110kV输变电工程110kV线路含光缆工程初步设计说明书.doc

张北白龙山入XX变110kV线路（含光缆）工程 初步设计说明书XX110kV输变电工程 XX入XX变110kV线路（含光缆）工程初步设计说明书XX电力设计有限公司2015年09月目 录1.总的部分11.1工程设计的主要依据11.2工程建设规模和设计范围11.3接入系统概况及建设期限11.4主要技术经济特性61.5通用设计应用情况81.6 “两型三新”应用情况82. 线路路径82.1 进出线位置说明82.2 线路路径方案93.气象条件103.1气象条件的选择104.导线和地线154.1导线选型154.2地线的选择164.3导线防舞185.绝缘配合205.1线路所经地区污秽等级的划分205.2绝缘配置205.3绝缘子选型215.4空气间隙226.防雷和接地226.1防雷设计226.2接地设计237.绝缘子串和金具237.1金具选用原则237.2主要金具型式238.导线换位及换相239.导线对地和交叉跨越距离249.1本线路导线对地及交叉跨越距离249.2重要跨越249.3送电线路与弱电线路的交叉角2410.杆塔和基础2510.1 杆塔2510.2 基础2611.在线监测2812.对电信线路和无线电台站的影响及其防护2812.1 设计原则和依据2813.环境保护2914.劳动安全3015.运行维护3016.概算部分3016.1 概算编制依据3016.2 概算编制说明3016.3 概算主要指标3017.附件：路径批复32- 2 -XX电力设计有限公司1. 总的部分1.1 工程设计的主要依据1) 关于委托开展XX110kV输变电工程可研工作的通知2) 国家电网公司输变电工程通用设计(2013年版)3) 国家电网公司输变电工程通用设备标准和物资采购标准。4) 国家电网公司部门文件基建技术【2014】10号国网基建部关于加强新建输变电工程防污闪等设计工作的通知。5)张家口XX110kV输变电工程可研及可研评审意见。6)110kV750kV架空输电线路设计规范GB 50545-2010。1.2 工程建设规模和设计范围1.2.1 建设规模1) 起止点：本工程始于新建XX110kV变电站北围墙，止于张康110kV千伏线路89#双杆处。2) 电压：110kV3) 导线型号：2JL/G1A-240/305) 线路长度：1.5km。6) 地形情况：平原。 7) 回路数：双回路1.2.2 设计范围张北白龙山入XX变110kV线路工程设计。张北白龙山入XX变110kV光缆线路工程设计1.3 接入系统概况及建设期限1.3.1张家口地区220kV网架结构规划20142018年，张家口电网计划新增220千伏变电容量276万千伏安，新建220千伏线路2546.6公里（含风电送出配套）。“十二五”末，张家口电网将以沽源、万全、张南3座500千伏变电站为主要电源，仍分为三个供电区域运行。北部区域：白龙山、义缘风电通过新建康保和尚义500千伏变电站，由张北张南500千伏双回线路送出，沽源500千伏变电站带各风电220千伏升压站及察北、赤城220千伏站，以链式电网结构为主，辐射状分布。中部区域：以万全500千伏变电站为主要电源，带220千伏闫家屯站、榆林站、宣西站、侯家庙、宣东、赵川、青水、黄金岛站、万全、张北站等；供电区域为张家口市区、宣化区、宣化县、怀安、万全、崇礼、坝上等县。南部区域：以张南500千伏变电站为主要电源，带新张北、上花园、深井、三马坊、夏源等220千伏变电站；供电区域为下花园区、张北、涿鹿、阳原、蔚县。“十三五”期间，随着特高压建设，张北坝上地区的风电电力将通过解放、尚义、康保三个500千伏变电站汇集，再送入规划中的张北特高压站，通过张北北京西双回1000千伏线路在“三华”电网消纳。同时张家口地区220千伏供电网络不断得到加强，逐步形成以500千伏变电站为支撑的220千伏双环网和双链式供电网络，从而实现对地区安全可靠供电。1.3.2 2020年张家口中部电网220千伏电网情况怀安电网处在张家口中部电网，中部电网在东望山220千伏站建成后，形成加强型的双环网结构，提高中部电网的供电能力及供电可靠性。如图： 第1页1.3.3 工程建设必要性1.3.3.1概述张北云联数据服务有限责任公司与阿里云、国电通于2015年1月15日在北京签署了张北云中心业务合作协议，在张北合作建设云数据中心，并开展云服务业务的合作。阿里张北云计算数据中心项目总投资300亿元，占地620亩，建设容量60万台服务器，建设“一点三中心”，即：1个示范展示点（中都博物馆南20亩），3个相互备份数据中心（庙滩产业园、小二台镇东、中都机场西各200亩）。未来5年内，阿里巴巴云计算业务北方区域逐步向张北汇聚，预计达到区域业务量的80%以上，张北作为北方区域结算中心，将产生不低于300亿元的直接营业收入。每个项目地点规划建设10万台服务器，到2020年，总体规划三个区域共计30万台服务器。另外在张北县城博物馆建设示范项目（规模和规划容量未确定）。到2015年底，进行设备满载调试，用电容量需求为2500千伏安。2015年底份至2016年底，最少18500台服务器上线运行，最低限负荷需求为6613.75千瓦。2016年底至2017年底，最少70000台服务器上线运行，最低限负荷需求为25025千瓦。2017年底至2018年底，100000台服务器上线运行，负荷需求为35750千瓦。1.3.3.2满足地区新增负荷供电需要张北地区负荷增长迅速，主要集中在张北县城周围。根据张北县规划资料，张北县城北部建设新村工业园、庙滩工业园及阿里云计算项目。新村工业区为主导产业园区，占地面积11平方公里，产业布局为风电装备制造业、农业资源深加工业、机械装备制造业、高科技产业。2014年最大负荷达到8MVA。预测新村工业区2020年达到15MVA。庙滩工业区主要布局建材产业、微生物工程产业和小企业综合产业。目前三通一平已经完成。预测庙滩工业区2020年达到10MVA。XX投产年预测负荷为25MW,2020年预测负荷为62MWXX110kV变电站供电范围负荷预测年份2016年2017年2018年2019年2020年负荷（MW）25455560621.3.3.3满足负荷供电转移需要南滩110kV变电站目前主变为231.5MVA，2013年南滩站最高负荷出现在11月达到38MVA，并且其他各月最高负荷都已经突破了30MVA，导致南滩110kV变电站单主变无法承受全部负荷，使该站不能实现N-1方式运行。XX110kV变电站建成后带出单晶河35kV变电站、公会35kV变电站及大西湾35kV变电站负荷预测12MVA，可分担南滩站部分负荷，可使南滩站负荷减小至25MVA左右，从而实现N-1方式运行。1.3.3.4优化地区35千伏供电网络目前张北县仍然有2座35kV单电源变电站，分别是大西湾35kV变电站与台路沟35kV变电站，大西湾变电站由352公什线提供电源，台路沟变电站由323张台线供电。XX变电站建成后，可以新建两条35kV线路为这两座变电站解决单电源供电问题。 张北县35千伏线路供电方式为双辐射或单链供电模式，可以消除单电源或单回路供电问题，优化供电网络结构，提高供电可靠性。 综上所述，新建XX110kV 变电站是必要的。1.3.4输电线路导线截面选择XX110kV变电站主变容量为250MW，新架设架空输电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并根据电晕、机械强度以及事故情下的发热条件进行校验，经济电流密度按0.9A/mm2，按张北220kV变电站XX110kV变电站线路和白龙山220kV变电站XX110kV变电站线路在正常运行方式下带XX变电站的250MVA主变,则张北220kV变电站XX110kV变电站线路和白龙山220kV变电站XX110kV变电站线路输送的最大容量应为100MVA，若考虑上述两条110kV线路N-1故障，则其中一条单回线路送出的最大容量为100MVA。当变电站主变进线为2回时，计算上述两条线路导线截面为583mm2，则每回导线截面应为291mm2。LGJ-300mm2在70时，载流量为690A，持续极限输送容量为133MVA。LGJ-300mm2满足现阶段负荷需要，考虑线路投入运行后5-10年的发展及技术经济性比较，选择导线型号为2LGJ-240mm2。综上所述建议张北220kV变电站XX110kV变电站和白龙山XX110kV线路型号选择为2LGJ-240mm2。破口接点至白龙山220kV变电站线路暂不更换，更换破口接点至张北220kV变电站线路为2LGJ-240mm2。1.3.5接入系统方案根据周边变电站和系统接线情况，XX最适合接入张北220kV变电站。但张北220kV变电站110kV侧出线间隔没有位置，也没有扩建的可能。2014年张康线破口接入白龙山220kV变电站后，张康线成为系统联络线。考虑出线走廊等现状及未来规划情况，提出具体接入系统方案如下： 新建XX110kV变电站接入张北220kV变电站-康保110kV变电站线路上，形成张北220kV变电站-XX110kV变电站和白龙山220kV变电站-XX110kV变电站两回供电线路。由于张北220kV变电站和白龙山220kV变电站分别属于张家口的中部电网和北部电网，XX110kV变电站不能合环运行。故此方案为过渡方案。根据规划，当沽察二线投入运行后，察北站可靠性提高。庙洼110kV变电站负荷将由察北站带出。张庙一、二回间隔腾出给XX110kV变电站供电。这样就形成了张北220kV变电站双回至XX110kV变电站、张北220kV变电站双回至南滩110kV变电站。最终方案供电可靠性较高。图1.3.5接入系统方案示意图1.3.6建设期限本工程计划2016年建成投运。1.4 主要技术经济特性1.4.1 主要技术条件序号项目主要技术条件1起止点及路径长度本工程始于新建XX110kV变电站北围墙，止于张康110kV千伏线路89#双杆处。全长1.5km2曲折系数1.153杆塔数量双回路钢杆13基4沿线地形、地貌线路位于河北省张家口张北县，沿线地形以平地为主，海拔高度15005地质、水文概况1)拟建线路无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。2)拟建线路主要为平地,地层为黄土状粉土、粉土混碎石、花岗岩、花岗片麻岩、片麻岩等。3)沿南滩110kV变电站北侧有地下水分布，南滩南侧地下有大块岩石。4)拟建线路沿线地基土对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋均不具腐蚀性。5)拟建线路沿线黄土类土为非自重湿陷性黄土，湿陷等级可按级考虑。6)拟建线路沿线位于地震烈度7度区内，地震动峰值加速度G=0.1g，无地震液化问题。7)拟建线路沿线最大冻土深度2.5m。6交通概况线路位于张家口张北县。平地区段与县道、乡道、机耕路交错分布，交通较方便。1.4.2 主要技术经济指标主要工程量单公里指标：项目名称单位本工程导线t/km11.73OPGWkm3.3接地钢材t/km1.58绝缘子t/km10.512塔材t/km125基础钢材t/km44.1基础混凝土量m3/km458.51.4.3 交叉跨越因线路位于张家口张北县，电力线路、交叉跨越较多。主要交叉跨越情况被钻跨越物10kV35kV通讯线路市区道路跨越次数（次）14392注：沿线路径多占用张北市区绿化带，砍伐树木零星，根据规划部门了解回植相应树木量即可，由于市区在规划中，树木数量不确定，待施工前详细排查。1.5通用设计应用情况本工程主要采用国网公司典设塔型1EEG4模块钢杆。本工程新建铁塔总计13基。本工程典设塔型使用率占总基数的100%。1.6 “两型三新”应用情况1）利用卫片、GPS等手段进行路径选择，减少了房屋拆迁和树木砍伐。2）导线悬垂线夹和防振锤采用节能金具。3）防振锤采用预绞式。4）在地下水位埋藏较深处尽量采用原状土基础，以节省混凝土用量。2. 线路路径2.1 进出线位置说明2.1.1 进线说明XX110kV变电站位于张北县恒泰水泥公司西南处约0.6km处，110kV架空线路由XX110kV变电站北侧进入变电站，110kV变电站距离北侧公路约30米。XX110kV变电站进线示意图1）接位置说明已建张康110kV线路的89#为单回路水泥杆，此处位于张北县城外环路的南侧，杆塔南侧线路在本次工程结束后将退出运行。89#杆塔北侧线路予以保留，由于原线路为单回路水平排列，新建线路为双回路垂直排列，在张北-XX110kV线路改造工程中将90#杆塔改造成单回路耐张钢杆，以方便导线水平变垂直排列接线。详细部分参见张北-XX110kV线路改造工程。2.2 线路路径方案2.2.1 路径选择原则1) 根据电力系统规划要求，综合考虑线路长度、地形地貌、地质、水文气象、冰区、交通、林木、保护区、旅游区、矿产、障碍设施、交叉跨越、施工、运行及地方政府意见等因素，进行多方案经济技术比较，使路径走向安全可靠，便于运行、经济合理。2) 原则上避开军事设施、城镇规划、大型工矿企业、自然保护区、旅游风景区、文物保护区、已建风场及重要通信设施、机场等，减少线路工程建设对地方经济发展的影响。3) 在经济合理的前提下尽量避开已有的各种矿产采空区、开采区、规划开采区及险恶地形、水网、不良地质地段，尽量避让林木密集覆盖区。4) 尽可能靠近现有国道、省道、县道及乡村公路，改善交通条件，方便施工和运行。5) 在路径选择中，充分体现以人为本的保护环境意识，尽量避免大面积拆迁民房。6) 减少交叉跨越已建送电线路，特别是高电压等级的送电线路，以降低施工过程中的停电损失，提高运行的安全可靠性。7) 综合协调本线路与沿线已建、在建、拟建送电线路、公路、铁路、输油管线及其它设施间的矛盾。8) 充分征求地方政府及有关部门对路径方案的意见和建议。9) 尽量利用省、市分界地区，城镇、乡镇之间结合部，利用率较低的土地。路径方案技术可行，经济合理。2.2.2 路径方案2.2.2.1.线路路径选择过程及制约因素XX110kV变电站位于张家口恒泰水泥南侧，紧邻市区道路，线路路径通道多占用县城规划的绿化带行走，线路路径单一，走廊狭窄，地线管道错综复杂，与相关部门详尽沟通后确认线路路径可以使用。2.2.2.2路径方案因本工程线路涉及张家口张北新兴产业示范区总体规划，线路路径走径唯一，因此本工程可研阶段仅选择唯一线路路径，不作路径方案对比。线路由接点（即原张康110kV线路89#杆塔）同塔并架双回路向西行进约500m，后跨过城区道路后在恒泰水泥厂东北角沿路向南行走500m米沿路北侧再向西行进约500米后南向进入XX110kV变电站。2.2.3 路径协议情况线路路径，协议已经全部办理，其协议情况如下：有关单位的收资及协议情况详见下表序号收资单位收资情况意见备注1张北县人民政府已发文已回文，书面同意2张北县国土资源局已发文已回文，书面同意3张北县林业局已发文已回文，书面同意4张北县人民武装部已发文已回文，书面同意5张北县水利局已发文已回文，书面同意6张北县交通局已发文已回文，书面同意7张北县环境保护局已发文已回文，书面同意8张北县公安局已发文已回文，书面同意3. 气象条件3.1 气象条件的选择3.1.1 资料来源和统计原则设计气象条件的统计原则，是根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验，按30年重现期确定。新建线路工程位于河北省张家口地区，线路主要经过张家口张北县。张家口张北县位于张家口坝上地区，因此本工程气象条件采用张北县气象站提供的气象资料，并参照附近已有线路的运行经验进行设计。根据沿线气象站的气象资料进行分析计算，提出设计成果。3.1.2 原始资料3.1.2.1 常规气象项目统计常规气象项目统计表常规气象项目张北站统计值平均气温()3.02极端最高气温()35.1极端最低气温()-36最低气温月平均气温()-28.4最大风速月的平均气温()-26.6最长雾凇持续时间(h)-平均雷暴日数(d)39.05平均降雨日数(d)3.5平均降雪日数(d)15.2最大冻土深度(cm)2503.1.2.1设计气象条件的确定3.1.2.1.1设计最大风速的确定计算统计最大风速有多种方法，利用极值分布法的耿贝尔法，经验频率法和皮尔逊型曲线法，本次设计优选极值分布法，计算过程如下：(1) 风仪高度订正同一气象站不同年份风仪装设高度也不一样，故统一换算为距地面10m处的风速。高度的换算采用建筑结构荷载规范所列公式：V10=VH(10/Zm)a式中：V10及VH分别为10m及高度处的风速(m/s)是地面粗糙系数，计算中取0.16Zm为仪器架设高度(m)将其换算成10m高度，2min平均自记风速，其结果如下年份最大风速仪高（m）折算高度风速年份最大风速仪高（m）折算高度年份最大风速仪高（m）折算高度风速19621610.517.6 19782310.523.2 199414.710.516.5 19631610.517.6 19791710.518.4 19951810.519.2 19641610.517.6 19802010.520.8 199618.310.519.4 19651810.519.2 19811810.519.2 199716.310.517.8 19662010.520.8 19821810.519.2 19981610.517.6 19671210.514.4 198316.710.518.1 199915.710.517.3 19681810.519.2 198417.310.518.6 200014.710.516.5 19691410.516.0 19851610.517.6 200114.710.516.5 19701410.516.0 198615.310.517.0 20021610.517.6 19711810.519.2 19871510.516.8 200315.310.517.0 19722310.523.2 19881410.516.0 20041510.516.8 19732110.521.6 198916.710.518.1 200522.31122.0 19741910.520.0 199015.310.517.0 20061810.519.2 19751810.519.2 19911310.515.2 20072310.523.2 19762010.520.8 199213.710.515.7 19771810.519.2 199315.710.517.3 （2） 风速次时换算统一订正为我国DL/T 5158-2002要求的自记10min平均风速，次时换算公式为：V10=aV2+b,式中a取0.81,b取4.72，其结果如下年份V2V10年份V2V10年份V2V10年份V2V10196217.6 18.4 197420.0 18.4 198617.0 18.4 199817.6 18.4 196317.6 18.4 197519.2 18.4 198716.8 18.4 199917.3 18.4 196417.6 18.4 197620.8 18.4 198816.0 18.4 200017.3 18.4 196519.2 18.4 197719.2 18.4 198918.1 18.4 200117.3 18.4 196620.8 18.4 197823.2 18.4 199017.0 18.4 200217.0 18.4 196714.4 18.4 197918.4 18.4 199115.2 18.4 200315.2 18.4 196819.2 18.4 198020.8 18.4 199215.7 18.4 200415.7 18.4 196916.0 18.4 198119.2 18.4 199317.3 18.4 200520.8 18.4 197016.0 18.4 198219.2 18.4 199416.5 18.4 200614.4 18.4 197119.2 18.4 198318.1 18.4 199519.2 18.4 200719.2 18.4 197223.2 18.4 198418.6 18.4 199619.4 18.4 197321.6 18.4 198517.6 18.4 199717.8 18.4 (3) 最大风速的统计方法及计算结果风速数理统计方法多种多样，本工程采用气象部门惯用的极值I型分布模型概率统计分析法，其公式如下：式中： 气象台10m处重现期为T年的连续自记10min平均最大风速，(m/s)； 重现期；年； 统计样本标准差； 样本中每年最大风速； 样本中的历年最大风速平均值， m/s； 样本中的风速总次数或年数。通过气象台出具的1962年至2007年张北地区气象资料，换算到距地面以上10m高处的连续自计10min平均最大风速资料作为统计样本，利用上式算出该组资料的 3.0045，并求出 =25.51，以重现期为30年带入上式求出距地面高度为10m的 =27.01。根据中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范2006版（GB 500092001）中所附全国基本风压分布图。从中查得张北地区10m高10年一遇、50年一遇、100年一遇基本风压分别为0.35、0.55和0.6kN/m2。建筑结构荷载规范中仅给出10年、50年和100年的风压，其他重现期R的相应值按下式确定： 由上式求得该地区三十年重现期风压为： 再由式 求出该地区三十年重现期最大风速 为28.4（m/s） 经过计算得到张家口张北地区30年一遇10m高风压为0.469kN/m2，设计相应基本风速为29m/s。因此，结合设计规程要求及邻近线路运行经验，推荐本工程设计最大风速取值29m/s。3.1.2.1.2覆冰厚度的确定张北站无导线覆冰观测项目，张北站1999-2005年观测期间的最大覆冰厚度为5.0mm，比重为：0.9 g/cm3。由于覆冰资料较少，参考附近已运行多年的线路设计气象条件，及冀北电网公司基建部下达文件的要求，导线采用设计覆冰厚度10mm，比重按0.9计算；地线采用设计覆冰厚度15mm，比重按0.9计算。3.1.2.1.3年平均气温的确定张北站原始资料多年平均气温值为3.02。根据设计规范规定，年平均计算气温应采用与此数临近的5的倍数值。根据这一规定，本工程年平均气温取5。3.1.2.1.3运行情况及微气象调查经沿线调查，并结合已经运行中的其它线路情况，本工程所经地区没有微气象区域。3.1.2.1.4沿线已运行线路气象条件的选择本工程线路沿线110kV线路有张南110kV、庙洼110kV线路I回、II回等，运行线路的气象条件选择为：最高气温+40，最低气温-40，年平均气温0，覆冰10mm，最大风速30m/S。3.1.2.1.设计气象条件的选取结果根据以上计算结果，参照本线路所在地区已有线路的运行经验和设计规程有关规定，本着与典型气象区接近时一般采用典型气象区所列数值的规程要求，各计算气象条件列表如下。气象条件温 度()风 速(m/s)冰 厚(mm)最高气温4000最低气温-4000大气过电压有 风15100无 风1500最大风速-5290年平均气温000覆 冰-51010(导)/15（地）操作过电压内过0150安装情况-15100带电作业15100平均年雷暴日数40天4. 导线和地线4.1 导线选型4.1.1 导线的选择XX110kV变电站主变容量为250MW，新架设架空输电线路导线截面一般按经济电流密度来选择，并根据电晕、机械强度以及事故情下的发热条件进行校验，经济电流密度按0.9A/mm2，按张北220kV变电站XX110kV变电站线路和白龙山220kV变电站XX110kV变电站线路在正常运行方式下带XX变电站的250MVA主变,则张北220kV变电站XX110kV变电站线路和白龙山220kV变电站XX110kV变电站线路输送的最大容量应为100MVA，若考虑上述两条110kV线路N-1故障，则其中一条单回线路送出的最大容量为100MVA。当变电站主变进线为2回时，计算上述两条线路导线截面为583mm2，则每回导线截面应为291mm2。LGJ-300mm2在70时，载流量为690A，持续极限输送容量为133MVA。LGJ-300mm2满足现阶段负荷需要，考虑线路投入运行后5-10年的发展及技术经济性比较，选择导线型号为2LGJ-240mm2。综上所述建议白龙山XX110kV线路型号选择为2LGJ-240mm2。4.1.2导线的物理特性导线的机械物理特性表物理特性单 位数 据型 号JL/G1A-240/30综合截面mm2275.96外 径mm221.60铝股数/每股直径股数/mm24/3.60钢股树/每股直径股数/mm7/2.40铝股总截面mm2244.29钢股总截面mm231.67单位重量kg/km920.7弹性模量N/mm273000线膨胀系数1/19.6E-6计算拉断力N75190导线安全系数2.5，最大使用张力28572.2N，代表档距内受最低温度和年平均温度控制4.1.3导线的防振导线年平均运行应力的上限值为为试验保证拉断力的25%，按设计规范要求采取防振措施，本工程导线采用加挂预绞丝防振锤作为防振措施（防振锤的型号与普通钢芯铝导线相同）。4.1.4导线的初伸长处理本工程常规线路段采用降温法来补偿由于导线的塑性伸长对弧垂的影响。按降温20处理。节能导线将根据具体参数确定。4.2 地线的选择根据XX110kV变电站进口单相短路电流进行计算及通讯要求，另外根据系统规划要求，本线路新建双回路部分采用2根24芯OPGW光纤复合地线，当导线发生单相接地故障时，地线中流过的短路电流不得超过其允许短路电流。 4.2.1 OPGW光缆及分流线选型1) 机械强度：OPGW光缆的机械强度及使用条件，应满足在外过电压情况下档距中央导地线线间距离的要求，不增加地线支架的高度，同时也满足110kV750kV架空输电线路设计技术规范(GB 50545-2010)对地线的安全系数、平均运行应力的要求。为了保证安全运行，最大使用张力为40RTS时，通信质量应无变化。具有良好的疲劳耐振特性，允许平均运行张力不应低于22RTS。2) 纤芯余长：OPGW光缆的伸长变形主要考虑张力引起的蠕变伸长、气象条件变化产生的热胀冷缩，以及线路发生单相短路引起的线长变化。OPGW光缆中光纤的布置采用松套型式，OPGW光缆纤芯应有足够的设计余长，以保证当OPGW光缆承受70%额定拉断力时光纤的光学特性不受影响，在各种设计气象条件下及短路等温度变化造成热胀冷缩所引起的光缆长度变化时光纤不受力或光学特性不受影响，在考虑光缆的初伸长和使用寿命年限内蠕变伸长等情况下光纤的光学特性不受影响。3) 单丝：OPGW的承力部分由铝包钢丝组成。外层单丝直径，按不小于3.0mm设计。处于同一层的单丝，直径应相同。4) 热稳定和耐雷击：当环境温度为40时，电力线发生单相接地故障，OPGW应能经受瞬时大电流的冲击，机械特性不受影响，放置于光纤金属套管内的化合物不变质，光纤及光单元的标志颜色不褪色、不迁移。OPGW应能承受DL/T832-2003规定的3级雷击试验，雷击OPGW时通信质量不受影响。当线路发生单相短路时，架空地线上出现短暂的大电流，此电流会产生热量而使OPGW的温度升高。因为电流持续时间很短，发热过程可视为绝热状态，即所发热量不散发到周围环境中而全部用于提高电线的温度。当电线温度超过其允许温度，将会严重影响安全运行，所以满足热稳定要求是确定OPGW。对OPGW光缆一般采用生产厂家提供的允许短路电流。5) 地线运行方式：OPGW应逐塔经专用接地线良好、可靠接地；OPGW光缆换型和分段应尽量在耐张塔上进行。6) 系统短路电流：本工程OPGW地线热稳定计算依据2025年系统短路电流进行选型。在满足上述要求的前提下，直径宜尽量小、单位长度重量宜尽量轻。4.2.2 按热稳定条件选择OPGW校验地线热稳定所用短路电流按2025年的系统规划容量计算，短路电流热作用时间取0.50s。本线路XX110kV变电站侧单相短路电流取值按不小于6.09kA，张北220kV变电站110kV母线单相短路电流取值按不小于9.29KA。每根地线按50%分流，短路电流容量按不小于16kA2s,所选OPGW满足地线热稳定要求并留有预度（短路电流持续时间取0.5s）。 4.2.3 地线的主要机械和物理特性OPGW技术参数见下表（参考值最终以招标订货参数为准）：序号名称单位参数1光缆直径mm13.22光缆重量kg/km4793承载面积mm21004计算拉断力RTS=95%UTSkN605直流电阻/ km0.496短路电流容量（I2T）kA2.s744.2.4 地线的运行方式OPGW光缆和铝包钢分流线逐塔可靠、良好的接地。4.2.5 地线的安全系数考虑到OPGW的重要性及以往工程设计运行经验，OPGW在最大使用张力时的安全系数不小于3.0，年平均运行张力不超过极限拉断力的20%。4.2.6 地线的初伸长处理OPGW的初伸长补偿温度待供货厂家后定。4.2.7 地线的防振OPGW的防振采用安装护线条和防振锤方式，防振锤的安装个数及型号待OPGW具体型号确定后再行确定。4.3 导线防舞导线覆冰舞动会对输电线路杆塔、金具和导地线造成损伤，严重时甚至引起线路故障跳闸。为切实加强防舞措施的实际效果，减少输电线路跳闸率，保证电网安全稳定的运行，根据冀北电力系统舞动分布图 (2012年版)，对本工程线路舞动做风险评估。冀北地区舞动分区图根据上图，本工程线路处于3级舞动区。虽据张北气象站冬季风向，张北县冬季主导风向为NW（北偏西45风）和WSW（西偏南15风）。线路工程大部分路径走向呈东西走向，与冬季主导风向WSW（西偏南15风）和NW（北偏西45风）夹角约45。按照国家电网公司新建输电线路工程防舞设计要求（国家电网基建2010【755】号），为安全运行考虑，本工程采取以下防舞动措施：1）.舞动区段，适当缩小档距，降低杆塔高度。2）.导地线防振锤采用防滑型预绞丝防振锤。3）.耐张线夹引流板采用加强型。4）.耐张塔横担与塔身连接处，采取构造措施，提高平面节点外刚度。耐张塔导线横担上平面与地线支架下平面的腹杆布置成稳定的支撑体系。杆塔螺栓直径不小于16mm，螺栓级别不低于6.8级。5）.耐张塔、紧邻耐张塔的直线塔、重要交叉跨越区段的铁塔，全塔采用双帽防松螺栓。螺母采用镀后攻丝技术，减小螺栓和螺母间的配合间隙。施工时，铁塔螺栓应逐个紧固，在舞动季节前后应复紧铁塔螺栓。5. 绝缘配合5.1 线路所经地区污秽等级的划分本工程位于张北县境内，根据冀北电网公司冀北电力系统2013年污区分布图判断，线路位于c-d级污秽区内，考虑线路临园区，今后5-10年为园区的发展期，区域内污秽等级有上升趋势，因此线路按d级污秽区进行绝缘设计。根据设计规程中附录B的规定，本线路d级污秽区绝缘子串的泄露比距按2.5-3.2cm/kV（标称电压）设计。绝缘水平均按上限配置。冀北电力系统2013年污区分布图5.2 绝缘配置（1）绝缘配置原则为确保本线路的安全可靠运行，绝缘配置遵循差异化原则，绝缘水平均按照区域的上限标准配置。本工程采用d级污区设计。线路杆塔均采用防污瓷绝缘子。（2）绝缘水平本线路绝缘子串在e级污秽区内的泄漏比距按不小于3.8cm/kV。 （3）绝缘子形式（1）绝缘配置原则为确保本线路的安全可靠运行，绝缘配置遵循差异化原则，绝缘水平均按照区域的上限标准配置。本工程采用d级污区设计。线路杆塔均采用防污瓷绝缘子。（2）绝缘水平本线路绝缘子串在d级污秽区内的泄漏比距按不小于3.2cm/kV。 （3）绝缘子形式本工程线路绝缘子悬垂串、耐张及架构绝缘子采用防污瓷绝缘子，爬电距离450mm，按耐污法计算线路绝缘子片数，本工程绝缘子单联串应采用8片，双联串采用16片。张北县海拔高度大于1000m，故在原来的基础上增加一片，单联串采用9片，双联串采用18片。本线路工程杆塔采用防污瓷绝缘子耐张双联串，型号U120BP/146D，每串29片，每片爬距为450mm，单位泄露比距为3.68cm/kV；直线塔防污瓷绝缘子耐张单联串，型号U70BP/146D，每串29片，每片爬距为450mm，单位泄露比距为3.68cm/kV；架构用绝缘子采用U120BP/146D型防污瓷绝缘子，单联串，9片绝缘子，单位泄露比距为3.68cm/kV。跳线串采用国家电网公司依托工程基建新技术推广应用实施目录（2012年版第一批）推广应用类成果“220kV及以下线路垂直固定式防风偏跳线复合绝缘子”，根据耐张塔形式不同，每相导线跳线串可采用单串或两个独立单串。5.3 绝缘子选型本工程推荐使用的绝缘子技术特性见下表： 技术特性防污瓷绝缘子合成绝缘子型号U120BP/146DU70BP/146D高度（mm）146146盘径（mm）280280爬电距离（mm）450450雷电全波冲击闪络电压（kV）120120工频闪络电压（kV）110（击穿）45（湿闪）110（击穿）45（湿闪）金具联结标记1616额定机械负荷（kN）12070盘形绝缘子机械强度设计安全系数取值不小于下表所列数值：情况最大使用荷载断线断联安全系数2.71.81.55.4 空气间隙本工程线路所处海拔高度均在135001400m之间，根据110kV750kV架空输电线路设计规范(GB 50545-2010)中的规定，海拔高度不大于1000m地区架空送电线路绝缘子串及空气间隙采用下列数值：工频电压间隙： 0.26 m操作过电压间隙： 0.728m雷电过电压间隙： 1.04m带电作业组合气象条件为15C，风速10m/s。带电部分对杆塔接地部分的校验间隙不小于1.34-1.54m。6. 防雷和接地6.1 防雷设计6.1.1 线路经过地区的雷电活动情况根据本工程对张北气象站雷暴日的统计，并参考附近线路的雷暴日值，本工程采用40日/年作为设计条件，并以此雷暴日数进行防雷保护设计。6.1.2 防雷措施为防止雷直击导线，全线架设两根地线，双回路铁塔地线对边导线的保护角0，单回路铁塔地线对边导线的保护角不大于15。导线和避雷线之间的净空距离在大气过电压无风情况下满足0.012L+1米的要求(L是档距)。铁塔上两避雷线之间的距离不超过避雷线与导线垂直距离的5倍。6.2 接地设计全线铁塔逐基、逐腿接地，接地装置采用方环加放射线型，接地体采用F12圆钢，对不同的土壤电阻率，分别配置相应的接地装置。在高土壤电阻率地区部分杆塔，塔基附近又无较厚土层地方埋设接地体时，为降低铁塔接地电阻，本工程采取使用降阻模块的办法。地形平原丘陵、山地工频接地电阻(欧)7157. 绝缘子串和金具7.1 金具选用原则金具的强度设计安全系数，按下列情况取值：最大使用荷载情况：2.5；断线、断联情况：1.5。本工程各型金具，采用国家电网公司输变电工程通用设计110kV线路金具图册中的金具。7.2 主要金具型式 本线路所用主要金具见下表：序号金具名称型 号备 注导 线 JL/G1A-240/301悬垂线夹悬垂采用XGS- 8034/400节能金具2耐张线夹NY-240/30节能金具3防振锤FDT-44接续管JYD-240/308. 导线换位及换相本工程线路路径长度约为1.5km，线路较短，不需要换位。9. 导线对地和交叉跨越距离9.1 本线路导线对地及交叉跨越距离被跨越物名称距离（m）说 明居民区7.5非居民区6.5电力线4通信线4机井4按9m高等级公路8对路面铁路12.5至轨顶树木4.5按自然生长高度果树3.5线路跨越杨树、松树等，其中成片的树林考虑跨越，各树种的自然生长高度最大值按照冀基建【2013】175号文执行，其他零星杂树按砍伐处理。零星杂树和行树的砍伐宽度，按边线外15m考虑。各树种的自然生长高度最大值见下表：树种自然生长高度最大值杨树平原、丘陵28m，山区25m落叶松25m松树、柳树、桦树、榆树、枫树、梧桐20m早熟、核桃树、栗子树、柿子树15m9.2 重要跨越跨越110kV及以上线路、铁路、高速公路、路基宽度7.5米的公路(沥青和水泥路面)以及I、II级架空通信线时，悬垂绝缘子串采用双联串(两个单联串)。按照110kV750kV架空输电线路设计规范(GB 50545-2010)的规定，跨越标准轨距铁路、高速公路、一级公路、电车道、通航河流、110kV及以上线路、特殊管道、索道的跨越档内，导地线不允许接头。9.3 送电线路与弱电线路的交叉角弱电线路一级二级三级交叉角4530不限制10. 杆塔和基础10.1 杆塔10.1.1 塔型规划根据选定的路径方案及沿线地形地貌特征，综合分析比较各类塔型的技术条件、经济指标后，对本工程铁塔系列进行了规划。按一种气象条件V=27m/s、C=10mm，参照国网通用数据库中铁塔选型，考虑到张家口地区最大风速较大为27m/s（结合原有线路运行经验）以及最低温度较低为-40等因素，综合了风速及气象条件选用了、1GGE4模块钢杆。1GGE4模块钢杆适用导线型号2LGJ-240/30兼LGJ-400/35型双。1GGE4模块使用的气象条件、导地线型号：气象条件最高温度最低温度最大风速最大覆冰1GGE4+40-2029m/s10mm型号导线型号地线型号回路数/1GGE4模块2LGJ-240/30JLB20A-100双回/10.1.2 杆塔荷载本工程各塔型的使用条件均满足铁塔使用条件一览表的要求。新建线路的铁塔外荷载的计算原则及技术要求，主要依据110 kV750kV 架空输电线路设计规范(GB 50545-2010)。10.1.3 杆塔选型1)双回路直线塔采用1GGE4-SZG2钢杆。2) 双回路转角塔根据转角度数不同，分别采用1GGE4-SJG1、1GGE4-SJG2、1GGE4-SJG3和1GGE4-SJG4。3) 双回路终端塔采用1GGE4-SJG4塔。 塔型见“杆塔一览图”。10.1.4杆塔材料铁塔塔材采用热轧等肢角钢及钢板。其材质为Q235B、Q345B钢。焊条采用E43、E50、E55型。铁塔自地面以上10米范围内(高低腿自最短腿起计)的螺栓均采用防卸螺栓；10米以上所有螺栓均需加装扣紧螺母(GB805-88)，扣紧螺母采用离子渗镀锌防腐。重要交叉跨越铁塔全塔防盗。10.1.5其他技术条件根据中国地震动参数区划图，线路沿线地震动峰值加速度G=0.05g，地震基本烈度为6度，按110kV-750kV架空输电设计规范(GB 50545-2010)第10.1.16条，对铁塔不进行抗震验算。铁塔全部构件、螺栓、脚钉均采用热镀锌防腐。铁塔主材上设置蹬塔脚钉，间距400450mm，交错布置。铁塔构件主要采用螺栓连接，塔脚及局部结构采用焊接。10.2 基础10.2.1 水文、地质概况1）地形地貌线路沿线途经地形地貌以平地为主，地势较高，地形起伏较小。沿线跨越干枯的安固里河道，跨河段附近地形平缓。2）地质概况(1) 拟建线路区域属相对稳定地块，没有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等不良地质作用。(2) 拟建线路沿线主要为平地，地层岩性以黄土类土、粉土、碎石土及基岩为主。(3) 拟建线路地下水位埋深建议按0.00m考虑。(4) 拟建线路沿线地下水对混凝土结构及对混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。(5) 拟建线路沿线表层不存在湿陷性黄土类土。(6) 拟建线路途径区域50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.1g ，对应的地震基本烈度为7度，不考虑地基土地震液化问题。(7) 拟建线路沿线最大冻土深度可按2.5m考虑。3）水文概况预计未来30-50年跨河段两岸向两侧变迁范围均按500-300m考虑。线路断面频率3.3%的洪水冲刷深度暂按1.0m-4.0m考虑。10.2.2 基础型式选择本工程基础设计主要依据架空送电线路基础设计技术规定DL/T5219-2005，按照安全可靠、技术先进、经济适用、因地制宜、方便施工的原则进行。按110kV-750kV架空输电设计规范(GB 50545-2010)第12.0.9条，不考虑地震对铁塔基础的影响。根据本工程可研设计阶段的水文、地质情况及各塔型基础作用力的特点，通过详细的优化计算，确定基础型式如下：1)灌注桩基础2）主柱配筋台阶基础本工程基础型式及材料量详见“基础一览图”。10.2.3 不良地质处理措施无10.2.4 新型基础形式的采用本工程沿线地层岩性：平地区主要为粉土、耕土；丘陵主要为耕土、圆砾。所以全部采用常规基础。10.2.5 基础材料1) 基础用钢材地脚螺栓：Q235钢 、35号优质碳素钢。钢筋：HPB235、HRB3352) 基础用水泥根据地质、水文情况，结合以往的工程经验和惯例，本工程宜采用普通硅酸盐水泥。3) 混凝土标号基础保护帽： C15灌注桩基础： C30主柱配筋台阶基础： C2510.2.6 其它技术要求1）根据中国地震动参数区划图，线路沿线地震动峰值加速度G=0.2g，地震基本烈度为8度，可不考虑地震液化问题。所以，不考虑地震力对基础设计的影响。2) 全线冻土深度为2.5m，基础埋深均大于1.1倍的冻结深度。3) 基础选型应优先选用原状土基础，以减小基坑开挖对边坡地质条件和力学边界条件的破坏，基础施工完成后恢复自然植被。4) 塔位处存在汇水面，为防止上山坡汇水对基面的冲刷影响，上坡侧加砌排水沟。5)随着全方位高低腿、原状土高低柱基础等技术的广泛应用，线路工程的土方量较过去有很大的减少，但还是难以避免高陡边坡的出现，线路塔位附近也往往会有一些自然边坡或原有地人工边坡难以回避，加之基础开挖的余土处理困难，往往也会堆积成一定高度的弃土边坡，这些边坡如果有一定高度或面积时，就必须采用护坡处理。