微山线路工程初步设计说明书.docx
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微山线路工程初步设计说明书
检索号
2013XL-35KVWSGF-A
微山35kV光伏输电线路工程初步设计
第1卷设计说明书及工程图纸
设计说明书
（初设稿）
山东省能源建筑设计院
电力工程勘察设计证书号A237009828
2013年10月
批准：
审核：
校核：
编写：
微山35kV光伏输电线路工程
初步设计文件总目录
第1卷设计说明书及工程图纸
第2卷工程概算书
微山35kV光伏输电线路工程
初步设计说明书目录
第1章总的部分
1.1设计依据
1.2工程建设规模和设计范围
1.3工程概况
1.4接入系统概况及建设期限
1.5主要技术经济特性
1.6沿线地形、地貌分布和交通概况
1.7通用设计应用情况
1.8“两型三新”应用情
第2章线路路径
2.1变电站进出线布置
2.2线路路径方案
2.3走廊清理
2.4路径收资及协议
第3章气象条件
3.1气象条件的选择
3.2设计采用的气象条件一览表
第4章导线和地线
4.1导、地线选型
4.2导、地线防振
4.3导、地线防舞
第5章绝缘配合
5.1污区划分原则
5.2污区划分
5.3绝缘子选型
5.4绝缘子片数
5.5空气间隙
第6章防雷和接地
6.1防雷设计
6.2接地设计
第7章绝缘子串和金具
7.1绝缘子串组装型式及特点
7.2新设计金具
7.3金具通用设计应用
7.4节能型金具使用情况
7.5舞动区绝缘子串型及金具
7.6分裂导线采用的间隔棒型式，以及档距内的布置方式
7.7与横担连接的串内第一个金具特点
第8章导线对地和交叉跨越距离
8.1导线对地最小距离
8.2导线对各种交叉跨越物的最小距离
8.3树木跨越的主要原则
8.4安装防舞装置时有关校验
第9章杆塔和基础
9.1杆塔
9.2基础
第10章对电信线路和无线电台站的影响及其防护
10.1设计原则和依据
10.2计算、分析及推荐意见
第11章环境保护和劳动安全
11.1环境保护
11.2劳动安全
第12章附属部件
12.1杆塔上设置的固定标志
12.2航空障碍标志
12.3防鸟害装置
附表主要设备材料表
附件1路径批复文件
第1章总的部分
1.1设计依据
1.1.1工程可研评审意见或可研批复文件、可研报告（审定稿）、路径批复文件等
1.1.2设计委托文件
1.1.3设计执行的主要法规和规范
《中华人民共和国电力法》
《电力设施保护条例》
《66kV及以下架空输电线路设计规范》GB50061-97
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997
《交流电气装置的接地》DL/T621-1997
《输电线路对电信线路危险和干扰影响防护设计规程》DL/T5033-2006
《220kV及以下架空送电线路勘测技术规程》DL/T5076-2008
《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-2002
《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5291-2005
《国网公司电力安全工作规程》
《山东电力集团公司输变电设备反事故技术措施》
《国网山东省电力公司关于济宁中广新能源有限公司30兆瓦太阳能光伏电站接入系统方案的批复鲁电发展【2013】731号》
1.2工程建设规模和设计范围
1.2.1工程建设规模：
本工程由新建光伏35kV升压站新建单回线路至110kV留庄站，设计范围为线路本体设计，包括随线路架设的OPGW通讯光缆设计和电缆敷设设计，工程概算等。
本工程电压等级35kV，架空线路长度3.7km，全部为单回线路架设。
工程全部采用角钢塔和钢管塔，共使用杆塔26基，其中角钢塔24基，钢管塔2基；输送容量30MW，导线型号为LGJ-300/40，地线型号为OPGW-24B1-70光缆复合式地线。
路径基本沿现有的高压线路西侧架设，根据规程规定的安全距离，新架设的35kV线路距离原线路中心距离控制在15-20米范围内。
平面图如下：
1.2.2线路走廊清理设计
线路走廊宽度依据《66kV及以下架空输电线路设计规范》GB50061-97，线路通道净宽度不小于线路宽度加林区主要树种高度的2倍。
线路走廊内跨越简易棚房2处，树木主要为杨树，跨越至非电气化货运铁路处杆塔按高跨处理，树木不用清理，其他跨越处在送电前必须清理。
1.3工程概况
1.3.1线路经过地区及交通概况：
本工程线路全部位于微山县南部留庄镇，地形全部为平地，沿线交通情况良好。
1.3.2气象条件：
设计基本风速27m/s；覆冰厚度10mm。
1.3.3导线和地线：
导线：
拟采用LGJ-300/40型钢芯铝绞线，单导线。
地线：
随线路架设，一根光缆复合地线为OPGW-24B1-70光缆。
1.3.4防振措施：
导、地线推荐采用防振锤防振。
1.3.4绝缘配合：
全线拟均按d级污区配置绝缘。
1.3.5绝缘子型式：
导线耐张串：
合成绝缘子；
导线悬垂串：
合成绝缘子；
导线跳线串：
合成绝缘子。
1.3.6基础型式：
推荐采用直柱台阶式基础。
1.4接入系统概况及建设期限
1.4.1接入系统概况
本期规模：
由35kV微山光伏升压站至110kV留庄站新建一回35kV线路。
新建一回35kV线路至110kV留庄站，线路地形以平原为主，导线选用LGJ-300/40钢芯铝绞线。
地线选用OPGW-24B1-70光缆。
1.4.2新建光伏35kV升压站出线为电缆敷设，电缆长度0.04km；其中在110kV留庄站处穿越3回高压线路采用电缆敷设，电缆长度0.05km；110kV留庄站进线为架空进线。
1.4.3建设期限：
3个月。
1.5主要技术经济特性
1.5.1线路路径长度、曲折系数、杆塔数量（直线塔，耐张塔）等。
表1.5.1主要工程量及每公里用量表
序号
名称
单位
数量
本工程指标/km
通用造价
指标/km
1
线路长度
全长
km
初设长度/可研长度
其中
单回路
km
3.7
双回路
km
2
地形
其中
平丘
km
3.7
山地
km
3
路径曲折系数
4
杆塔数量
总数
基
26
其中
钢管杆
基
2
角钢塔
基
24
5
导线
LGJ-300/40
t
16.5
6
地线
OPGW-24B1-70
KM
3.7
7
绝缘子
总数
支
186
其中
FXBW4-35
支
186
35/100
FXBW4-35
支
支
8
防振锤
导线
FFH-2428Y
个
150
FFH-2428Y
地线
4D-20
个
49
4D-20
9
连接金具
t
4.5
10
钢材
总数
t
其中
杆塔
t
109.137
基础
t
28.961
接地
t
1.15
11
混凝土量
m3
785.64
12
土石方量（基面、基坑、接地）
m3
4921.1
13
护坡、排水沟、保坎
m3
780
注：
①表中数据不包括OPGW复合地线材料及其相应配套金具。
②绝缘子根据工程实际分类统计。
1.5.2主要造价表
表1.5.2主要造价表
本体工程
费用金额
各项占总计（%）
单位投资（万元/km）
辅助设施工程
274.12
87.53
74.09
小计
274.12
87.53
74.09
编制年价差
15.25
4.87
4.12
其他费用
26.38
8.36
7.13
其中：
1、建设场地征用及清理费
2、基本预备费
7.33
2.32
1.98
工程静态投资合计
315.75
100.00
85.34
动态费用
价差预备费
建设期贷款利息
工程动态投资合计
本体工程
315.75
1.6沿线地形、地貌分布和交通概况。
1.6.1走廊通道清理及协议
1.6.2全线跨越非电气化货运铁路1处，跨越公路16处，沟坎21处，线路跨越35kV线路1次，线路跨越10kV及以下电力线8条次，通讯线5条次。
1.6.3林区主要树种为杨树，自然生长高度30米，跨越树林合计长度0.45km,移伐数量420余棵。
1.6.4走廊清理原则
按照《66kV及以下架空输电线路设计规范》GB50061-97的要求，输电线路不应跨越屋顶为可燃材料做成的建筑物，对耐火屋顶的建筑物，如需跨越时需要与有关方面协商或取得当地政府同意，导线与建筑物之间的距离需满足规程要求值。
参照山东电力集团公司部室文件《关于印发GIS的避雷器安装位置和耐压试验以及输电线路高跨林带和房屋等几个问题意见的通知》（集团生变[2007]1号），其附件中规定“对非长期住人的建筑物，如家禽及牲畜棚舍、果园看护房、机井房等建筑物不拆除，但以上房屋要加固牢固且线路建成后该房屋不再进行扩建改造。
”
线路跨越果园，不需砍伐通道，按自然生长高度跨越；对于成片的杨树林及铁路、高速公路两侧防护林带，按山东电力集团公司文件“鲁电集团基建【2007】456号《关于架空送电线路跨越树木设计有关要求的通知》”执行。
对树木的跨越原则如下：
1）对成片的树林、经济林、主要道路（高速、国道、省道、铁路两侧绿化林）两旁的防护林按高跨进行设计，对稀疏的个别林木（非古树和特殊保护的林木）在过于加高杆塔不经济的情况下，予以砍伐；
2）防风、固沙林带，河流、库区，坝、堤、岸的防护林带按跨越设计；
3）果园（枣树、苹果、桃树、梨树、杏树等）按跨越设计；
4）各种经济树木、珍贵树种（如银杏、板栗、观赏松树、药用树木等）按跨越设计。
对线路通道内的一般树木，按照《电力设施保护条例实施细则》有关要求处理。
1.7通用设计应用情况
1.7.1杆塔通用设计应用情况说明，包括线路总杆塔数为26基、采用杆塔通用设计的数量为24基，通用模块为35B16、35B13模块。
在查阅杆塔通用设计无类适设计下，严格参考典型杆塔通用设计原则进行设计。
1.7.2金具通用设计应用情况，包括线路总串数为93串，采用金具通用设计的串数为93串。
表1.7.2通用设计应用情况
工程
概况
电压等级
架设及传输方式
线路长度（km）
3.7
导线型号
LGJ-300/40
气象条件（风速/覆冰）
27/10
地形条件
平原
杆塔总数（基）
26
杆塔
设计
通用设计模块编号
35B16
35B13
塔型模块应用数量
1
23
自行编制塔型模块应用数
2
其他（以大代小等情况）
金具
设计
通用设计模块编号
金具模块应用数量
其他
1.8“两型三新”应用情况
1.8.1线路规划
根据电力系统总体规划设计的要求，结合地方城镇规划及建设情况，自然保护区及文物保护情况，军事设施及通信设施的布置情况、林业情况、矿产情况、水文及地质情况、交通及沿线污秽情况，统筹兼顾，相互协调，按下述原则规划路径方案：
（1）路径规划要综合考虑线路长度、地形地貌、地质、覆冰、交通、施工、运行及地方规划等因素，进行多方案技术经济比较，使路径走向安全可靠，经济合理。
（2）路径规划要避开军事设施、大型工矿企业及重要设施等，满足城镇规划要求，并尽量减少对地方经济发展的影响。
（3）路径规划宜避开不良地质地带和采空影响区，当无法避让时，要采取必要的措施；路径选择宜避开重冰区及影响安全运行的其它地区；宜避开成片树林、自然保护区、风景名胜区。
（4）路径规划要控制与邻近设施如电台、机场、弱电线路等的相互影响。
（5）路径规划宜靠近现有国道、省道、县道及乡镇公路，改善交通条件，方便施工和运行。
（6）耐张段长度，单导线线路不宜大于5km；两分裂导线线路不宜大于10km；对跨越高速公路和主干铁路，采用独立耐张段跨越。
如运行、施工条件许可，耐张段长度可适当延长。
在耐张段长度超出上述规定时要考虑防串倒措施。
在高差或档距相差悬殊的山区或重冰区等运行条件较差的地段，耐张段长度要适当缩短。
（7）综合协调本线路路径与沿线已建成线路与其它设施的矛盾，既保证本工程线路的经济合理，同时要兼顾同期或远期其它线路路径的走向。
优化线路走径，减少占用耕地和跨越。
1.8.2路径选择
1）本工程在选择路径时尽量避免跨越村庄，保证线路的安全运行；沿线与多条小公路交叉，交通条件好，便于施工和以后运行维护。
2）在农田交界处有部分高大杨树，根据全寿命周期管理的有关计算结论，结合当前的树木、塔材等各项费用的比较，按照线路运行30年考虑，对成片树林处可采取高跨方式，同时也贯彻了环境友好、节约资源的要求。
3）对10kV及以上高压线路、公路、铁路等重要跨越，直线塔均采用双挂点、双联串。
1.8.3电气部分
1.8.3.1适当加大对地距离，减少电磁污染影响
输电线路的环境影响包括电场效应（地面场强、人或物体感应电压）、无线电干扰、电视干扰及可听噪音。
减少电磁污染的影响主要是控制输电线路的地面场强，感应电压对人电击的影响。
本工程在设计时，通过增加对村庄距离及加大导线对地高度等措施以减小电磁辐射的影响和可听噪音，达到线路与周围环境的良性共存。
在线路靠近村庄的地段适当加大对地距离，以控制电磁辐射的影响和可听噪音。
1.8.3.2绝缘配置考虑将来大气污染的变化趋势，留有一定裕度。
依据2011年的山东电力系统污区分布图及有关资料，参考本工程线路附近的多条110kV和35kV线路运行资料，我们采取以下绝缘配置方式：
本工程直线串和耐张串均采用合成绝缘子，建议重视和加强运行维护工作。
采用红外诊断技术开展预知检测、维修，加大巡视力度，发现问题及时处理。
1.8.3.3加强防雷接地，切实降低雷击跳闸率
对于单回路，35kV线路采用单地线保护，角钢塔的保护角不大于25度，钢管杆的保护角也不大于25度，最有效地降低雷击跳闸率。
针对本工程，还采取有针对性的措施如下：
1）根据济宁市气象站提供的雷暴日统计数据以及对沿线雷电活动情况的详细调查，确定本工程所经地区的雷暴日取40。
2）降低杆塔接地电阻是防雷工作的关键。
雷击跳闸率随接地电阻的增大而显著增加，为降低接地极的腐蚀，本工程中接地极采用L75x5x2500角钢垂直敷设，埋深0.8m，接地引下线用Ф12镀锌圆钢，接地电阻满足规程规定值。
3）线路施工图设计阶段要充分考虑好防雷措施，对易遭雷击杆塔的耐雷水平、绝缘配置、接地电阻等采取加强措施。
4）鉴于目前我国地面气象台站较为稀疏，观测资料具有局限性，不能概括各地“微地形”、“微气象”的特点，在遇到较为复杂的地形、地带时，设计人员要与勘测气象人员共同调查讨论，防微杜渐。
5）对导线风偏瞬间接地问题，不能只按常规要求的风速来考虑，遇到特殊地形时，要考虑到微气候的特点，加以特殊对待，如采取耐张杆塔或适当减小档距，以做到档距均匀为宜。
6）另外还要加强与运行单位的信息沟通，参考同地区相关工程的运行经验及防雷措施。
1.8.3.4节能降耗
根据本工程的具体情况，选择统一金具串和金具型式。
对于导线接触的，均采用铝合金材质，降低能耗。
1.8.3.5防风闪、冰闪建议
在本工程中提出下列防止风偏闪络的具体措施：
1）从源头做好风偏闪络的防治工作
强风出没的随机性很强，确定运行线路采取防范措施具体位置的难度较大。
现行规程采用10分钟平均风速设计，但6级以上大风往往伴有阵发性更强烈的瞬时大风出现，在狭谷、风口等“微地形”地段计算档距中间导线风偏时，这种瞬间大风也是不容忽视的。
在缺乏实际观测记录，而附近气象台站记录又不好代替的情况下，实地气象考察就显得更为重要。
设计阶段要高度重视微气候气象段气象资料的收集与区段划分，根据环境条件相应提高风偏设计标准。
对微气象区特征明显，飑线风、龙卷风频发地带，线路的设计考虑到最不利的气象条件组合，适当增加空气间隙，提高风偏放电的设防水平，设计时应留有适当的裕度。
2）研究输电线路塔上气象参数及导线风偏的在线监测系统。
为确定输电线路杆塔上最大瞬时风速、风压不均匀系数、强风下的导线运动轨迹等提供直接的技术依据。
3）在工程建设过程中加强管理，确保关于风偏闪络的设计措施落到实处。
未经设计单位塔头风偏校核并书面同意；建设单位或施工单位不得任意改变绝缘子（及金具）的尺寸和材料型式。
施工单位在现场施工中，转角塔跳线弧垂要严格按照施工图施工，未经设计单位塔头风偏校核并书面同意，不得为了降低施工难度任意增大跳线弧垂尺寸。
1.8.4杆塔
1.8.4.1杆塔除特殊地段均采取通用设计的杆塔塔型。
1.8.4.2合理选择杆塔材质，钢材采用Q345、Q235材质。
1.8.4.3本工程在特殊地段采用钢管杆。
1.8.4.4铁塔设计时要考虑长期运行的安全和方便。
为保证铁塔的安全运行和维护，塔位设立在便于到达，避让浸水危险区，铁塔正侧面均设标识牌安装孔，杆塔攀登措施一般采用脚钉方案，杆塔设计时还要考虑带电作业间隙和检修时用的吊装挂孔等。
1.8.5基础
1.8.5.1基础设计时要考虑长期运行的安全和方便。
本工程基础设计考虑了地质条件、运输条件、基础作用力、施工方法等因素，进行基础选型及优化，转角和耐张塔采用台阶式基础，直线塔采用刚性台阶基础或直柱板式基础。
1.8.5.2对可能出现汇水面、积水面的塔位，进行排水设计。
1.8.5.3选择合理的边坡处理方案，尽量采用生态植被护坡，对施工弃土要妥善处理，加强基础周围排水措施。
第2章线路路径
2.1变电站进出线布置
本工程由新建光伏35kV升压站电缆出线至新建35kV线路1#电缆终端杆，在26#杆处架空进线接至110kV留庄站35kV新建架构处。
2.2线路路径方案
送电线路的路径选择是线路设计的重要内容之一，其是否合理直接关系到线路的经济技术指标，影响到工程建设投资，与工程的施工方便、工程质量、运行安全等密切相关。
本工程把路径方案选择放在设计的首位，通过图上选线、现场勘测、沿线收集资料等对路径方案进行优选。
影响本工程路径选择的主要因素有：
1）新建线路跨越高压线路较多；2）线路沿线地下水位较高，影响基础施工困难；
2.2.1路径方案：
该线路由新建光伏35kV升压站电缆出线至新建35kV线路1#电缆终端杆，架空396米处至4#，左转37º43´44´´架空1501米至14#，右转18º26´17´´架空1731米至25#，右转16º11´20´´电缆敷设180米至26#双回终端塔，再从26#塔架空35米至110kV留庄站。
新建线路全部架设于农田及附近平地内，无明显地线起伏。
2.2.2本工程位于微山县境内，全线地貌类型主要为平原。
平原地层为全新统冲积层，地层为黄土状粉质粘土、黄土状粉土；粉土大部分为中密，承载力标准值为fak=110-130kpa；粉质粘土为可塑状态，承载力标准值为fak=110-120kpa；沿线最高地下水位埋深一般为0.5-2m。
沿线地震基本烈度为7度，无大的水利工程规划。
全线跨越非电气化货运铁路1处，跨越公路16处，沟坎21处，线路跨越35kV线路1次，线路跨越10kV及以下电力线8条次，通讯线5条次。
跨越树林合计长度0.45km,移伐数量420余棵。
线路路径祥见《光伏35kV输电线路工程路径图》
线路走廊位置
2.3走廊清理
2.3.1本工程需移伐数量420余棵。
2.4路径收资及协议
2.4.1本工程在初勘期间，多方了解沿途水文、地质、气象、资源、交通和地区规划，向沿线相关部门介绍了本工程路径方案情况，有关单位对路径走向提出了各自建议，此路径已上报微山县规划局，已经批复。
2.4.2线路沿线特殊地段及采用的处理意见
本工程在跨越非电气化货运铁路处采用耐-直-直-耐的方式高跨该处位置。
第3章气象条件
3.1气象条件的选择
3.1.1气象资料的来源
根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验，并结合全国典型气象区，确定本工程设计气象条件汇总如下：
全线设计气象条件
气温（℃）
最高
+40
最低
-20
最大风
-5
覆冰
-5
安装
-10
外过电压
+15
内过电压
+10
年平均气温
+10
风速（m/s）
最大风
27
覆冰
10
安装
10
外过电压
10
内过电压
15
覆冰
覆冰厚度（mm）
10（地线覆冰15mm）
冰的比重
0.9
3.1.2基本风速值
根据国家标准《66kV及以下输电线路设计规范》GB50061-97规定，35kV送电线路基本设计风速采用30年一遇、10米高10分钟时距，平均的年最大风速观测数据作样本，并宜采用极值I型分布作为概率模型统计得出，
我们用满足P-III分布的耿贝尔法进行风速取值计算，通过对初勘期间收集到的沿线气象台的最大风速资料的整理计算，得到济宁市和微山县两气象台的10m高，30年一遇10分钟平均最大风速值（基本风速）如下表：
气象站
最大风速（m/s）
济宁
22.39
微山
21.66
根据《66kV及以下输电线路设计规范》GB50061-97规定，66kV及以下输电线路的基本风速不应低于23.5m/s，根据附近线路的运行经验及数据统计结果，经综合考虑，本工程基本设计风速为27m/s。
3.1.3电线覆冰值
根据沿线覆冰资料，结合本工程的特点，同时参考了附近运行的110KV及35kV线路，本工程导线设计覆冰厚度取10mm，根据《66kV及以下输电线路设计规范》要求，除无冰区段外，地线设计冰厚应较导线冰厚增加5mm。
本工程地线设计覆冰厚度取15mm。
送电线路设计冰厚的选取对线路的安全性和工程的造价有很大的影响。
目前，由于对覆冰情况缺乏系统的观测资料，只能根据积累的一些覆冰资料及现场访问冰灾情况，结合高压线对冰承受能力的运行经验来确定设计冰厚。
根据向有关部门调查、了解以及现场查访当地村民：
线路所经地段历史上均未出现过较大的覆冰情况，没有出现因导线覆冰造成倒杆、断线等事故。
根据沿线覆冰资料，结合本工程的特点，同时参考了附近运行的110及35kV线路，经过调查、分析、论证，本工程导线设计覆冰厚度取10mm，根据《66kV及以下架空输电线路设计规范》的要求，除无冰区段外，地线设计冰厚应较导线冰厚增加5mm，在分析沿线覆冰资料的基础上，结合本工程的特点，工程地线设计覆冰厚度取15mm。
3.1.4气温、平均年雷暴日数及土壤冻结深度
收集线路所经地区的最高气温、最低气温、年平均气温、平均年雷暴日数及土壤冻结深度。
3.2设计采用
升级会员 