沿新建110kV草海变电站～110kV黑石变电站110kV线路工程同步架设一根24芯OPGW光缆至110kV黑石变电站进线构架，接入110kV黑石变电站通信机房。

1.3OPGW光缆工程概况

1.3.1本工程复合光缆采用OPGW-24B1-80和OPGW-24B1-100两种。

从110kV草海变电站出线（N1#-N66#）15.351公里采用24芯OPGW-24B1-80光缆。

从15.351公里到110kV黑石变电站（N66#-N144#）采用24芯OPGW-24B1-100光缆。

OPGW-24B1-80光缆订货长度为16.296公里；OPGW-24B1-100定货长度17.694公里。

1.3.2分流地线采用镀锌钢绞线，从110kV草海变电站出线（N1#-N66#）15.351公里采用镀锌钢绞线1×7-11.4-1270。

1×7-11.4-1270定货长度16.119公里。

从15.351公里到110kV黑石变电站（N66#-N144#）采用镀锌钢绞线1×19-13.0-1270。

1×19-13.0-1270定货长度17.496公里。

1.3.3本工程OPGW光缆挂在110kV草海变电站～110kV黑石变电站110kV线路工程左侧地线支架上，线路工程使用杆塔共144基，其中:

单回转角塔70基，单回直线塔74基。

1.3.4光缆及金具附件和分流地线由中标厂商提供。

1.4线路本体工程概况

电压等级：

110kV；

回路数：

单回架设

导线型号：

LGJ-185/45（20mm冰区）

JLHA1/G1A-200-26/7（30mm冰区）

架空地线型号：

1×7-11.4-1270镀锌钢绞线（20mm冰区）

1×19-13.0-1270镀锌钢绞线（30mm冰区）

通信光缆：

OPGW-24B1-80复合光缆（20mm冰区）

OPGW-24B1-100复合光缆（30mm冰区）

交通情况：

线路沿线主要为乡间小路，交通运输较便利；

海拔：

全线海拔在2100米～2500米之间。

地形系数：

丘陵40%，一般山地30%，高山大岭30%。

地质比：

土35%，松砂石30%，石35%。

气象条件：

全线设计风速为25m/s，导线按照20mm、30mm覆冰设计，避雷线按25mm、35mm覆冰设计。

主要交叉跨越

被跨越物名称

跨（穿）越次数

备注

公路（含乡村支路）

25次

35kV线路

2次

35kV海黑线

10kV线路

24次

低压

11次

房屋

4处

通信线路

16次

2电气部分

2.1气象条件

根据初步设计审查意见及施工图设计时的进一步核查，确定本工程设计用气象条件组合如下表：

项目

气象条件

气温（℃）

风速（m/s）

冰厚（mm）

最高气温

+40

0

0

最低气温

-10

0

0

设计覆冰

-5

15

20（地线25）

30（地线35）

最大风速

-5

25

0

安装

-5

10

0

外过电压

+15

10

0

内过电压

+10

15

0

年平气温

+10

0

0

2.2光缆的技术参数

1）光纤芯数24芯；光纤为单模光纤；工作波长为1310nm及1550nm，光纤应符合ITU-TG.652、ITU-TG.655建议。

2）OPGW光缆的制造应遵循IEEE技术标准同时符合相关标准的最新版本。

光缆内光纤应有5‰-7‰的余长。

3）光纤的几何特性（成缆后）设计要求

模场直径：

9.6μm±0.5μm

包层直径：

125μm±1μm

包层不圆度：

＜1%

模场同心度：

＜0.8μm

涂层直径：

245±10μm

4）光纤的光学特性（成缆后））设计要求

有效群折射指数：

1.4645（1.31/1.55μm）

截止波长：

＜1260nm。

零色散波长：

1300～1320nm。

5）光纤的传输参数（成缆后）设计要求

损耗系数：

≤0.35dB/km（λ＝1.31μm，每盘每纤单向最大值）。

≤0.21dB/km（λ＝1.55μm，每盘每纤单向最大值）。

色散：

零色散最大斜率≤3.5ps/nm.km（λ＝1.31μm，每盘每纤最大值）；≤18ps/nm.km（λ＝1.55μm，每盘每纤最大值）。

熔接衰耗：

≤0.05dB/个（工程条件下双向平均值）。

OPGW-24B1-80光缆技术参数表

项目

要求

投标值

OPGW代号

OPGW-24B1

OPGW-24B1-80

光纤芯数

24G.652

24G.652

OPGW结构型式

层绞式

层绞式

受力截面（mm2）

77.0

77.0

光缆外径（mm）

12.0

12.0

外层单丝直径（mm）

2.55

2.55

参考单位重量（kg/km）

540

540

抗拉强度（KN）

99.1

100.2

直流电阻20℃近似值（/km）

1．002

1.002

短路电流允许值（kA,0.3s）

13.0

13.0

短路电流容量（20℃～200℃，0.3s）

33

51.0

弹性模量（kN/mm2）

158.4

158.4

线膨胀系数（1/℃E-6）

12.7

12.7

最大工作张力（kN）

40.1

40.1

每日张力（kN）

25.1

25.1

光纤余长（‰）

5～7

5～7

OPGW-24B1-100光缆技术参数表

项目

要求

投标值

OPGW代号

OPGW-24B1

OPGW-24B1-100

光纤芯数

24G.652

24G.652

OPGW结构型式

层绞式

层绞式

受力截面（mm2）

100.3

100.3

光缆外径（mm）

13.3

13.3

外层单丝直径（mm）

2.85

2.85

参考单位重量（kg/km）

691

691

抗拉强度（KN）

125．5

125.6

直流电阻20℃近似值（/km）

0.863

0.863

短路电流允许值（kA,0.5s）

14.42

14.42

短路电流容量（20℃～200℃），（12t）

62

62.36

弹性模量（kN/mm2）

162

162

线膨胀系数（1/℃E-6）

13

13

最大工作张力（kN）

50.25

50.25

OPGW-24B1-80结构示意图

铝包钢线

防腐油膏

不锈钢管光纤单元

结构参数

材料

根数

材料

根数

线径

中心

20%ACS

1

2.3

第一层

20%ACS

4

2.3

不锈钢管

2

含光纤

24

2.3

第二层

20%ACS

10

2.55

40%ACS

1

2.55

OPGW-24B1-100结构示意图

结构参数

材料

根数

材料

根数

线径

中心

20%ACS

1

2.6

第一层

20%ACS

5

2.5

SUS管

1

含光纤

24

2.5

第二层

20%ACS

11

2.85

光纤着色色谱：

（24芯）

1#管（1-12芯）

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

颜色

蓝

橙

绿

棕

灰

白

红

本

黄

紫

粉红

青绿

2#管（13-24芯）

序号

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

颜色

蓝*

橙*

绿*

棕*

灰*

白*

红*

本*

黄*

紫*

粉红*

青绿*

*：

色环间距50mm。

（一个色环）

2.3无金属光缆设计技术要求

2.3.1应用方式：

沿电缆沟敷设。

2.3.2技术参数

按系统通信设计要求，采用GYFTZY—24B1非金属导引光缆进入站内电缆沟，并沿缆沟敷设至通信机房。

该光缆主要参数如下：

允许拉力（N）：

短期≥1500，长期≥600；

允许侧压力（N/10mm1000）：

短期≥1000，长期≥300；

允许弯曲半径：

短期25倍光缆直径，长期10倍光缆直径。

普通光缆技术参数表

项目

保证值

型号

GYFTZY-24B1

外径（mm）

10.4

重量（kg/km）

90

抗张强度（N）

工作时

1500

敷设时

600

抗压强度（N/10cm）

工作时

1000

敷设时

300

允许弯曲半径（mm）

工作时

10倍光缆外径

敷设时

20倍光缆外径

工作温度范围（℃）

-40～+70

安装温度范围（℃）

-20～+40

工作年限

30年

GYFTZY-24B1光缆结构示意图

说明：

光缆采用红绿填充绳领示，3根填充绳，4根松套管，每管6芯，管内光纤色谱顺序为：

蓝、桔、绿、棕、灰、本。

2.4光缆最大设计应力及安全系数

OPGW设计张力及安全系数

本工程选用的OPGW-24B1-80与OPGW-24B1-100地线在外过电压无风条件下，档距中央导线与地线间应满足规程要求的净距，以保证线路防雷的要求。

按与另侧地线配合要求，设计安全系数、最大设计张力、平均运行张力以及另一根地线力学设计如下表：

本工程导、地线的设计安全系数和张力

线

类

线材

型号

冰

区

设计安全系数

K

最大使

用应力

MPa

最大使

用张力

kN

放线表

图号

导线

LGJ-185/45

20mm

2.65

126.18

28.75

110-HHX-HCB-32

JLHA1/G1A-200-26/7

30mm

2.70

154.65

41.75

110-HHX-HCB-33

分流地线

1×7-11.4-1270

20mm

2.75

424.60

33.71

110-HHX-HCB-34

1×19-13.0-1270

30mm

2.90

393.09

39.66

110-HHX-HCB-35

复合光缆

OPGW-24B1-80

20mm

3.05

421.55

32.46

HHX-光缆-06

OPGW-24B1-100

30mm

2.85

440.57

44.07

HHX-光缆-07

2.5光缆的塑性伸长处理

按降温法处理。

2.6光缆的金具选择及防振措施

金具：

本工程采用单悬垂线夹，单只线夹的强度不小于100kN。

悬垂线夹对OPGW的握力≥20％RTS，悬垂线夹出口处OPGW悬垂角允许值不小于30º，具体采用的双悬垂线夹型号见金具图。

耐张线夹握力应达OPGW拉断力（RTS）的95％，且不得滑动和损伤OPGW。

耐张金具的破坏强度不小于120kN，具体采用的双耐张线夹型号见金具图。

金具设计实际安全系数为：

运行情况＞2.5，断线、断联情况＞1.5，满足设计规程DL/T5092-1999中的有关规定。

OPGW防震及措施：

根据Q/CSG11502-2008《110kV～500kV架空输电线路设计技术规定（暂行）》，本工程OPGW光缆采取螺旋防振器进行防振。

档距＜100米时，不安装螺旋防振器。

100≤档距＜200米时，安装1个螺旋防振器。

200≤档距＜400米时，安装2个螺旋防振器。

400≤档距＜600米时，安装3个螺旋防振器。

600≤档距＜800米时，安装4个螺旋防振器。

螺旋防振器的安装距离和安装方法详见图《螺旋式防震器》

螺旋防振器型号：

厂家提供

螺旋防振器安装数量详见光缆盘长配置表《HHX—光缆--01～05》。

OPGW全线均逐基接地。

接地采用与OPGW短路容量一致的专用接地线与杆塔相连（铁塔均已设置专用接地孔），以确保良好的电气连接。

2.7光缆的配置长度及中间接续盒的设置

OPGW-24B1-80长度15.351×1.04+5×0.06+0.03=16.296km

OPGW-24B1-100长度16.663×1.04+5×0.06+0.03=17.694km

中间接续盒的安装位置及分段情况如下：

盘号

架设范围

型号规格

线路长度

（m）

分盘长度

（m）

备注

1

PJ—N16

OPGW-24B1-80

3656

3862

2

N16—N25

OPGW-24B1-80

2226

2375

3

N25—N35

OPGW-24B1-80

2216

2365

4

N35—N49

OPGW-24B1-80

3036

3218

5

N49—N66

OPGW-24B1-80

4127

4476

6

N66—N81

OPGW-24B1-100

3334

3557

7

N81—N98

OPGW-24B1-100

3870

4085

8

N98—N112

OPGW-24B1-100

2775

2946

9

N112—N125

OPGW-24B1-100

2721

2890

10

N125—PJ

OPGW-24B1-100

3996

4216

共安装个9个中间接续盒，4个终端接续盒。

3杆塔部分

本工程共用杆塔144基，其中单回路直线塔74基,单回路耐张转角塔70基，具体杆塔型式及数量见下表。

序号

杆塔名称

杆塔

型式

呼称高

使用条件

水平转角

数量

水平

垂直

1

20mm

冰区

直线塔

1ZB121

15.0

300

500

0°

6

2

直线塔

1ZB121

18.0

300

500

0°

12

3

直线塔

1ZB121

21.0

300

500

0°

4

4

直线塔

1ZB121

24.0

300

500

0°

1

5

直线塔

1ZB221

15.0

400

650

0°

2

6

直线塔

1ZB221

18.0

400

650

0°

1

7

直线塔

1ZB221

21.0

400

650

0°

3

8

直线塔

1ZB221

24.0

400

650

0°

1

9

直线塔

1ZB321

15.0

500

800

0°

3

10

直线塔

1ZB321

18.0

500

800

0°

2

11

直线塔

1ZB321

21.0

500

800

0°

2

12

直线塔

1ZB321

24.0

500

800

0°

1

13

直线塔

1ZB321

33.0

500

800

0°

1

14

转角塔

1JG121

12.0

500

200/±600

0°～30°

4

15

转角塔

1JG121

15.0

500

200/±600

0°～30°

14

16

转角塔

1JG121

18.0

500

200/±600

0°～30°

2

17

转角塔

1JG121

21.0

500

200/±600

0°～30°

2

18

转角塔

1JG221

15.0

500

200/±600

30°～60°

2

19

转角塔

1JG221

18.0

500

200/±600

30°～60°

1

20

转角塔

1JG221

21.0

500

200/±600

30°～60°

1

21

30mm

冰区

直线塔

1ZB133

15.0

300

500

0°

9

22

直线塔

1ZB133

18.0

300

500

0°

8

23

直线塔

1ZB133

21.0

300

500

0°

3

24

直线塔

1ZB233

15.0

450

700

0°

5

25

直线塔

1ZB233

18.0

450

700

0°

9

26

直线塔

1ZB233

21.0

450

700

0°

1

27

转角塔

1JB133

12.0

450

200/±600

0°～5°

4

28

转角塔

1JB133

15.0

450

200/±600

0°～5°

10

29

转角塔

1JB133

18.0

450

200/±600

0°～5°

6

30

转角塔

1JB133

21.0

450

200/±600

0°～5°

1

31

转角塔

1JB233

12.0

450

200/±600

5°～30°

6

32

转角塔

1JB233

15.0

450

200/±600

5°～30°

9

33

转角塔

1JB233

18.0

450

200/±600

5°～30°

4

34

转角塔

1JB233

21.0

450

200/±600

5°～30°

1

35

转角塔

1JG223

12.0

500

200/±600

30°～60°

2

36

转角塔

1JG223

21．0

500

200/±600

30°～60°

1

合计

144

4光缆施工注意事项

4.1紧线施工

4.1.1光缆放通后，可进行紧线操作，必须用专用紧线器握住OPGW光缆，进行紧线。

4.1.2弧垂观测应选在耐张段中的一个或两个，两端架线高度基本一致、且档距较大、不在靠近耐张塔的直线塔档内进行，按现场实际温度检查相应的光缆弧垂值，进行弧垂调整。

弧垂观测过程应在无风时进行，用经纬仪进行弧垂观测，弧垂误差应控制在±1%以内。

4.1.3OPGW采用张力法放线。

4.1.4根据设计要求，每段OPGW光缆不得有接头，直接穿过中间的耐张塔和直线塔。

每段OPGW光缆的两个端头所处的耐张塔设有光缆接续盒，该塔两边各有一段OPGW光缆，两边引入的两根OPGW光缆将顺塔腿主材引入到光缆接续盒。

4.1.5架线施工时，OPGW严禁拖地，严禁与塔身发生碰撞或摩擦，必须保证OPGW的最小弯曲半径。

4.1.6OPGW光缆在展放过程中，规定每百米不允许超过5次扭转。

如旋转次数过多，就有可能损坏光纤。

为此，展放过程中必须采取防扭措施。

由于目前国内尚未有厂家生产此种防扭设备，制造厂也无配套设备，只有靠自行加工解决，它由钢丝绳、旋转连接器、防扭平衡锤和网套组成，防扭装置强度应达到5t以上。

4.1.7架线施工时，必须使用OPGW专用工具或等效的自备工具，OPGW未安装防振装置前，不具备防振能力。

在风力作用下发生振动，内部铝套管容易断裂，外部铝包钢表面铝层很薄，也易磨损，要求放线72h内应紧线安装完毕。

4.2附件安装

4.2.1转角塔耐张金具的安装

4.2.1.1将一板内层螺线条的中心点与光缆标记重合，从中心点两侧对光缆缠绞，每边缠绕2个螺距。

依同样方法分别缠绕剩余的螺线条。

待所有内层螺线条在中心点两侧缠绞完，再将端部每板螺线条缠绞完毕，要求缠绞紧密，端部整齐。

4.2.1.2将外层螺线条的分叉点与内层螺线条的分叉点标记相重合，装上U型夹套，紧握外层分叉点处预绞丝，从分叉点处预绞丝，从分叉点出处将两臂缠绞到内层螺线条上。

4.2.1.3内层螺线条的表面附着增大摩擦力的细砂，属一次性使用物品，缠绞时应特别注意不要让它们与光缆之间前后摩擦，以保证光缆不被损害、螺线条的搞拉强度不被破坏。

4.2.1.4U型夹套用来拉住外层耐张螺线条，将外层耐张螺线条夹在U型夹套内，U型夹套与其他金具连接后挂在固定挂点上。

4.2.1.5放松并拆除紧线器，耐张金具安装完毕。

4.2.1.6对没有安装光缆接续盒的转角塔，两个耐张金具握住的是同一条OPGW光缆，两个耐张金具之间的OPGW光缆下摆弧垂应距横担底面0.65～0.7m。

4.2.2直线塔悬垂金具安装

安装人员在欲装单联悬垂线夹内层螺线条（护线条）的光缆中间位置做标记，用两付提线器（或紧线器）进行光缆提线。

单联悬垂线夹由一分为二的两块橡胶夹具、悬挂件、内外螺线条三部分组成。

其安装操作顺序如下：

4.2.2.1将一根内层螺线条（护线条）中心标志点与光缆标记点重合，在螺线条标志点处分别向两端缠绕，每边缠绕2个螺距，依同样方法分别缠绕剩余的螺线条。

待每根螺线条标志点两侧缠绕完，再分别将端部所有螺线条缠绕完毕。

要求缠绕紧密，端部平整，不得参差不齐。

4.2.2.2将两块橡胶夹合拢夹到内层螺线条上，使螺线条标志点与夹具中心点重合，夹具缝线应呈水平。

4.2.2.3将一根外层螺线条（预绞丝）中心标志点与橡胶夹具中心点重合，一手握紧外层螺线条与夹具，另一只手缠绕一侧的外层螺线条，按同样方法缠绕另一侧外层螺线条，每边缠绕2个螺距，依同样方法分别缠绕剩余的螺线条。

当中心标志两侧绕完，依同样方法分别将两端剩余的螺线条缠绕完毕。

4.2.2.4按以上方法缠绞内、外层螺线条，要保证相邻两根螺线条间隙相同，必要时可使用改锤将间隙拔匀。

4.2.2.5打开悬垂线夹，使悬垂线夹与螺线条中间部分、橡胶夹具重合并合拢夹到位。

4.2.2.6将其他金具连接好并悬挂在固定点上。

放松并拆除提线器（或紧线器），单联悬垂线夹安装完毕。

4.2.3光缆接续盒的安装

4.2.3.1将OPGW光缆沿塔腿主材引下，并用引下线夹住固定光缆，要注意光缆不得扭曲、“打金钩”和受其他伤害。

4.2.3.2当OPGW光缆引下到装光缆接续盒位置（离地面≥10m）时，光缆要留有20多米的余长，并盘圈固定，光缆盘圈直径不小于1.2m。

4.2.3.3由专业人员进行光纤熔接及