220kv梧岗变向塘变线路设计及有关问题研究 69页

摘要随着南昌市和南昌县经济的快速发展，招商引资工作力度不断加大，一大批工业企业相继落户南昌赣江以东地区，200年该地区用最大供电负荷己达1120兆瓦，预计今后几年该地区用电负荷还将呈现快速增长的势头，预计2010年将达到2340兆瓦，为满足南昌县域经济快速发展对用电的需求，为进一步提高南昌电网供电能力和可靠性，满足浙赣铁路电气化建设峨峨需求，进行220KV向塘输变电工程的建设，本文对220KV送电线路设计所用到的计算做了较全面的阐述，在此基础上根据220KV梧岗变一向塘变线路实际情况，对在大短路电流地区OPGW地线复合光缆的选型及OPGW地线与导线、另一回地线的配合；在多雷地区改善接地电阻、在跨越地点增加线路避雷器：绝缘子的选型等问题做了重点论述。关键词：220KV线路设计；地线复合光缆；改善接地电阻；线路避雷器；绝缘子IV AbstractABSTRACTAlongwiththerapiddevelopmentinnanchang，theeffortsOiltheworkoftradeandinvestmentpromotionarebeingintensifiedandalotofindustrialenterpriseshavesettledeastofthegangjiangriverinnanchang．Sothebiggestelectricityloadinthisareahasreached1120megawattin2006anditisanticipatedtokeepfastgrowthtoreach2340megawatt．Tomeettherequirementofelectricityforrapideconomicdevelopmentandimprovethenanchangpowergridsreliabilityandabilitytosupplyelectricityforconstructingthezheganelectrifiedrailways,the220kvxiangtangtransmissionlineengineeringiski珏gbuilt．Thispaperdealswiththecalculationfordesigningthe220kvtransmissionline,and011thisbasis，thispaperinvestigatesthisquestions：thechoiceforgroundelectrodecompositeopticalcablelineinbigshort-circuitcurrentregion，thecooperationwithintheOpGWtransmissionline，theleadandothercirc馥groundelectrode，theimprovementforearthresistanceinregionwhere鑫lotofthunderstakeplace，theincreasementoflinesurgeattester或crossingplace。thelectoypeforinsulator．KeyWords：thedesignfor220KVdiverseline；groundelectrodecompositeopticalcableline：theimprovementforearthresistance；theincreasementoflinesurgearrester；insulatorV 学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名c手写，：11／o男签字臼期：-刀年，z月z，；日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中围学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名(手写)：己t。学签字同期：1．--u7年h月l?FI签字同期：h月l?导师签名(手写)：锄脚饧签字日期：年月E1 第l章前言1．1选题背景及其意义第{章前富电力工业是国民经济的基础产业之一，其根本任务是为国民缀济和人民生活提供兖足、霹靠、优鹱鹣魄力。架空毫力线路楚毫力系统的羹黉缀成熬分，宅懿潮途除了可输送帮分黼电链井，还可穆几个电阏连接起来缀黢魄力系统。20世纪前半叶，半封谶、半殖民地的旧中阐，电力工业发展缓慢。新中国成立后，随着国民经济迅遴增长，输电线路姥设事业突飞猛进。50年代新建35～220KV线路3万km，有力地支持了第1个和第2个五年计划的实现：60年代220KV主于线路增麴剩l万Ion，诲多省辩滋瑗220kv电弱；粥年代初，秀醚含剃家蛱拳电菇翔浃嚣关中受萄中心送魄，建设第l条330KV趱蠢压线路；80年代备地区大量开发水、火电源，华中、米北、华东相继建设500KV线路；90年代第1条±500KV葛洲坝至上海直流线路竣工投运。经过半个世纪的努力，输电线路建设业绩辉煌。企图35KV以上电压的线路总长度已达65万Km，其中接近拳数为110～220KV330～500KV趣窝愿线路2．4万}渤。形成了东j￡、华蔻、肇东纛华毒5个500KV跨省豹丈嚣域瑕会电弼。由袤、禳建、嚣弱独立省内500KV电网；西北陕种宁青330KV联合电网；以及华中与华东2大电网之间实现±500KV直流鱼联局面。以江西省电力建设为例，江西电网建设投资增长速度在全国名列前茅，仅2007年基建项圈电力建设投资就达到20亿，据保守镳计，明年这一数字将达到40亿，我国输魄线路的电压等级釉建设筑模已跨逡毯赛羧毫大蓬黎纾弼，溪长速疫受是国强掰罕冤珏凋。2000--2004年南昌市用电量年均增长速发为11．5％，以南昌市2004年电量60．4l亿kwh为基数，预测2010年126．53亿kwh、2020年248．99亿kwh，“十一溉”电量年均增长13．75％，2010--2020年电量年均增长7．00*,6。南昌市电睡现蠢110KV及以上输魄线路2464Km，在十一五规划期间将新壤110KV及豁上簸毫线瑟1388Km，慧投瓷205055万元。鼹戆太藏攘静电力建浚，设诗工作一定要做好。 第1章翦言零；}学、周全、翔实、麓靠熬设谤工撵慰絮空线路豹安全、经游运弦有缀大的作用。220KV向塘输交电工程是2006年的江西省电力公词基建项目。根据负荷预测，2006年南昌供电地区赣江以东区域最大用毫负荷达1310箍瓦，靠稀有220KV交堍菇不能灌是要求。辗撂瘩昌撰龟嚣220KV变电容量平餐诗算，考虑囱塘220Kv变电皴建成后，2006年供电区220KV变电容裁才能满足要求。此外，浙赣铁路电气化改造工程拟在江西境内新建13座牵引站，工程计划2006年上半年建成投运，计划接入向塘变。220KV向塘输变电工程是十分熏要的，220KV梧岗交．瀚塘交线路工程是其中的线路工程。本谋趱研究韵怒整个220KV援岗交．囱螗变线路王程豹设诗过程，重煮对大短路电滚壤提下豹OPG髯光缆豹选取、接地形式的改进、绝缘子的选型做了阐述，同时以本工程为例归纳了220KV线路设计中常用到的计算，对同类型的工作有参考意义。1．2线路设计工作的内容线路设计工作就是严格遵照我凰现行的国家标准、行业标准、导则及规定，对线路路径进行勘察，选定最优方案，充分论证导线和地线、绝缘配念及防雷设计，确寇各种电气距离，认粪选糟秆塔等等，主要迸行架空线旃设计计算、其中薰熹为架窆电线在各种蕊载帮不弱悬挂方式下设毒}和安装巾豢采用豹弧鬃、纛力、线长及应力变化等计算p】。设计悬工程的灵魂，勘察设计是工程建设的先行，正程勘察设计是电力基本建设的熏要环节。工程能够如期建成授运，保证质量，节约投资，楚否鞭得好的效益，设计是关键毪豹环节。祷什么样酌勘察设计就会疆瑶行么样静墨程建设瑷曩，勘察设谤在工程建设中超羞龙头据援。1．3线路设计工作的譬要性1．3．1先肆作用任何一项电力线路工程建设项躁在论证可行性研究阶段就要对建设项目进行资料收集，获取一定足够数爨的原始基础资料，根据遮些基础资料进行分析，2 第1章前言研究，从而决定工程项目是否投资而提供工程所需要的资料。如建设项目的地理位置、环境、水文地质资料、地形地貌、地下文物资料、地质灾害评估等基础资料，都是由勘察设计工作来完成的，并对这些数据资料进行科学、可靠的分析汇总，对工程建设的正确决策提供科学的依据。1．3．2骨干作用我国的电力工程建设的设计原则是：“安全、适用、经济、合理”，这就是评价工程设计好与坏的重要标准和依据，工程设计优劣在工程建设中就会出现明显的差异，一个好的设计不仅安全、可靠、经济合理、科技先进、综合指标达到最优，并非是那些偏执于一个方面最优、最先进，而是节能与环保、社会效益与经济效益能够兼得。有些优秀的设计，通过认真正确组织施工，还能够得以千古名扬。如，我国的赵州桥、故宫博物院因结构合理、造型优美、宏伟壮观，不仅在中国而且在世界上也都被人们所注目的；近代也有许多优秀的建筑。如：人民大会堂、上海东方明珠等一些建筑不仅美观大方，而且经济适用，具有很高的科技含量和学术价值。然而，随着社会经济的发展，大规模的工程项目纷纷要求上马，也出现了重立项上马，轻勘察设计的问题，致使一些豆腐渣工程屡屡出现事故，除给国家造成严重的经济损失外，还给人民群众带来了极大的灾难和痛苦。因此，我们说一个合理的设计成果能够造福人类，一个不合理的设计不仅给人民群众的生命财产造成隐患，甚至会造成经济上的重大损失，以及长期的不合理使用，把终生遗憾留在社会上。1．3．3贯穿于工程建设的全过程每个工程项目从立项、选址开始就要进行勘察测量、规划设计，收集工程建设所需的基础资料，为工程建设决策提供依据。项目确定后，要进行方案论证及按优秀设计方案进行设计，这些选择都要以勘察设计的结果作为基础。设计完成后要进行图纸会审和技术交底，这些设计图纸就是施工中监理人员实施监理的依据和检查标准，处理在施工中出现与勘察设计有关的问题。工程竣工验收、工程质量检查都是以设计图纸为依据。 第1章藏言1．4藏力设计的现状我国是世界能源消费大国，煤炭消费总量居世界第一，电力消费总量居世界第二位，因家嘏网公司穗出了加侠建设壑强电两，加强城市窀阏建设于改选，努力实现各级电阚协调发袋，墩潢遐经济快速发震黥霭装。傻是，在电力大发展的今天，电力设计的发展速度严重滞质于电力建设的发展速度。在备级电力设计部门，用规划指导设计，科技进步工作做的很不够，通常在设计时思想保守，不敢也没有把先进技术和设备用到设计中去，这样瓯不和于建设坚强电嘲，落不羁于奄溺酶运行维护，更不利予提高企盟懿经济效蘸。{。5谍嚣来源本课题是2006年江西省电力公镯基建项醋。江西省电力公司ii}行公开设计籀标选出7设计萃霞。该壤嚣2006年饕羔，当年裁投产运露。本潆题裁是农翘步设计的基础上进行施工图设计，包括从捂崩变220KV构架出线，至向塘变220KV构架止的线路本体设计。该线路已经安全运行1年零4个月，与本线路附近的220KV向塘～丰城线路迸稃对院得知，本线路滗论楚麸安全运行籀标，还是觚运行维护费弼都优手辩方，年霍走跳藏次数失0，实际发生运霞维护费为2000尉公墨·零，对比220KV向塘～事城线路，年雷击跳闸次数为4，实际发生运行维护费为5000元／公里·年。每年节约运行维护赞用6万元，此外还有巨大的企业效益。1．6本文的主要工作及结构安排1．8。{本文圭要研究鹩工作本文针对南昌供电公葡220KV梧岗～向塘线路沿线的气候、地形地貌。进稃分轿，并利弱凌有毫力技术，迸露7线路设计王作，并完成全窑图纸，主要王作如下：(1)线路威力、弧垂计算，接地的选型；(2)阐述犬短路电流情况下的0PGW光缆的选取：4 第l章前言(3)讨论接地形式的改进：(建)论述绝缘子的遗溅。1。巷。2本文结构安排第一章是前言部分，窳鼹介绍了选题背景及其意义和220KV电路线路设计的现状，并且提出了本文的研究重点和方向。第二章奔绍了本工瑕的王程概提。繁三、霆、五章是零文静重熹，龟莛终纛舜震静主要疆究置豫，终者分臻对犬缀路电流情况下的OPGW光缆的选取、接地形式的改进、绝缘予的选型进行了阐述。第六章是本线路设计正作所用到的各种计算。第七章为结束语，其中镪括了对本工作鲍愍结及对今后进～步王作提出的震羹。S 第2掌工程概缴2．1设计总论部分2．1．1设计依据第2章工程概况1)本工程初步设计文件2)江西省电力公司文件赣电基11200615号《江西省电力公葡关予向交塘交至囱塘零萼l交220KV输变电等工程初设事套熬援复》3)楣威国家规稷规范2．1．2设计规模及范潜2．1．2。1建设规模耄压等缓22激V，线爨全长13。93km，全线双翻路架设。导线全线采用2XLGJ．300，25型钢芯铝绞线；地线采用l根光纤复合地线(OPGW)；另1根采用JL／LB20A．95／55型钢芯铝包钢绞线。2．1．2．2设计范豳本工稷线路包括扶梧淡变220KV麴黎基线，至羯螗变220KV构架止豹线路本体设计、通信保护及危密防护设计、概预算书的编制。2．1．3建设萃位及期限建设单位：南昌供电公司施工荦位：江西省火电建设公司慈行单位：鸯墨供毫公司2．1．4主要经济和材料耗用指标6 第2章工程概况寝2，1经济和材料耗用指标表杆塔总数直线塔耐张转角塔11漏凝土电杆移垮傻耀情况42纂3l基基曲折系数l+152平均档疆331米特种轷塔|技13．712吨／公术导线地线9．82公斤／公里(不含光缆)熙经济杆塔部分44．77吨／公里接缝巍77》彩公里锈砉|基藤鹅分撵绝缘子35l，3片／公里金具1．35吨／公里(不含光缆)标合成绝缘子21．96赢／公里混凝土2。2患力系统部分2．2．1说明送电线路在电力系统中的地位和作用南鼹县向塘镇自2005霉成立开发区，招商弓l资工作成果显著。220KV梧岗变．自德变线路是220KV巍璇变电菇豹电源线，承拯羞鸯素昌县囱壤镶及周边广大戆嚣豹供电任务，+分熬要。2．2．2送电线路的输送电力容量及导线截筒j黩择线路正常时的最大输送电力容量为240兆伏安，线路同秤双网架设，导线采羯裁瑟300mm2夔分裂键蕊锯绞线。2．2．3变电所进出线按照可研和初步设计，220KV向塘变电站220KV迸线2回，110KV出线6回，万溪交2回、斗门交2瓢、罗家集1回、瓣东工业园l匿，10KV远麓出线豹瑟，零期2§蚕。7 第2章工程摄况2．3线路路径部分2．3．1路径方案的选择本工程线路麸梧游交220KV梅黎窭线螽，囱衷架设0．34kin至J2转角；然爨右转85。囊南架设1．43kin，跨越水渠、橱抟建材厂至犬昌村J3转角：再友转17。继续向南架设0．27kin，跨越村道至J4转角；再右转3r继续向南架设0．4kin，跨越村邋至唐家附近J5转角；又左转27。继续向南架设3．77kin，途径三家村、五星村、西岗、jE漆，跨越承穗、永柒、抚河鼙周家辩邋砰转角；再表转33。继续自东毒架设0．9km，至jS转是；髯志转25。继续囱枣架设0。45kin，跨越水塘、树道麓J9转角；然聪右转53。继续向西南架设0．45kin，至钱溪树附=i臆J10转角；又左转31．5。继续向南架设2．57kin，途径喻家、棠墅村，跨越水莱、村道至J12转角；又友转12。继续向南架设1．89km，至眷溪附近J13转角；群右转钌4继续囱西南粲设0．71kin，至J14转角；霉右转53。商器架设0．08kin，至囱壤变220KV构絮止。全线鼹径长度约必14公遐。各路径方案要从路径长度，可利用的铁路、公路、水路等交通条件，沿线路地形、地势、水文、地质情况、特殊气象区，污秽地区，森林资源，矿产资源，跨越河流，各种障碍物，选用的线路转角及线路曲折系数等倩况，来说明务路径方案豹蕊劣。经过瓣各路径方案熬选择，除扶鼓零上看出各方案豹优劣稷度钋，还要从线路安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物的处理及大跨越情况等方面进行全面分析比较后，来说明推荐的路径方案。选择路径应尽量避开重冰区、不良魄质哦带、原始森林区以及严蓬影响安全运费的其它穗嚣，并应考瘩与邻遥设蘸，翔毫台、梳汤、弱电线路等豹耱互影豌。2．3．2气象条件根据工程实际情况，采用江西省典型Ⅱ类气象区，设计最大风速为30n体，最大覆冰厚度为10ram。舆体数据如下表：表2．2气象条襻组舍袋(疆类区)8 第2章工程概况项目数值最高40最簸一10大覆球巧气最大风5温度安装0(℃)内过电压15癸遘毫压15年平均15最大风30风覆冰10速安装lO(m／s)蠹过电压15努过电压lO覆冰厚度(咖)10冰的比重0．9南昌市年平均雷暴耳数58．5冀每在辫近，霹气象条终缝合骰了局部瀵熬，这在鞋下骰详缨论述。2．4机电部分2．4．1簿线黪线的机械物理特性如下表：袁2．3导线的机械物理特性计算截股数及每股直径单位重爨瞬时破坏温度线型蟹血应力膨胀系弹性系数(ram2)锈黢钢芯kg／kmM犟kg／mmz数LGJ-300，25333．3l48x2．857x2．22105824．2320．5xl酽650009 第2掌工程概况表2．3导线的机槭物理特性(续)计算截股数及每股直单位震瞬时破温度线弹性系数鞠疑鬃kg／km坏瘟力膨蒎篆磁婶溅号蛾，mm2数(mm2)铝股钢芯152．8l12x3。27，c3．2639．252．917．1×10。91000珏肛墨lA-95，S5llO．349769．1S16．6xl扩105400OPGW导线采用双分裂LGJ．300／25钢芯铝绞线，安全系数K=2．66，簸大使用应力om=89．38Map，年平海运行应力ocp-59．44Map。2．4．2地线及其绝缘地线采用1根光野复食地线(OPGW)兼于譬她线；另l根采用舭B1A．95／55型钢芯铝包钢绞线。2．4．3导线耱遮线豹防振根据设计规程第7．0．5规定，在稻距不超遭500米，平均运行张力的上限(拉断力力嚣委分数)％分翔举超避导线16％、蟪线12％，粼胃豁不安装黪振籀施，本工裁导、地线的年擎均运{亍成力均按25％孵时破塥皮力选取，敬导、地线均需要采用防振锤防振，其型号为：导线：LGJ．300／25防振锤选用FD．5燎线：OPGW光缆选糟专桶防鬣金其熬线：嚣覆转20A095蹲5茨缀锤选曩F臻32．4．4绝缘配合和防雷接地2．4。4．1绝缘配合设计缝缘强度区段豹翅分；裰撵《汽嚣省毫力系统污区分部溺》，本工程建赴江嚣珏类污秽区，因此该线路爬电比躐选用2。5Cm／KV。绝缘予型式：根据绝缘子的特性，结合南昌供电公司现有运行经验，本工程选用复合绝缘子和玻璃绝缘子。10 第2章工程概况2．4．4．2防雷接地耱鬟保护：禳攥江蘧豢耄力公霉文终赣电塞【2∞5】49号《巍露餐龟力公司关予印发送一步降低220Kv线路故漳魏阚率反事故措施的通翔》及初步设计审查意见，本工程线路全线架设双避雷线(光缆兼避雷线)，逐基接地防雷保护，采用乙c接地型式。导线与溅雷线在档距中央的距离(t-=15℃，光风)，满足S》O．012L+l米(2．1)式中；S——导线与滋嚣线静距离(米)；lr档距(米)。援蟪装置：撮据现场精勘和l：50万江疆销缝厦圈、l：钧菇稳质矿产图，线路所缀地段岩性主要有：潦地(水田)：第四系念新统，粉质粘性士、砂土等。山坡、岗地：第四系中更新统(Q2a1)，粉质粘性土、砂土等自黧系上统枣雄组(I波2)：泥砉、涉繇澎镣。孛露吉赛双耩出群下驻群(Pt21)：鬏岩、移喾、千教岩等。罾宁晚期元古代早期(Rn3(1)a)：富斜花冈岩。地质构造；拟建工程位于扬子准地臼(一级)江南台隧(二级)中九岭一高台山(八字脑)螽拱(三级)中地郄冁西隆(四级)，懿体表瑗秀鄱阳盆撼，区域构造稳定。地震地质和矿产地质根据中国地震动反应谱特征周期区划图(1：400万)，沿线地隰地震抗震设防烈成为小于6度。搬搬l：20万地质矿产圈(永修幅、菇安幅)、《薪建县志》及现场踏勘调套，羧建王翟经过翦憋磐采基有嚣采徐蓬熬轳产资源。水文地质条件威陵区(山坡)，地下水主要为覆盖层中的空隙水，埋藏较深；在山坡间的洼地(水田)，地下水主要为覆盖层中的空隙水，埋藏较浅。檄据当地建筑经验，沿线地区地下水对弦凝士结构无腐蚀性，对钢结构有嚣薅镰攘。综上所述，工程地璜多为粉质粘性±，土壤电阻率不大予3×102Q·m，按照江两省杆塔接地通用形式。应采用乙c形式敷设，要求接地电阻值不大于 第2章工程概况15Q。2．5．5绝缘子串及金其组装圈2．5。5．1金具组合本工程金具按求跑帮2000年矮发《耄力衾具产晶撵本》栝准设计，金其强度设计安全系数：运行情况I>2．5，麟线、叛联情况≥1．5。2．5。5．2绝缘子选择按照导线放线情况，最大使用应力om=89．38Map，最大使用张力为3．05缱，按照蘩条金其豹2。5鹃安龛系数，瘦选震lO穗级豹绝缘子。悬垂绝缘子串：采用FⅫW4．22倒loo合成绝缘子组成垂直排列单联悬夔绝缘子串，每串1支合成绝缘子；交叉跨越时采用FXBW4。220／100合成绝缘予组成垂或排列单联悬垂绝缘予串2串，每串1支合成绝缘予。虢线绝缘子率：采用FCl00P玻璃绝缘子组成瀵壹摊翔举联悬垂绝缘子攀；繇率16冀缝缘予。耐张绝缘予串：转角及终端杆塔采用FCl00P玻璃绝缘予组成双联薅|张绝缘予串，进线档采用单联耐张绝缘子串：每串16片绝缘予。本工程采用分裂导线，但是采用垂鸯排剜，因此不需要采用间隔棒。2．5。6导线对地和交叉跨越距离2．5．6．1导线对缝距离翻在居民区、非居民区，导线对地最小距离为7．5米。2．5．6。2导线对被交叉跨越物的最小距离导线与建筑物豹最小夔直距离为6米，边导线与建筑物的最小距裹为5米<最大风偏情况下)。导线与公路的最小垂宜距离为8米。与弱电线路，电力线路最小垂直距离为4米。12 第2章工程概况其他导线对地和交叉跨越距离，按设计规程和有关规定执行。2．5．了释塔根据向塘镇批复的路径，实地查勘后发现有部分地区路径受限制，在钱溪村附j厦的人口密集，塔位占地受限制，因此猩本工程采用双回线路同杆架设，选用(35～220KV送电线路铁塔通用设计》铁塔。13 第3章在大短路电流情况下豹OPGW光缆的选取第3章在大短路电流情况下的OP6W光缆的选取按照江遵省电力公司220KV肉塘辘变电工攫初设审凌批复，220KV向塘变电站应接入系统光环网，因此220KV栖岗变一向塘变线路应架设光缆，即采用地线复合光缆，但是按照整个系统规划．220KV向塘交电站的三相短路电流最大为32．91KA，与英德同类垄交电站相院偏大，戳下这部分讨论在夫薤貉窀流情况下鹣OPGW建线复会光缆熬选取。3。1裹压架空线路对OPGW电气和机槭性能的要求蠢子24芯絮空撼线簧合毫缆(OPGY／)溺露具鸯传输信惠帮防簧2释功戆，照此它豹势护层必须选择满足邋2皴功能要求的材料，鄹它能够蜜纳足够数量的光纤，保证在施工、不良气象条件、短路等各种工况下信息传输不受外力和温度的影响，同时又具有良好的电气和机械性能来满足防雷的要求，保证信息橹导和地线防雷的有效配合。在鼹OPGW选择孵，短路电浚弓l起熬熬稳定翊邀是线路安全稳定运缛豹关键。当送电线路发生接地短路故障时，很大的短路电流将会通过地线，使其温度急剧上升，此时如果OPGW的型号和相关分流线的型号及配置形式不匹鹳已，将会影响信号的传输质量。甚至引起光纤的损坏。因此，合理选择有足够载流容量：箨闻辩能够承受短路敬障惫流影响静OPGW将楚系统设诗要煮。撰DL／T5092-1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》(以下简称规程)规定，地线的安全系数宜犬于导线的；同时导地线问在大气过电压(无风)情况下的趿离应满足下式：帮在一般档距的档距中央，导线与蹴线闯的踬离，应按下式校验(计葬条徉为：气激+ls℃，茏最)“”S≥0．012L+1(3。1)式中：S一一导线与地线间的距离(m)；L一～档距，m搬据王程设计和运行经验，在OPGW琵置设诗醛期，其安全系数应不夺予3，14 第3章在大短路电流情况下的OPGW光缆的选取年平均应力不超过其标称抗张强度的18％，分流线和普通地线应力的取值，亦应满足规程对安全系数和电气距离的相应要求，同时尽可能使其弧垂与OPGW的弧垂接近。3．2分流线与OPGW配合原则及分流线型式的选择3．2．1分流线与OPGW配合原则通常在电厂、变电站附近短路电流较大的地段，分流线采用良导体与OPGW并联运行，可以有效地降低OPGW中通过的短路电流，从而减小OPGW的截面，降低工程造价、减小铁塔负荷。在线路设计时其中间部分可选用截面较小的1种OPGW和相应小截面地线。为了使短路电流产生的热效应不超过各种地线组合中任何1支的允许值，OPGW和分流线的选择、以及两者的分段配置必须一同综合考虑。3．2．2OPGW光缆应具有耐受一定强度的雷电流的能力从经济角度来看，OPGW的价钱很贵，单加大OPGW来承担短路电流是不经济的，如果另一根避雷线用阻抗很低的良导体，则它能起到良好的分流作用，降低了OPGW的电流。分流线选型应满足下列条件：有足够低的阻抗使OPGW电流降到允许值之下；分流线本身需要有足够大的允许电流；分流线在满足防雷各项要求后应由足够的强度安全系数。虽然分流线的电阻可以降得很低，但其感抗下降得较慢，因此分流线得作用有一定得限度。分流线可按线路各处的短路电流情况分段选型，但要特别注意，在分流线改变型号的地方因分流线变细了以后，更多的电流分配给了OPGW，故OPGW的电流会突然升高很多，因此分流线的选型要进行反复计算。3．2．3地线的分流计算通常在送电线路设计中地线采用普通钢绞线，在计算钢绞线时要使用交流电阻。钢芯铝绞线的钢芯电阻很大，且有集肤效应，不考虑其导线。此外，因铝股和钢芯之间为点接触，且表面有氧化层及集污，在很短时间内铝中的热量15 第3掌在大短路电溅情况下豹OPGW光缆的选墩转不到钢芯中，数不考虑镳芯的热容量。铝包钢则不同，集肤效疲较小，且铝钢接触紧密，故应考虑钢的导电及热容量。3。2。3。1螫通地线豹计算钢绞线、韬绞线及钢芯锫绞线黪计算很篱萃，霹震下式诗算避霉线豹截嚣S，s≥丝LI(3．2)式中：S～避霍线藏蘧，强fCl一热稳定系数当起始温度为+40℃时，对于铝线，C1=99；对于钢绞线，C1=61本工稔短路电流为32．91KA，S应大子38l姐带，逶长钢绞线截蔷为35弧舻、50rm2、70ram2、lOOrm2，显然瑁罄逶镄绞线不瀵足热稳定熬要求。因此本工程考虑选用耐受短路电流能力更好、抗控强度更大的铝包钢蕊铝绞线。3。2。3。2OP镤地线购计算融于阻抗越小，分流作用越好，敌分流线选墅时隧抗要定够低。毽如采采取增大截瑟静方法降低毫隧，溜惑撬兹降低效果不大，将达芩到期望毽。溺肄分流线截面选的过大将会增加投资成本，同时会造成分界点珂侧地线的重爨和截面相差太大，不利于杆塔的设计和受力。所以，分流线的截面不宜过大。应与OPGW基本相当，最好喜径截面稍大、电阻稍小，使其能分担一半或最好～半鞋上短路电流。在系统短路露，敖豫电流在戆线中产生酌总电流袭OPGW及菇一投地线中黪分毒，取决于OPGW和男一投地线敷电气参数。为缳试OPGW豹安全遴行，OPGW的设计还要求另一根地线有较强的分流能力，在短路及雷击事敞中能有效地分流。OPGW与另～根地线的电流分配比例可近似按如下方法计算：j饼峪矿／毛=(z垂一zi)鬟z。∞妒一名)弘’f毫囊、式串：IOPGW--簸路露流逑OPGW线数电滚，融Id一垮OPGW配合的另一根地线中的电流，i(AZd一地线自阻抗，Q／Kmzk一两根平行地线(OPGW与分流线)间的互阻抗，Q／Km16 第3章在大短路电流情况下的OPGW光缆的选取ZOPGW--OPGW线的阻抗，Q／Km3．2．4地线的张力计算及绝缘配合选取地线还应考虑到地线最大使用张力，地线的温膨胀系数和弹性系数所导致的弧垂以及与导线的配合。3．2．4．1地线的张力计算因为导线采用LGJ一300／25钢芯铝绞线，安全系数K=2．66，最大使用应力om=89．381dap，年平均运行应力ocp=59．44Map；按照设计规程，地线的安全系数宜大于导线的安全系数。导线与地线的平均运行应力不得超过拉断应力的25％。根据铁塔使用条件，铁塔耐受导线最大张力为6．5吨，耐受地线最大张力为I．9吨。综上所述，地线最大安全系数如下式计算：安全系数K=最大使用张力／瞬时拉断力=最大使用张力／瞬时破坏应力X计算截面=1900／52．9X152．81=23．5％即安全系数不小于2．35。3．2．4．2地线的绝缘配合计算根据导线弧垂特性计算，代表档距为270米时，情况，弧垂为6．12米，根据规程校验导地线间距离S≥O．012L+1则代表档距为270米时地线弧垂不大于5．86米。导地线挂点间距离为4．5米)3．2．5分流线型式的选择导线最大弧垂发生在覆冰(查塔头尺寸可知，铁塔分流线应具有足够大的允许短路容量和足够的CM(22机械强度以满足对分流、自身热稳定、防雷、安全系数和电气距离的要求。钢芯铝绞线、铝包钢绞线、铝包钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线等多种型式的良导体均可用作分流线。根据规程规定，地线进行短路热稳定验算时的允许温度，铝包钢绞线为+17 第3章在大短踌电溅情况下的OPGW光缆的选取300℃，夏镶芯锻绞线鞫钢芯铝会金绞线仪为+200．e，在允谗电滚相同条件下，镪包钢绞线比钢芯铝绞线、钢芯铝会金绞线或铝包铜芯铝绞线的截面小、熏量轻，因此选用铝包钢绞线造价较低，且可减小铁塔的受力。袈3．1是锅包钢绞线JLB4-120与钢芯锱绞线LGy-95／55、锚包钢芯锅绞线JL／LBlA一95／55的备参数靛毙较，透过琵较褥激发现，铝惫镶绞线在允许短路电滚比磊二学褒13％～34％的网对，单位长度的馀格黪低3％～6％，重量减轻11％～19％。表3．1铝包钢绞线．JLB4—120／钢芯铝绞线LGJ-95／55和铝包钢芯锅绞线(,IL／LBlA-"-95／55参数比较⋯)参数JL戳一120LGJ--95／55JL／LBIA--95／55销截瑟／翻275。15粥。5l98。5l钢截西／mm246．0656，356．3总截面／珊2121．21152．81外径／m14．2516计算质薤／(Kg-黼一1)570．3707．7639。20+3S龛|睾短鼹电滚／KA23，3817．420，67债格／(万元·t—1)l，681．41．6价格／(万元·l(m～1)0．9580．9911．023分流线一般用于两端厂站附近短路电流较大的地段，而这些地段通常建污染较严重的地区，铝包钢绞线眈普通钢芯铝绞线耐腐蚀性能强，缩构与OPGW稽钕(OPGW承力部分一般由锯毽钢丝鞠铝会金丝组成>，显其寿念也≮∞Gw甥当，因此在工程中选用它作为OPGW的分滚线是适宜的。设计时，铝包钢绞线的具体型号和配置长度的选择应与OPGW综合考虑，并根据组合地线的热稳定校验结果来确定，以确保短路电流产生的热效应不超避遣线组合中任何一支静允许德。3．2．6大短路电流工程中OPGW和分流线的选撵及配置3．2．6．1本王程豹OPGW和分漉线豹选择下面迸一步论述犬短路电流工程中的0PGW和分流线的选择及配置，该线路起鑫梧岗交电辩，盘予新蘸静离塘交奄站。板撂工程簧求，其审梧凑～南塘220KV18 第3章瓶大短路电流情况下的OPGW光缆的选取线路的1根地线选用OPGW，另l根地线需选配妨OPGW相适应的良导体分流线或普通地线。甏貘选择豹OPGW秘分滚线夔参数霓表3。2。表3．2OPGW的主疆参数”参数OPGW-01OPGW--020PGW一03芯数／个24价格／(万元·Km“)4．80883．83．8333诗羹截嚣／m21436391．?6直径／m161l12．85直流电阻(70℃)／(O·Kml)0．2970．6930，4770．3S允许短路电流／KA2510．4715．90单健重量／(Kg·l(m“)615299418轹称撬拉强度／(}【矗)孽2，244秘．4最夫_：￡柞应力／(N·m1)270．9291．7285．6使用应力／(N·Ⅷ“)116．1125122．4弹性模量／(KN·m”)99．70103．5103．1线膨胀系数(xt0“)／℃”17．216．8上述耪精夔选餍是耄量锯毽锅绞线其有簧蹇瓣爨攘强度。瑟獯囊线路全长14km，鼹径较长，遮形复杂，承田、求塘约占70％，遣形条件襄气象条件并不十分理想，大档距、有些跨越，因此选用机械强度较高的铝包钢绞线也有利于安全运行。根据厂家提供的标准，在铝钢截面、煎量基本相近的条件下，铝包钢绞线(JLB4—150)比钢芯镪绞线(LGJ-95／55)的计算拉断力高16％，二者的拉重魄分嬲隽0。13(kN·km／kg)窝0。ll(勰·薮衫l(g)。系统短路电流静大小鄹热效应静持续对间怒选择OPGW和分流线截面的主要依据。根据单相接地短路电流曲线，由远景系统的计算结果可知，220kV向塘变电站出口短路电流为50kA,如果按2015年的系统规划，接地短路电流计算结果为32．9ll【A。3。2。鑫。窆远景鬣翻豳该工程“单相接地斑路电流曲线”可知，在电厂和变电站附近，短路电19 第3牵农太短路电溅情况下的OPGW光缆的选取滋较大，嚣噩|：爨选溺豹OPGW及与其著联运移豹分滚线豹截瞩、霾量黟壹绞也必然较大。两短路电流值随着与电厂、变电站距离的增大迅速降低，劂时由于短路电流在短路点两边地线组中的分配随着与电厂、变电站距离的增大而趋于平衡，而在厂、站附近，天部分的短路电流都流向厂、站一边的巅亟线缀合，因两流经OPGW及分滚线豹黢路毫漉隧着距灌厂、交壤站爨褰豹缮大瑟降低熬速度更快。该工程的线路长，大部分地段的短路电流与厂站附近相比jtt4,，厂站出口高达31～50kA，而在62％～83％的地段内低于lOkA，由于线路中间部分短路电流较小，所戮设计时选用截面、重鬃和赢径较夺静0PGW及分流线霹裔效节省投资，劳降低铁塔受赞。如果短路电流持续时阋按O．3s计算，在导体短路起始温度为十40℃、OPGW允许最高温度不超j尊+200"C、铝包钢绞线最高温度不超过十300"C的条件下。分流线允许短路电流按下式计算(0PGW的允许短路热容藿一般由翻造厂提供)瓣：I=、fI焉C唔Ina(t2磊-20)+l(3．4)式中：R20一20℃时电阻；d一电阻温度系数，l／℃；C一热容凝，J／(km·℃)：卜短路燕稳定时闻，(s)：tl一建线初始瀣度，℃；t2一缝线短路宠诲潺疫，℃。京热稳定计算孛，耪塔接熬电礁取10Q，大缝毫隧率取200Q·委，嚣端j-戢的等效接地电阻按0．02Q计算。设计中，OPGW和良导体分流线应逐塔经专用引流线可靠接地，OPGW和分流线型号、长度由组合地线的热稳定校验结果确定，但当线型改变时需延长至下～相邻的耐张塔经遴行。投据热稳定诗算结果，OPGW、分滚线及罄逶地线配置方案照表3．3。表3．3OPGW，分澈线及簧通地线配麓方寨 第3章程大短路电流情况下的OPGW光缆的选取l距离／删281782OPGWoI)G孵一l0PG霹一lOP(IW--2OP6W一1aPGW—l1分浚线JLB4～150JLB4—150JL／LBIA-95／55嚣S4—150蟊B4—1503．2．6．3确定的配置方察上述结论是满足短路热稳定对地线要求的理论计算，及对计算选择的光缆和分流线的强度进行校核骏冀。由于该工程地形条件和气象条件都较好，水田，痰塘终蠢70％，跨越潺滚，丈狴踅、跨越多，黪魏线筏壤强度豹簧浆较褰，验算结巢袭碉，由于JLB4-80截面小，弧垂较犬，如果不增大地线支絮高度难以满足规稷对大气过电压无风情况下导地线间距的要求。因此需将JLB4—80改为JLB4—95。修改后的方案鼠然分流线本身的价格略有增加，增加了17．89万元，占地线部分费用的1．46％，但避免了加大地线支架高度的投资。梧岗～向塘220KV线路设计孛，OPGW靼分渡线选择表3。3瓣嚣霉。2l 第4拳接避形式瓣踱遴4．1改善接粪蓦电阻第4章接地形式的改进逐年来没嚣雷暴丑麸每年69目增麓嚣160嚣【2。】，今年霉击揍(恁)A共200多人次，仅南昌供电公司220KV线路雷港跳闸就达13次之多，创历史新高，多雷对予送电线路来说菲常不利。本工程缝势平毽，戳水田、承塘为主，按照传统接地形式设计已经不能满足多霉气候条件下的地线分流露电流的要求。本章节讨论了提高接地电阻及程跨越地区装设线路避雷嚣对分流雷电流的效果。4．I．1减小羧遣电阻对分流雷电流的效果雷击现象+分篾杂，健获分析后果的角度着，可以将箕看成怒一个电流彳亍波沿空中通邀注入嚣击点。在击中电线后即分为左森二路继续前进。伴随着电流行波一同前进的还有电艇行波，它们构成了以接近光速而传播着的电磁波。窀压器渡U黟毫渡衽渡i豹跑篷Z=u／i，藏是该逶道豹波黻抗，一般取300Q。对于导线或避雷线，它大约为300～4000[tol。程雷击浴顼时，由于塔脚接魂电阻R镶，l、，手蔻就密珑反骛事现象。麴采R=O，则无论如何塔顶都不会出现对地电压。这时随同电流波一同侵入的电压行波，就只好改变其檄住后蒋由原通道反射回去才能正、反抵消，保证塔顶的零电位状态t⋯。但是，接地电阻R不等于零。这时R上的压降还要使地线对地获得～个电蕴，获蠢手冀窭瑗甑基行波，它还要斧隧一令逛流行波i=ul／Z。麓者标恚着在这种实际情况下地线的分流作用。避雷线的保护作用，主要地也就在乎利用上述蔗理将电压转化为电流，经很低的塔脚墩阻排溅出去，从恧达到了犬幅度疑压耳的。例如，若R=10Q，则当雷击塔顶藏其邻近的地线上时，塔身电位即使忽略其他一些基本上可以互相抵瀵熬次要嚣素。地线的降压作用，完全是依靠低的接地电阻来实现的，而且接近于成比例关系。 第4章接地形式的改进4．1．2分流计算攘蟪耄阻与雷电流分滤熬关系如下分爨：4．1．2．1霄击杆塔时的过电压及耐雷水平计算雷衡塔顶后，由于避镶线的分流作用，只有一部分雷电流(it)流过杆塔电感和接地电阻，可用分溅系数表示流经秆塔的霉电流和总电流的关系“”。it=参i(4。1)式巾；it一流经秆塔的露电流瞬对值，I(A；i一总雷电流瞬时值，KA；D一杆塔分流系数。●kLqlUtD厂Y，Y、厂]翻4．1霉击稃塔辩饕馕电路杼塔分流系数B可近似按图4．1所示的等值电路来进行计算。Lg为杆塔两侧邻档地线的电感并联值(“H)。对单地线，Lg约等于0．67L(L为档距长度，m)，对双地线，约等于0．42L。Rsu为杆塔冲击接地电阻。Lt为杆塔电感(pH)，霹按下袭4．1选取：释塔渡阻和电感豹平均谴：表4．1杆塔选取 第4章接地形式的改进耪褒黪式轩塔渡隧挽(鑫)抒整电感一‰，司(4。17)缍=(Lb十UaII)[Lb+(1+五d／L^XO．5冠曲+fl+Ls,)】(4．18)27 第4章接地形斌的改进残孛垂，；藩霉奄滚壹毒拇袋瑗帮簿绞籍避霪嚣霹霉泡滚篱龛涟系数；参。凳嚣电流直击杆塔颁部时杆塔蒜数。4&2霉毫濠绕毒导凌嚣重熬癸滚谤冀当雷电绕岗线路导线时，粹线上的雷电流过电压奁撼作用于杆塔跑缘子串，致使线路避雷器动侔豹等值电路如图4，3所示。鬻4，3雷电绕黄器缝辩瞻等德电路幽中，虚绒糕为线路避黼器的简化等值示意电路，绕击雷击电流ir(KA)势滚瓷im≤醚》、i一≤鞑)灌葵分，irdl灸绕壹蠢至籽港憝缓潞避甏器袤导线鹣龟感(接糟)，im为骁潦意勇掰霉翁黪瞧感(瑟鞋)，忽略不谛i。蕊k、Lh、‰的影响，i“-再分流为i，。(I【A)、i。(KA)，分别经k、h、‰及Lb流入丈地。绪舍莲2，谖嚣毫绕蠢孬线齄，Ir、i媳lf敬≥，瓣绶结避零黎斑稃攀及器掰两侧相邻避黼线分流雷电流Irdl(KA)的计算公式推替如下m。itdl=pr{t械i蠢1=prlr(4．19)毒磊=毒一丢蕊=0-露嚣(4+20)‰=pi,《(4．21>％=iⅪI一‰*咿岛<岁咿-名亲∈≥多弧I＼≤乏酝糸／-‘／＼-·I＼／I＼／I--／＼＼／＼／I／≥≤≥。熔杆尔弋＼蕊I尔／＼／1．＼／l＼／I。侈毯’l’蘑＼一／＼塔乐＼＼①水＼＼<队If＼<＼．I／＼名＼．简侈猾侈猾图-廖漕-摩螽t／7VVNt／＼／＼／＼心f∑／胄一少＼臼一罗浔气象条件Vm_I"=30m／sb=10m”Wax=30Ⅲ／sb=lOm设导线／避雷线型号2XLGJ一240／GJ一502xLGJ一240／GJ-50水平档距450计垂直档距650转角度数0{020_50拉线对地夹角及保护角保护角(20。)条杆塔标志高21242124材料指标钢材15042．1公斤钢材16697．1公斤钢材17801．6公斤钢材19965．8公斤件基础根开(正／侧)衄8020／80208675／86759000／90009741／9741杆塔组装图图号杆塔使用数量l31杆塔特点及使用条件 梧岗～向塘变220KV双回线路新建工程第3页(共3页)序号5杆塔型号sj3杆塔名称转角塔≮必>咿●彳父∈≥多队／＼I＼／---／＼_●＼／∑杆尔弋／蕊．／＼1＼／_／毯。I／＼塔／≤＼>r京斟7∞习龄离旃血母甜翟』，时萄舒f；F|{；F|嗣融箕懿舒赫商匾；}一H上奄船岔p印卵y1卵p_高1占H。p鲫pPp娑3一9pe8Se89／邑≥83e_鞫牟Ⅲ剧浆詈叫舞爵蝴嚣hH辫Of【母}l端一口b墨p杈∽磷—_Ⅲ：譬竺窖犍盘|{}【l心m氏抽：№副赢—CO费冲g帮潞冲一I抽H婢龠O墨游N量笋8要冀8海9p警?喜妾。。3主器g矗露辫gq露吣擗辩墨立—磕嚣鼹o)犍高bH冲静9晷爨翘骂蝴辫m吕冲o荫潞l器o婢拇O器寓№带J翟雪o昌毛∞褂一H拔g鐾器盎爨辫—筮一q潞皂麓o礤h强杀一戥习器2招皂脚静。一笋"哥U1潍H一bH冲’o擗蓦}盆o翟¨q骞、J吕Om辫o8盘o韶LC,J山离一霉担炼篙婚"-4菇鸯{o馨落一(一辩rr—露嚣麓Ko薄黼-_毪，o泓蛳o菲一器鹫轻苦盘蝴离∞AS姗济一b’HIoN∽却姗马№>}bo蓼霸吕g鐾斟爨l西．缸罩蝴艄O辩o薅一蕊o警C,4黄霉蓬迎墓黧kh▲净瑟沁H8品显迥嘲嫩、o一蠲"-4买U丑一o翟昌基科阿Ih叫b呤O溯姗萱蚤啭婪o如衄藩嚣H"婢>}船昌器嚣谶筒锄赢牌潜》《鎏銎熹誊赫o>}翘麓e盛o熹搿№警3¨净靠臻婶甓哥lb謦辎擀oⅡ》N氏一潞ⅢⅢ衅书8蜀鞲裂抖∞测苗-。■瘩(o荽溶裂LO簿盈器}}}}l离爿融甚I"净o潜”辫砖逛玲鼯藩母loO塞毯濒藏：￡藩”——M黠立一蠢8爵瓣挚hH藻"戥高譬心蝴鼓一登8辫蠡隶抽H疆墨E警蜘Zi嚣蕊笈辫目ld口盏一__——擞知品端搿蔺藩踺弃hbDh3游歪血熬黉i舒葛蝴离国港漆墅斟3器L—H量麓舞凳慰彷8鑫霉g辫潜氧笋e矗融菲h』抽廿_—— 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玫读学位期间的研究成果攻读学位翔闫的磷究成果已竞成静设计：[1]35KV农城～西山送电线路工程[2]110KV融东变～广闭变送电线路(架空、电缆)_：稷鹳】llOKV福出电缆线路王鼹[4j1IOI{V扬子潮进线王援[s3220KV七晶线改造工程隋31IOKV馕郊变～望城燮遴瞧线路：f程[7]220KV离盘l、II线改造工程[8】220]{V奠上线骧目避弋嘲变线路工耀[胡整两500RV开关菇电滚线掰建线路工程[10j1IOKV罗家集变电站随遗线路工程[11]35KV高湖变线路工程[12135KV南材变线路翻鼙f13]怒突变lIOKV窭凌电缆耨建王程[14]1lt)KV滕王阁变电站出娥电缆改造工程[15J1IOKV斗向线改造二|：_：穰[16]lIOKV新祺洲变电站进绒线路新建工程[17】IIOKV斗罗、斗万线T搂遴伍农滗交王稷睡羽1IORV索东交电翁线路淡壤工程[ig]i10Ky舞赣线改造if程[20]1IOKV迎交线、交朝滕饼线改道工程[2{11}OKV基桃线馥造工稳[22j豢赫1lOKg江锈变电站稳变龟耨建二[穰[231IOKV绫路江西省电网藏型设计[231220KV糨岗变～向堵变滋电线路新建工程