OPGW设计深度规定.docx

1、OPGW设计深度规定光纤复合架空地线设计深度和技术规定广东电网公司2006年7月前 言光纤复合架空地线（以下简称OPGW）是目前广东电网通信系统重要的通信通道方式，良好的设计和产品质量是保障电力通信安全稳定运行的重要环节。为规范和完善OPGW及金具的设计和技术要求，保障OPGW工程的建设质量，特制定本规定。本规定由广东电网公司工程建设部提出并归口。本规定起草单位：广东电网公司电力通信中心、广东省电力设计研究院1 总则本规定规范了广东电网各电压等级架空送电线路上架设的OPGW的设计（从本端机房ODF对端机房ODF）深度规定和OPGW及金具产品的技术要求，并提供了必要的数据。适用于广东电网的新建、

2、扩建和改建OPGW工程。OPGW的设计和技术要求，除按本规定执行外，尚应符合现行国家标准和电力行业标准有关规定的要求。2 引用标准下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规定，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。GB/T 1179 圆线同心绞架空导线GB 2314 电力金具通用技术条件GB/T 2315 电力金具标称破坏载荷系列及连接型式尺寸GB/T 2317.1 电力金具 机械试验方法GB/T 2317.4 电力金具 验

3、收规则、标志与包装GB/T 2336 防振锤技术条件GB/T 2479 普通磨料 白钢玉GB/T 4909.2 裸电线试验方法 尺寸测量GB/T 6995.2 电线电缆识别标志 标准颜色GB/T 7424.1 光缆 第1部分 总规范（eqv IEC794-1-1-1996）GB/T 7424.4 光缆-第4部分：分规范 光纤复合架空地线GB/T 9771 通信用单模光纤系列GB/T 15972 光纤总规范GB/T 17048 架空绞线用硬铝线GB/T 17937 电工用铝包钢线DL/T 5092 110500kV架空送电线路设计技术规程DL/T 5158 电力工程气象勘测技术规程DL/T 75

4、9 连接金具DL/T 766 光纤复合架空地线（OPGW）用预绞式金具技术条件和试验方法DL/T 832 光纤复合架空地线YD/T 901-1997 层绞式通信用室外光缆JB/T 8134 架空绞线用铝镁硅系合金圆线JB/T 8137 电线电缆交货盘IEC 60794-4-1 光缆 第4-1部分：用于高压架空电力线的光缆IEC 607944 光缆 第4部分：分规范沿电力线架设的光缆IEEE Std 1138 用于公用电力线路的光纤复合架空地线IEEE标准EN187200 电子元件质量保证一致体系-分规范-沿高压电力线（OCEPL）架设的光缆ITU-T G.650 单模光纤有关参数的定义及测试方

5、法ITU-T G.652 单模光纤光缆的特性ITU-T G.655 非零色散位移单模光纤光缆的特性3 术语和定义3.1 光纤复合架空地线 Optical fiber composite overhead ground wires（OPGW）具有传统架空地线和光纤通信能力的双重功能的线。3.2 光单元 optical unit由光纤和保护材料构成的部件。保护材料可以是金属的，也可以是非金属的，它可以构成OPGW的承力部分，金属保护材料也可组成OPGW传输电流的部分。3.3 额定拉断力 rated tensile strength（RTS）按OPGW结构计算出的拉断负荷。3.4 最大允许拉力 ma

6、ximum allowable tension（MAT）在预期的最恶劣运行条件下的最大水平拉力。3.5 年平均运行张力 Everyday Stress（EDS）无风无冰的年平均气温计算情况下的弧垂最低点张力。3.6 应变限量 strain margin应变限量是光纤在无纵向应变时OPGW能承受的最大应变量，即光纤开始应变时缆的应变量。3.7 大跨越 large crossingOPGW线路跨越通航大河流、湖泊或海峡等，因档距较大（在1000m以上）或杆塔较高（在100m以上）,光缆选型及防振需特殊考虑，且发生故障时严重影响航运或修复特别困难的耐张段。3.8 重冰区 heavy ice area

7、 设计冰厚为20mm及以上地区3.9 稀有风速, 稀有覆冰 rare wind speed，rare ice thickness根据历史上确实存在，并显著地超过历年记录频率曲线的严重大风、覆冰情况所拟定的验算气象条件。4 OPGW工程设计内容深度要求4.1 可行性研究内容深度要求4.1.1 描述工程必要性、设计依据和范围、电力通信系统现状、现有资源可利用情况及调研概况。4.1.2 对于利用原有送电线路换挂OPGW的工程，应进行光缆线路路由论证，对各种可能的路由，可能的敷设方式做出方案，并进行技术经济比较，提出推荐意见。同时必须对原有送电线路的普通地线进行热稳定校验，对原有送电线路杆塔的负荷情况

8、进行校验，当校验结果不满足设计规程规范要求时，必须提出相应的处理措施。4.1.3 根据送电线路的气象条件、导地线配合、OPGW热稳定校验、系统通信确定的光缆芯数和光纤标准等要求，推荐OPGW的选型。4.1.4 根据送电线路工程设想的主要技术原则和推荐OPGW的选型，编制工程投资估算。4.2 初步设计内容深度要求4.2.1 描述可行性研究批复情况、工程必要性、设计依据和范围、电力通信系统现状、现有资源可利用情况及调研概况。4.2.2 对于利用原有送电线路换挂OPGW的工程，应在可行性研究批复意见的基础上，进一步深化光缆线路路由的论证，对各种可能的路由，可能的敷设方式做出方案，并进行技术经济比较，

9、提出推荐意见。在可行性研究阶段的计算基础上，进一步对原有送电线路的普通地线进行热稳定校验，对原有送电线路杆塔的负荷情况进行校验，并提交进行校验的主要计算原则和校验结果，当校验结果不满足设计规程规范要求时，必须提出相应的处理措施。4.2.3 在可行性研究批复意见的基础上，根据送电线路的气象条件、导地线配合、OPGW热稳定校验、系统通信确定的光缆芯数和光纤标准等要求，推荐OPGW的选型，并在设计文件中列出相关设计条件、计算原则、计算结果和推荐的OPGW的机械电气特性。4.2.4 根据送电线路杆塔的连接方式和荷载情况，提出推荐的OPGW金具串的组串型式。4.2.5 提出导引光缆相应的具体工程量。4.

10、2.6 根据送电线路工程设想的主要技术原则和推荐OPGW的选型，编制工程概算。4.2.7 图纸内容：初步设计说明书、线路路径方案图、OPGW张力特性表、金具串组装图（主要型式）、杆塔型式一览图（对于利用原有送电线路换挂OPGW的工程）、设备材料估列清单和初步设计概算书。4.3 施工图设计内容深度要求4.3.1 应严格按照初步设计审批意见进行施工图设计。如有重大变更，应详细说明原因并报原初步设计审批部门审批。4.3.2 在新建送电线路架设OPGW工程的图纸内容（1） 施工图设计说明书：应明确设计范围和原则、相关施工方法和施工注意事项；（2） 杆塔明细表：应明确各塔位的塔型和档距、OPGW的配盘情

11、况、金具串和附件的配置、线路的交叉跨越物；（3） OPGW张力特性表和张力弧垂放线表；（4） 金具串组装图：含防振措施、光缆引下方式和接头盒与余缆架安装位置的图纸；（5） 特种（或新设计）金具零件加工图；（6） 杆塔坐标表；（7） 设备材料清单：应列出光缆及附件的备品和专用的施工器具的数量；（8） 导引光缆敷设施工图：应明确导引光缆的敷设路径和敷设方式；（9） 含光纤纤序和色谱对照表；（10） 纤序和光路对照表；（11） 纤序和成端端子对照表；（12） 施工图预算书（业主有要求时）。4.3.3 对于利用原有送电线路换挂OPGW工程的图纸内容：（1） 施工图设计说明书：应明确设计范围和原则、相关

12、施工方法和施工注意事项；（2） 杆塔明细表：应明确各塔位的塔型和档距、OPGW的配盘情况、金具串和附件的配置、线路的交叉跨越物；（3） OPGW张力特性表和张力弧垂放线表；（4） 金具串组装图：含防振措施、光缆引下方式和接头盒与余缆架安装位置的图纸；（5） 特种（或新设计）金具零件加工图；（6） 杆塔型式一览图和杆塔施工图（新建杆塔时）；（7） 基础型式一览图和基础施工图（新建杆塔时）；（8） 杆塔补强措施施工图（需杆塔补强时）；（9） 设备材料清单：应列出光缆及附件的备品和专用的施工器具的数量；（10） 导引光缆敷设施工图：应明确导引光缆的敷设路径和敷设方式；（11） 光纤纤序和色谱对照表；

13、（12） 纤序和光路对照表；（13） 纤序和成端端子对照表；（14） 施工图预算书（业主有要求时）。5 OPGW线路设计OPGW必须满足线路设计规程规范对于地线的要求。5.1 OPGW的路径OPGW宜沿新建送电线路架设。对于利用原有送电线路换挂OPGW的工程，应进行光缆线路路由论证，对各种可能的路由，可能的敷设方式做出方案，并进行技术经济比较，提出推荐意见。5.2 OPGW的设计气象条件OPGW的设计气象条件应按照DL/T 5158电力工程气象勘测技术规程以及相关的线路设计规程确定，宜采用线路本体的设计气象条件。5.2.1 设计气象条件，应根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验，按以下重现

14、期确定：500kV大跨越 50年500kV送电线路 30年110330kV大跨越 30年110330kV送电线路 15年如沿线的气象与5.2.9节所列的典型气象区接近时，宜采用典型气象区所列数值。5.2.2 确定最大设计风速时，应按当地气象台、站10min时距平均的年最大风速作样本，并宜采用极值I型分布作为概率模型。统计风速的高度如下：各级电压大跨越 离历年大风季节平均最低水位10m110330kV送电线路 离地面15m500kV送电线路 离地20m5.2.3 最大设计风速应按最大风速统计值选取。山区送电线路的最大设计风速，如无可靠资料，应按附近平原地区的统计值提高10%选用。110330kV

15、送电线路的最大设计风速，不应低于25m/s；500kV送电线路计算OPGW的张力、荷载以及杆塔荷载时，最大设计风速不应低于30m/s。5.2.4 大跨越最大设计风速，如无可靠资料，宜将附近平地送电线路的风速统计值换算至与大跨越线路相同电压等级陆上线路重现期下历年大风季节平均最低水位以上10m处，并增加10%，然后考虑水面影响再增加10%选用。大跨越最大设计风速不应低于相连接的陆上送电线路的最大设计风速。必要时，还宜按稀有风速条件进行验算。5.2.5 大跨越最大设计冰厚，除无冰区外，宜较附近一般送电线路的最大设计覆冰增加5mm。对大跨越和重冰区送电线路，必要时还宜按稀有覆冰条件进行验算。5.2.

16、6 送电线路位于河岸、湖岸、高峰以及山谷等容易产生强风的地带时，其最大设计风速应较附近一般地区适当增大。5.2.7 设计用年平均气温，应按以下方法确定：如地区年平均气温在317之内，取与年平均气温邻近的5的倍数值；地区年平均气温小于3和大于17时，分别按年平均气温减少3和5后，取与此数相邻近的5的倍数值。5.2.8 设计用雷暴日数宜按当地气象台、站统计的多年平均雷暴日数。5.2.9 典型气象区DL/T 50921999110500kV架空送电线路设计技术规程将全国各地的气象组合条件划分为9个气象区，详见表1所示。广东省的送电线路设计根据省内各地的气象特点，划分为6个气象区，详见表2所示。表1

17、全国典型气象区气象区大气温度（C0）最高+40最低-5-10-10-20-10-20-40-20-20覆冰-5最大风+10+10-5-5+10-5-5-5-5安装00-5-10-5-10-15-10-10雷电过电压+15操作过电压年平均气温+20+15+15+10+15+10-5+10+10风速（m/s）最大风353025253025303030覆冰1015安装10雷电过电压1510操作过电压0.5x最大风速（不低于15m/s）覆冰厚度（mm）05551010101520冰的密度（g/cm3）0.9表2 广东省典型气象区气象区大气温度（C0）最高+40最低-100覆冰-5/最大风-5+10+2

18、0安装-5+5雷电过电压+15操作过电压+15年平均气温+20风速（m/s）最大风25303540覆冰10/安装10雷电过电压1015操作过电压0.5x最大风速（不低于15m/s）覆冰厚度（mm）515/冰的密度（g/cm3）0.95.3 光纤选型设计综合考虑性价比及应用需要，宜采用符合G.652B（D）或G.655B标准的光纤。5.4 OPGW的结构型式选择OPGW由一个或多个光单元和一层或多层绞合单线组成，几种常见的结构示意图如图16所示。图1 铝管+层绞塑管的OPGW结构 图2 中心铝管的OPGW结构图3 层绞不锈钢管的OPGW结构 图4 中心不锈钢管的OPGW结构图5 内螺旋塑料管的O

19、PGW结构 图6 骨架槽的OPGW结构对于非重冰区的送电线路，宜采用松套不锈钢管层绞式结构的OPGW。重冰区送电线路OPGW的结构型式，应结合线路覆冰情况，通过技术经济比较确定。OPGW的同一层绞线宜选用相同材质，且外层单丝应采用铝包钢单丝，直径不宜小于3.0mm。5.5 OPGW的机械特性设计5.5.1 OPGW的设计安全系数OPGW的设计安全系数不应小于2.5，且宜大于导线的设计安全系数。OPGW在弧垂最低点的最大张力，应按式（1）计算Tmax （1）式中：TmaxOPGW在弧垂最低点的最大张力，N；TP OPGW的额定拉断力，N；KCOPGW的设计安全系数。悬挂点的设计安全系数不应小于2

20、.25。架设在滑轮上的OPGW，还应计算悬挂点局部弯曲引起的附加张力。在稀有风速或稀有覆冰气象条件时，弧垂最低点的最大张力，不应超过拉断力的60%。悬挂点的最大张力，不应超过拉断力的66%。在同一线路上，计算条件为15、无风时，OPGW与普通地线的弧垂值宜取一致。5.5.2 OPGW的年平均运行张力及防振措施OPGW的年平均运行张力上限不得大于额定拉断力的25%，并应根据平均运行张力的上限，采取相应的防振措施。OPGW的年平均运行张力上限和相应的防振措施，应由OPGW和配套金具的供应商提供并负责。5.5.3 OPGW的塑性伸长处理OPGW架设后的塑性伸长应按制造厂提供的数据或通过试验确定。如无

21、可靠资料，可根据线路规程按照铝钢截面比确定。塑性伸长对弧垂的影响宜采用降温法补偿。5.6 OPGW的电气特性设计5.6.1 OPGW的短路电流容量5.6.1.1 计算送电线路的短路电流，应按1015年电力系统发展的规划或远景规划，按系统最大运行方式确定。5.6.1.2 短路电流持续时间应根据系统电压等级、保护配置等情况确定。对于500kV线路，短路电流持续时间建议取值为0.25s；对于220kV线路，短路电流持续时间建议取值为0.3s；对于110kV线路建议按两端变电站提供的短路电流和对应的短路电流切除时间，对OPGW进行校验。5.6.1.3 具有双地线的架空线路，必须同时校验地线组合的热稳定

22、。5.6.2 OPGW和分流线的配置OPGW和分流线应有效分担返回地线的短路电流，各段OPGW和分流线的结构型式、长度，应结合地线热稳定校验，通过技术经济比较确定。5.7 OPGW金具及附件设计5.7.1 金具的设计安全系数金具的安全系数应符合送电线路相应设计规程的要求。对于一般线路，金具强度的安全系数不应小于下列数值：最大使用荷载情况 2.5断线、断联情况 1.5对于大跨越线路，金具强度的安全系数不应小下列数值:运行情况 3.0断线情况 2.0验算情况 1.55.7.2 悬垂金具串悬垂金具串用来将OPGW吊挂于直线杆塔上，应采用预绞丝型悬垂线夹。悬垂金具串必须满足荷载的要求和线路设计对短路电

23、流的要求。5.7.3 耐张金具串耐张金具串用来承受OPGW张力，将OPGW连接至耐张杆塔上，一般采用预绞丝型耐张线夹。耐张金具串必须满足荷载的要求和线路设计对短路电流的要求。5.7.4 防振锤防振锤用来控制由风引起的OPGW的微风振动。防振锤本身不得产生对OPGW造成损害的应力集中，在OPGW上的安装位置应使用护线条。5.7.5 接地引线OPGW应可靠接地，有分流要求的另一根地线也应可靠接地。OPGW悬垂串和耐张串均需有接地引线，接地引线与OPGW和杆塔均应有良好牢固的机械和电气联接。OPGW接入变电站构架时，OPGW与变电站构架顶端的接地网连接点之间应用接地线可靠连接，接地线截面积与OPGW

24、截面积相同。另外，在OPGW接续盒与构架顶端的接地点之间适当位置间，将OPGW与变电站构架横向金属平台构件接地网连接点或变电站内地面接地网连接点之间用接地线可靠连接，保证OPGW与变电站接地网有可靠的第二接地点，接地线截面与OPGW截面相同。5.7.6 接头盒和引下线OPGW接头盒应便于在输电线路杆塔上安装和维护，且易于熔接操作。线路中的接头盒应安装在指定塔上，并安装在离地面7m以上的位置，防止兽类鸟类或人为的破坏。变电站构架侧的接头盒宜安装在构架支柱上，安装位置应宜于运行人员操作，其与站内带电设备之间的距离应满足相关规程规范的要求。OPGW引下线宜沿铁塔两侧分别引下，至铁塔导线下横担后才合并

25、引下。引下线沿其长度宜每隔1.5至2m安装一个卡具将光缆固定在铁塔上。OPGW引下线在弯曲处的允许弯曲半径应不小于厂家提供的数值。5.7.7 余缆架余缆架要求便于在输电线路杆塔上安装和维护。余缆架的最小盘绕直径不应小于OPGW厂家提供的数值。 5.7.8 光缆配线架（ODF）用于光缆进局后光缆分纤与FC/PC单芯光纤的连接与分配，用适配器对光路进行配线及调度。其技术要求应符合YD/T 778-1999 光纤配线架相关规定。引入光缆进入机架时，其弯曲半径应不小于光缆直径的15倍。光缆光纤穿过金属板孔及沿结构件锐边转弯时，应装保护套及衬垫。光纤、尾纤无论处于何处弯曲时，其弯曲半径应不小于37.5m

26、m。5.8 OPGW的配盘OPGW的盘长配置应综合考虑施工、运行维护等因素，盘长计算应计及OPGW实际线长、施工用线长度、两侧引下线长度及光缆两次熔接长度，一般宜取34km。盘长计算中，施工用线长度一般可取6070m， 两侧引下线长度根据光缆接头处的杆塔高度确定，光缆两次熔接长度一般可取10m。6 导引光缆的选型和设计6.1 导引光缆选型厂站进出线构架的OPGW终端盒至通信机房ODF架的导引光缆宜选用全非金属/阻燃/耐啮蚀松套层绞式管道光缆，有特殊要求时也可以采用单层铠装结构的管道光缆，结构型式和非金属相似。 6.2 导引光缆结构全非金属/阻燃/耐啮蚀松套层绞式管道光缆结构如图9.2所示：图7

27、 导引光缆结构图注：光缆介质中心加强件：用玻纤增强塑料（FRP）制作的具有高抗拉强度的绝缘棒体，其拉伸杨氏模量不低于50Gpa，弯曲杨氏模量不低于45Gpa，延伸率不小于2%，在光缆的制造长度内，不允许有接头。光纤：其要求见附录2及附录3。松套管：由高弹性热塑料材料制造的松套缓冲管内含有多根光纤，管内充满阻水复合物，具有很高的防水防潮性能。填充件：由高弹性热塑料材料制造，其颜色应与松套管区分开来，并能替代缆芯中的松套管。松套管和填充件单层绞合在中心加强件周围。缆芯阻水：采用膨胀材料防止缆芯纵向水侵入。绕包缆芯：绞合后的缆芯用防潮带绕包扎紧，进一步加强光缆的防潮性能。内护套：用聚乙烯挤压而成，紧

28、包光缆光纤光缆加强件：是扭矩平衡光缆加强件，用高模量、负膨胀系数芳纶丝螺旋绕绞在内护套上而成，相邻芳纶绞合方向应相反，最外层应右旋。其杨氏模量不低于90Gpa，在光缆的制造长度内，每束芳纶不允许有接头。外护套：采用阻燃/耐啮蚀聚乙烯材料。6.3 导引光缆的敷设非金属导引光缆宜置于半硬塑料套（PE或PVC材质）内，敷设厂站内电缆沟电缆托架上，为避免错位应每隔2m左右固定一次，并保证光缆的静态弯曲半径不小于光缆20倍光缆直径，施工过程中的动态弯曲半径不小于15倍光缆直径。如需采用单层铠装结构的导引光缆，设计时要考虑保证的两端良好接地，适当时还要中间接地或多点接地，并保证电流不被引入通信设备端。7

29、OPGW的技术要求7.1 OPGW的结构OPGW由一个或多个光单元和一层或多层绞合单线组成，一般应采用松套不锈钢管层绞式结构。当工程要求的OPGW外径较小，采用松套不锈钢管层绞式结构难以满足要求时，可考虑采用松套不锈钢管中心管式结构。7.1.1 光单元 光单元是能容纳光纤，且能保护光纤免受环境变化、外力、长期与短期的热效应、潮气等原因引起的损坏。光单元可以包含金属管或合适的阻水材料作为保护结构。7.1.1.1 光纤及光纤带（1） 同批次、同类型OPGW产品应使用同一设计、相同材料和相同工艺制造出来的光纤。（2） 用于成缆的单模光纤的涂覆层结构、光纤强度筛选水平、模场直径和尺寸参数、截止波长、1

30、550nm波长上的宏弯损耗和传输特性均应符合GB/T 9771的有关规定。（3） 松套管中的光纤，应采用全色谱来识别，其标志颜色应符合GB/T 6995.2规定，并且不褪色、不迁移。若松套管中的光纤数高于12芯时，应采用光纤色环或其他色标的方法加以区分。前12芯的光纤标志颜色的优先顺序见表3所示。光纤带的色谱识别应符合YD/T 979中的有关规定。原始的色码在整个光缆的设计寿命期内应可清晰辨认。表3 全色谱的优先顺序优先序号123456789101112颜色蓝橙绿棕灰白红黑黄紫粉红青绿注：若松套管中的光纤数高于12芯时，应采用光纤色环加以区别。7.1.1.2 保护管或其他保护材料光单元除光纤外，还需要一个保护管