邓家塘～文明110kV线路_工程收口设计说明.doc

43-SA12691C-A01-01 邓家塘文明110kV线路 工程 初步设计 阶段 ( JL/G1A-240/40 GJ-80 JL/G1A-240/55 OPGW 新建) 综合部分 第 1 卷 初步设计说明书 湖南省电力勘测设计院湖南省电力勘测设计院 二二一一三三年十二月年十二月 长沙长沙 本文件版权所有 未经授权，不得复 用 工程设计证书工程设计证书 电力行业（送电、变电力行业（送电、变 电）专业甲级电）专业甲级 编号：编号：A143000410A143000410 ： 批准 ： 审核 ： 校核 ： 编写 邓家塘文明110kV线路初步设计说明书 本文件版权所有，未经授权，不得复 用 总 目 次 序 号 卷 册 检 索 号卷 册 名 称 143-SA12691CA01 初步设计说明书及附图 243-SA12691CA02 主要设备材料清册 343-SA12691CE01 概算书 邓家塘文明110kV线路初步设计说明书 本文件版权所有，未经授权，不得复 用 初步设计说明书目次 1 总 述 .5 1.1 设计依据.5 1.2 设计规模.5 1.3 设计范围.6 1.4 参建单位及建设期限.6 1.5 主要技术经济指标. 7 7 1.6 电力系统部分.8 1.7 “两型三新”应用情况.8 1.8 与可研的比较.9 2 路径方案及协议 10 2.1 进出线说明10 2.2 路径方案11 2.3 地形与地貌13 2.4 工程地质条件.13 2.5 交通运输条件17 2.6 主要交叉跨越17 2.7 路径协议17 2.8 线路方案技术比较17 3 设计气象条件 19 3.1 设计基本风速和设计覆冰统计值19 3.2 附近已建线路的运行情况21 3.3 设计气象条件汇总22 邓家塘文明110kV线路初步设计说明书 本文件版权所有，未经授权，不得复 用 3.4 舞动区23 4 导线和地线 24 4.1 导线选型24 4.2 地线选型27 4.3 导地线应力28 4.4 导地线防振29 5 绝缘配合及防雷接地 36 5.1 绝缘配合36 5.2 防雷接地37 6 绝缘子串和金具 38 6.1 绝缘子串38 6.2 绝缘子机电特性39 6.3 挂线金具39 7 相序及换位 41 8 导线对地及交叉跨越距离 41 9 杆塔与基础 42 9.1 杆塔部分42 9.2 杆塔基础47 9.3 水土保持及环境保护设计原则51 10 通信影响及其保护 .52 11 环境保护和劳动安全 52 11.1 环境保护.52 11.2 劳动安全.52 邓家塘文明110kV线路初步设计说明书 本文件版权所有，未经授权，不得复 用 12 强制性条文执行情况 .53 附件一 本工程中标通知书 附件二 关于2013年郴州市苏仙区邓家塘文明110KV线路工程可行 性研究报告的批复 。 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 1 总 述 1.1 设计依据 1.1.1 中标通知书。 1.1.2 关于2013年郴州市苏仙区邓家塘文明110KV线路工程可行性研究报告的批复 。 1.1.3 遵守的规程规范。 1） 架空送电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T 5154-2002)； 2） 110kV750kV架空输电线路设计规范(GB 50545 - 2010)； 3） 送电线路基础设计技术规定 （DL/T5219-2005） ； 4） 圆线同心绞架空导线 （GB/T1179-2008） ； 5） 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 （DL/T620-1997） ； 6） 高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准 （GB/T16434-1996） ； 7） 电力系统污区分级与外绝缘选择标准 （Q/GDW152-2006） 。 1.2 设计规模 本工程为新建 110kV 送电线路工程。起自已建的邓家塘 110kV 变电站，止于已建的文明 110kV 变电站。新建 线路全长约 42.0km, 其中 15mm 中冰区线路长约 38.5km，20mm 重冰区线路长约 3.5km，除邓家塘变出线利用已建的 双回路终端塔外，其余段线路均采用单回路架设。 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 本工程 15mm 冰区导线推荐采用JL/G1A-240/40 钢芯铝绞线， 20mm 冰区导线推荐采用JL/G1A-240/55 钢芯铝绞 线。 地线 15mm 冰区和20mm 冰区均推荐地线一根采用 24 芯 OPGW 光缆，另一根一根采用 17-11.4-1270-B（GJ- 80）镀锌钢绞线，地线逐基接地。 1.3 设计范围 本工程设计包括线路本体设计、通信影响及保护设计、工程概算及运行维护的辅助设施。 1.4 参建单位及建设期限 建设单位：湖南郴电国际发展股份有限公司 设计单位：湖南省电力勘测设计院 监理单位：待 定 施工单位：待 定 运行单位：湖南郴电国际发展股份有限公司郴州分公司 表11 送电工程概况及主要技术经济指标表 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 工程名称邓家塘文明110kV线路工程全 长 42.0 回路数单回路转角次数 36 曲折系数 1.29 地形%平 地 / 丘 陵 51.1% 山 地 35.8% 高山大岭 / 河网泥沼 13.1% 海拔高度300750m 气象条件最高气温 40最低气温-10 基本风速 23.5m/s 覆冰厚度 15mm、20m m 雷电日 60 雷电小时 / 交叉跨越 500k电力 线(钻) 2 110kV电力线 5 35kV及以下 线 6 京珠高速 1 S324省道 1 通信线 12 114.6 MPa 平均运行应力 (LV=350m) 47.27 MPa 导 线JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55安全系数 2.5/2.78 最大使用应力 117MPa 平均运行应力 (LV=300m) 38.52 MPa 3.6(15mm冰区） 320MPa 平均运行应力 (LV=350m) 137.19 MPa 地 线 GJ-80 安全系数 3.4（20mm冰区） 最大使用应力 340MPa 平均运行应力 (LV=300m) 102.09 MPa 保护角单回路15地线绝缘方式直接接地导地线防振措施导线采用FR-3防振锤、地线采用FR-2防振锤 平均档距 0.296km 最大档距 / 平均耐张段长度 1.05km 杆塔种类自立式铁塔、拉门塔、水泥杆 杆塔总数142基单回路转角塔：26基单回路直线塔：44基拉门塔：15基单回路水泥杆：57基 铁塔基础型式及基数阶梯基础 个重力式基础 / 基现浇掏挖式基础/个直柱大板式基础/个桩基基础 /个 导线(t) 129.737 地线(t) 27.884 防振锤(付) 1403.9 杆塔钢材(t) 554.198 基础钢材(t) 97.249 接地钢材(t) 33.562 玻璃绝缘子(片) 9015.36 挂线金具(t) 8.505 混凝土(m3) 1388.333 经济指标材料消耗 地脚栓 19.946 拉线金具 （t） 74.86 OPGW地线 34.521 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 1.6 电力系统部分 1.6.1 建设理由 为给郴电国际的文明变提供电源，加强郴州电网的网架结构，提高 供电可靠性，需建设邓家塘文明110kV线路。 1.6.2 线路输送容量及导线截面选择 邓家塘文明 110kV 线路主要供带文明片区的负荷，正常方式输送 潮流约 32MW，最大输送潮流将达到 80MW，LGJ240 的经济输送容量为 37MW，考虑周围环境温度按 40，温度系数 0.81，LGJ-240 极限输送功 率为 85MW。故建议本工程中邓家塘文明变线路截面选择 LGJ-240 mm2。 2） 本期出线潮流估计 出线(本期)电压等级 导线参数潮流(MW) 邓家塘文明 110kV 线路110kVLGJ-240/42.0km-8080 注:1）潮流由首端流入末端为”+”,反之为”-” 。 2）导线型号为本工程新建线路的型号。 1.6.3 系统短路阻抗 1.6.3.1 计算条件 1) 短路计算水平年为远景水平年； 2) 短路阻抗为标么值，其基准值为： Sj=100MVA，Uj=Ucp。 3） 单回线路长度估计： 邓家塘文明 110kV 线路长度估算为 42.0km。 1.7 “两型三新”应用情况 1.7.1 线路规划 合理规划系统接线，使得潮流顺畅，不仅降低系统损耗，同时提高 供电可靠性。统筹安排建设时序，不仅能满足本期系统要求，还能为今 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 后网络发展预留空间，同时能控制和节约线路走廊。准确计算潮流分布 和输送容量，建设和投资规模更趋合理。 1.7.2 电气部分 对不同结构的导线进行电气和机械特性比选，进行综合技术经济比 较后确定导线型号，选择 JL/G1A240/40 和 JL/G1A240/55 钢芯铝绞 线作为本工程导线。此种导线型式在以往工程中多次应用，能满足本工 程输送容量要求，电气性能及电磁环境均满足规程规范要求，施工运行 方便，安全可靠，经济指标优秀。 本线路全线架设双地线，单回路杆塔的地线对边导线保护角不大于 15，采用 9 片结构高度为 146mm 的玻璃绝缘子，提高了防雷性能，有 利于线路安全。 1.7.3 基 础 针对本工程特点，采用合理的基础型式。如果地质条件适宜，首先 考虑原状土基础，如掏挖式基础、挖孔桩基础等，这类基础避免了基坑 大开挖，充分利用了原状土力学性能，挖方最少，填方为零，余土也少。 更为重要的是塔位原状土未受破坏，有利于塔基的稳定，并大幅度减少 了对环境的不良影响，有显著的经济、社会和环境效益。 1.8 与可研的比较 本工程初设与可研存在如下差异，详见表 12。 表 12 初设与可研比较一览表 设计阶段 项目 可研初设收口 线路长度37km42km 总投资（万元）22002974（线路） 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 本工程初设阶段总投资高于可研阶段主要是因为：本工程可研阶段 没有进行踏勘，并且没有详细投资核算，总投资和线路长度仅为预估值； 而初设阶段投资是在经过详细的外业踏勘工作，一再优化路径方案，确 定路径长度。同时综合工程气象、地质等条件，认真比选导、地线及杆 塔，确保工程初设概算合理可靠。 初设与可研的主要差别如下： 初设路径长度比可研长了5.0km； 可研没有考虑重冰区； 可研是按 300等径杆和冰改前铁塔进行材料估算； 可研预估的汽车运距和人力运距均偏小，初设概算是按照实际汽 运和人力运距考虑。 2 路径方案及协议 2.1 进出线说明 2.1.1 邓家塘变电站 邓家塘 110kV 变电站 110kV 出线间隔共 8 个，均向东南出线，从北 往南分别为石盖塘（1Y） 、文明（满天星） （2Y） 、文明（3Y） 、坪石 （4Y） 、备用（5Y） 、城关（6Y） 、文明（两江口） （7Y） 、备用（8Y） 。 本工程占用由北向南第 3 个（3Y）间隔。出线后利用已有的 110kV 邓满 线双回路终端塔（本工程侧未挂线） ，见下图 2.12 (详见 43-SA12691C- A01-04)。 邓家塘 110kV 变出线间隔示意图如图 2.11 所示， 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 图 2.11 邓家塘变 110kV 出线间隔示意图 2.1.2 文明110kV变电站 文明 110kV 变电站 110kV 出线间隔共 8 个，均向南方向出线，从西 往东分别为里田（1Y） 、备用（2Y） 、备用（3Y） 、邓家塘（4Y） 、邓家塘 （5Y） 、满天星（6Y） 、马桥（7Y） 、九节带（8Y） 。本工程占用由西向东 第 4 个（4Y）间隔。见下图 2.12 (详见 43-SA12691C-A01-04)。 图 2.13 文明变出线段示意图 2.2 路径方案 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 2.2.1 影响路径的主要因素 根据现场调查和协议情况，影响本工程路径方案的主要因素有如下几 点： 1）线路需避让民房。 2）需合理选择路径，尽量避让地质条件较差的地形。 3）尽量利用实地现有交通，以便施工运输与运行维护。 4）尽量避开重冰区地段。 2.2.2 送电线路路径选择： 根据现场踏勘情况，本工程航空线北侧相对高差较大、坡度较陡、 地质条件较差，覆冰较重。选择路径方案考虑避开该段区域。本线路现 阶段在航空线以南做了南、北两个路径方案。线路路径分别描述如下。 2.2.2.1 南方案（推荐方案）路径描述 本工程起自邓家塘 110kV 变电站，从变电站向东南方向出线后左转， 平行 110kV 邓满线走线，在陈家宅附近钻过 500kV 桥曲甲线后右转，向 东南方向走线平行 500kV 桥曲甲线至平源村附近，采用独立耐张段跨过 110kV 京珠高速和 110kV 福大线支线，随后右转向南平行 110kV 城宜线走 线至饶田，随后左转跨过 110kV 城宜线至浒口，再左转钻过 500kV 桥曲 乙线后向东走线，至枫木井左转至南山岭，随后平行 220kV 福外线走线 跨过 110kV 福瑶线后经土龙湾、老屋代、栀子下等地至杨家坪，随后跨 过 110kV 外杨线继续平行 220kV 福外线至赤坑再右转，再次跨过 110kV 外杨线至坪山附近，左转接入文明 110kV 变电站。 南方案线路全长约 42.0km，其中 15mm 冰区约 38.5km，20mm 冰区 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 约 3.5km。新建段曲折系数为 1.29，除邓家塘变出线利用已有的双回路终 端塔外，其余段采用单回路架设，沿线地形以山地、丘陵为主。 2.2.2.2 北方案路径描述 本工程起自邓家塘 110kV 变电站，从变电站向东南方向出线后左转， 平行 110kV 邓满线走线，在陈家宅附近钻过 500kV 桥曲甲线后，再先后 跨过京珠高速、110kV 福大线支线继续向东南方向走线，在长冲附近钻过 500kV 桥曲乙线后右转，至杉树窝再左转，向东南方向走线至欧家，左转 至太阳冲后再右转，随后走至李家田左转向东走线，至田尾岭后右转， 先后跨过 110kV 福瑶线和厦蓉高速至老屋代附近左转，至杨家坪再左转 平行 220kV 福外线走线，随后跨过 110kV 外杨线走至赤坑再右转，再次 跨过 110kV 外杨线至坪山附近，左转接入文明 110kV 变电站。 北方案线路全长约 37.2km，其中 15mm 冰区约 29.8km，20mm 冰区 约 7.4km。新建段曲折系数为 1.14。除邓家塘变出线利用已有的双回路终 端塔外，其余段采用单回路架设，沿线地形以山地、丘陵为主。 具体路径详见路径方案图 （图号：43-SA12691C-A01-02） 2.3 地形与地貌 本段线路沿线地形以中-低山地貌为主，高程多介于 300750m，相 对高差较大，坡度较陡，坡度多在 1540之间，甚至更大。局部位 于冲洪积平原的水田及旱地，高程一般介于 260400。全线地形比例为： 南方案泥沼 13.1%、丘陵 51.1%,山地 35.8% ；北方案泥沼 13.4%、丘陵 40.3%,山地 46.2%。 沿线植被发育，多为杂树、毛竹及杂草，水土保持较好。 2.4 工程地质条件 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 2.4.1 区域地质构造及地震作用 本线路所在区域位于南岭山脉北部，为燕山晚期及喜马拉雅构造运 动(以喜马拉雅构造运动为主)形成，属晚期构造山系，区内断层、向斜 及背斜等构造形式极为发育，主体呈北东南西展布，次生断层等多呈 北北东及北西南东向展布。进入第四系以来区内构造运动趋缓，线路 定位过程中未见明显的第四系地层变形或移位，线路所经地区属相对稳 定地块。 根据建筑抗震设计规范 （GB 50011-2010）及国家质量技术监督 局2001年发布的中国地震动参数区划图 ，沿线地震动峰值加速度在为 0.05g(相当于地震基本烈度度)，地震动反应谱特征周期为0.35s，设 计地震分组为第一组。 2.4.2 地层岩性构成及特性 沿线地层岩性主要为石炭系和泥盆系灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩 及白云岩等，其次为文明变附近分布的白垩系紫红色泥质粉砂岩、砾岩 及砂砾岩等。局部的冲洪积平原及山间洼地的水田及旱地分布有第四系 冲洪积层，如：赤石乡段线路及杨家坪大元上段线路。 沿线所出露的地层按新老顺序依次为： 1） 第四系残坡积、冲洪积层，主要为黄褐色棕红色，可塑硬 塑状粘土、粉质粘土。 2） 白垩系紫红色强中等风化粉砂岩、砾岩及砂砾岩等。 3） 石炭系灰岩、白云质灰岩、白云岩及泥质灰岩等。 4） 泥盆系灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩及砂质灰岩等。 现对主要地层的工程地质条件按其所在的地形地貌分述如下： 2.4.2.1 水田、旱地部分 据现场踏勘调查，水田及旱地中覆盖层厚度一般大于3.0 m，上部地 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 层一般为黄褐色棕红色可塑状粘性土，其主要物理力学指标为：容 重=18.018.5kN/m3，内摩擦角=14.0 o 17.0o，C凝聚力 =15.025.0kPa，fak承载力特征值=140.0200.0kPa；下部为黄褐色 棕红色硬塑状粘性土，主要物理力学指标为：容重=19.019.5 kN/m3，内摩擦角=18.0 o 22.0 o，C凝聚力=30.035.0 kPa，fak承载力特征值=250.0300.0 kPa。水田表层及部分旱地和 荒地的表层以下层位存在薄层软塑粘性土，厚度一般不大于1.02.5m。 下伏基岩地层岩性主要为石炭系和泥盆系灰岩、泥灰岩、白云质灰岩及 白云岩。水田中地层岩性较为单一，部分第四系地层及其下的基岩有较 高的承载力，可做塔基持力层。若设计对地基承载力及变形要求较高， 建议采用基岩做基础持力层。 2.4.2.2 山地部分 沿线大部分地段为山地地貌，其表层一般为第四系残坡积，硬塑状， 粘性土，含少量碎石，属残积土，厚度小，平均厚度约2.5m左右，灰岩 区残基层中分布有孤石，塔基开挖时应将孤石清楚，残积土的主要物理 力学指标为：容重=19.019.5 kN/m3，内摩擦角=18.0 o 22.0 o，C凝聚力=30.035.0 kPa，fak承载力特征值 =250.0300.0 kPa；下伏为强风化中等风化基岩，岩性主要为石炭系 和泥盆系灰岩、泥灰岩、白云质灰岩及白云岩等，主要物理力学指标为： 容重=20.023.0 kN/m3，内摩擦角=20.0o38.0， fak承载力特征值=3001500 kPa。工程地质条件较好，承载力较高， 为良好的天然地基。 2.4.3 水文条件 2.4.3.1 地表水文 本工程沿线除跨越小溪沟及小河流外，未跨越通航河道及水利水电 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 工程。线路途经区域曾家、廖家园、韩家坪之间的谷盆中有严重的内涝 及山洪灾害发生，建议规避该谷盆。其余区域发生严重的内涝及山洪的 可能性较小。终堪定位时沟边及河边塔位应留足安全距离，防止塔基被 冲刷失稳；另外尽量避免塔基位于洼地，防止塔基遭受洪涝灾害。 2.4.3.2 水文地质条件 线路所在区域，地下水分为孔隙性潜水、基岩裂隙水两种，其中以 基岩裂隙水为主。 孔隙性潜水：主要赋存于冲洪积平原地层及峡谷冲洪积地层，通过 大气降水、地表水等方式补给，通过蒸发及下渗作用排泄，水量受季节 影响变化较大。 基岩裂隙水：基岩裂隙水，其赋存于岩石的构造裂隙及风化裂隙中， 受大气降水及地表水补给，以地下径流或泉的形式排泄。 孔隙性潜水由于水位较浅，对基坑开挖有一定影响。基岩裂隙水埋 藏较深，其对基础施工基本无影响。 线路沿线附近无明显的污染源，依据工程地质对比法判断：本线路 工程地下水在直接临水或强透水土层中对混凝土结构具微腐蚀，弱透水 土层中对混凝土结构具微腐蚀；对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀。 2.4.4 不良地质作用 本段线路沿线多为山地地貌，地形陡峻，坡度较大，塔位建成后较 易发生滑坡、崩塌等不良地质作用。塔基定位时须仔细观察，尽量避开 基岩破碎、结构面发育，尤其是岩层层理面倾向和坡面同向的顺向坡地 段，以防塔基沿结构面和层理面发生滑坡；线路沿线所经地区多为石灰 岩地区，岩溶较发育，其上覆盖层中可能伴随有土洞发育。塔基定位时 须认真调查、勘测，避开溶洞、土洞等不良地质灾害发育的地段。 除上述滑坡、崩塌、溶洞外，沿线未见泥石流等其他不良地质作用。 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 2.4.5 沿线矿产资源分布及开采 根据对其途径地区国土资源局的收资及现场踏勘调查，线路所经区 域已经避开文物古迹、大型矿区及大型的采石场，局部地段安全距离范 围内可能存在零星私人小型采石场（如江南村的设计线路附近小于 10m 范围内有一废弃采石场）及小型压矿（如黄土塘村附近的和家岩山脚有 一废弃的小型煤窑） ，设计人员应对其进行仔细调查、论证，终勘时注意 避让。 2.5 交通运输条件 本工程主要交通条件有京珠高速和 S324 省道，另有 220kV 福外线施 工运检走廊利用，交通条件一般。 2.6 主要交叉跨越 主要交叉跨越情况见表 2.6-1。 表2.6-1 主要交叉跨越表 跨越项目15mm 冰区20mm 冰区 500 kV 电力线 （导地线不接头） 2（钻越）/ 110 kV 电力线5/ 35kV 电力线61 10kV 电力线61 380V 及以下电力线52 三级及以下通信线122 京珠高速1/ 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 S324 省道1/ 机耕路122 2.7 路径协议 本工程由业主直接办理征地手续。 2.8 线路方案技术比较 本线路工程为了优化设计，针对邓家塘变出线至杨家坪段路径做了 南、北两个方案进行对比，主要技术经济指标见表 2.81。 表 2.8-1 主要技术经济比较表 路径方案 项 目 南 方 案（推荐）北 方 案 线路长度(km) 42.0 （15mm 冰区38.5，20mm 冰区 3.5km） 37.2 （15mm 冰区29.8，20mm 冰区 7.4km） 杆塔数量 142 基（水泥杆57 基，拉门塔15 自力式铁塔70 基） 135 基（水泥杆35 基，拉门塔17 自力式铁塔83 基） 协 议由业主直接征地由业主直接征地 地形类别 (占全线百分比 ) 泥沼13.1%、丘陵51.1%,山地 35.8% 泥沼13.4%、丘陵40.3%,山地46.2% 交通运输条件一 般较 差 水文条件水文条件好，全线无淹没区。水文条件好，全线无淹没区。 地质条件较 好一 般 施工条件较 好一 般 运行条件较 好一 般 对一、二级主要通信 线的影响 满足规程要求满足规程要求 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 路径方案 项 目 南 方 案（推荐）北 方 案 污区分布全线位于、级污区 全线位于、级污区 总投资（万元）29743191 从上表可以看出，两方案在技术上均是可行的，结合交通、地形地 貌、线路长度等各种因素，两方案主要存在如下差别： 从经济上比较，南方案虽线路总长较长，但重冰区段线路较北方 案短，线路投资费用比北方案少24万。 从技术上比较，南方案与北方案相比，交通运输条件较好，地形 类别山地所占比例较小、地质条件较好、施工和运行条件方面也占优， 重要跨越上也比北方案少。 线路踏勘调查期间，征求了郴电国际有关设计和运行人员的意见， 也认为南方案优于北方案，施工运行更为便利。 因此，经综合比较后，推荐南方案做为路径推荐方案。 3 设计气象条件 气象条件选择以运行安全、经济合理为总方针，根据沿线气象资料 的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定，当沿线的气象与典型 气象区接近时，宜采用典型气象区所列数值。同时针对沿线地形地貌， 充分考虑微地形微气象影响，合理推荐设计气象条件。 本工程通过搜集附近气象台站的风速和覆冰原始数据进行数理统计 分析，结合附近多条 220kV 和 110kV 线路运行经验，提出设计气象条件 组合。 3.1 设计基本风速和设计覆冰统计值 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 3.1.1 设计基本风速 风速概率统计采用极值型分布函数，该方法认为若一组随机变量 符合极值分布时，可用下列公式求得某一概率下的变量值，得到基本风 速统计值。 T V ， (式 3.11) 1 1 1lnln57722 . 0 6 nT T VV 1 2 1 N VVi n 气象台站高度 hi(m)处，重现期为 T 年的连续自记 10min 平均最 T V 大风速统计值 m/s，现行规程规定风速基准高度取 hi=10m。 规程规定的重现期(年)，本工程 110kV 线路重现期为 30 年。T 风速统计样本标准差。1n 经过高度换算和次时换算后的气象台站每年最大风速 m/s。 i V 历年最大风速平均值 m/s，。V N V V i 样本中风速的总个数或年数。N 根据线路附近郴州市气象台多年风速统计，运用式 3.11 计算，得 到离地 10m 设计基本风速统计值如表 3.11 所示。 表 3.11 设计基本风速统计结果表 重现期30年50年100年 统计值(m/s) 22.7123.9625.65 3.1.2 设计覆冰 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 根据设计规程规定的重现期 T，覆冰概率统计模型采用极值型分布 函数，求得覆冰厚度统计值。 T B ， (式 3.12) 1 1 1lnln57722 . 0 6 nT T BB 1 2 1 N BBi n 式中： T 年重现期冰厚统计值 mm； T B 规程规定的重现期取 30 年；T 覆冰统计样本标准差； 1n 经过高度换算的气象台站每年最大覆冰厚度 mm； i B 历年最大覆冰厚度平均值 mm，；B N B B i 样本中覆冰厚度的总个数。N 根据线路附近郴州市气象台多年覆冰观测数据，运用式 3.12 计算， 得到覆冰厚度计算结果如表 3.12 所示。 表 3.12 覆冰厚度计算结果 计 算 方 式 计 算 结 果 (mm) 重现期30年50年100年 根据雨淞时数计算 13.2914.6916.59 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 根据覆冰重量计算 13.0814.5316.49 根据雨淞直径计算 13.0614.4116.38 3.2 附近已建线路的运行情况 在本工程现场踏勘期间，走访了大量当地居民及电力部门 ，根据郴电国 际及郴州市电业局反映，08 年冰灾期间，线经部分地区覆冰较严重，各 级高压电力线所属运行单位均建议线路尽量走在高程较低且高差较小的 山脉上。 本工程平行走线的 220kV 福外线 2008 年冰灾之后，对沿线杆塔进行 改造加强，设计基本风速 23.5m/s，设计覆冰 15mm、20mm 和 30mm（非本 工程区域） ，同时对局部微气象微地形地段进行了加强，加强后运行状况 良好。 本工程根据实际情况及附近线路运行情况，参照气象台资料，本工 程海拔 600m 以下按照 15mm 覆冰设计；600m 以上按照 20mm 覆冰设计，并 采取控制档距，放松应力等措施，按照轻中有重的原则，重点考虑微地 形等因素，在 15mm 冰区中局部覆冰较重区域，考虑采用部分 20mm 重冰 区铁塔，以提高线路抗冰能力。 表 3.21 冰区区域划分一览表 南方案北方案 15mm20mm15mm20mm 地区区间邓家塘变枫木井、 枫木井南山 岭 邓家塘变欧家、 李家田文明变 欧家李家田 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 南山岭文明变 长度 38.5km3.5km29.8km7.4km 3.3 设计气象条件汇总 根据本地区多条运行数年的220kV、110kV送电线路的运行经验，并结 合沿线覆冰调查，本工程分为15mm和20mm两个冰区设计，基本风速取 23.5m/s,其它按湖南省常用气象条件进行设计。各项设计气象条件取值 如表3.31。 表 3.31 设计气象条件一览表 项 目 数 设计条件 值 气 温()风 速(m/s)冰厚(mm) 最高气温 4000 最低气温 -1000 年平均气温 1500 基本风速 -523.50 10 15（20） 设计覆冰 -5 15 20（25） 安装情况 -5100 事故情况 -5015 雷电过电压 15100 操作过电压 15150 年雷电日(日/年) 60 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 冰密度(g/cm3) 0.9 注:括弧内数据为地线设计冰厚，较导线增加 5mm，仅针对地线支架的机械强度设计。 3.4 舞动区 导线舞动在严重情况下，会造成相间或相对地短路、导线断线、绝 缘子和金具损坏，杆塔破坏等不良后果。导线舞动多发生在结冰情况下， 尤以多分裂导线更为突出。这是因为导线结冰时四周往往不均匀，迎风 面或下方结冰往往较厚，形成翼形截面，在气流作用下，易产生翼状升 力，激发舞动。分裂导线由于间隔棒的作用，各子导线转动不灵活，冰 层易成翼状，另一方面分裂导线在风力作用下易产生扭动，当升力和扭 力频率相耦合时产生谐波形成舞动。湖南省是冰冻比较严重的省份，电 线结冰的情况时有发生，因而出现舞动的机率也较高。 根据湖南电网舞动分布图 ，本线路位于无舞动区之内，导地线采用 FR 型防振锤进行防振能满足防振要求 。线路基本上无特大档距，故不考虑 另增防舞动措施。 4 导线和地线 4.1 导线选型 导线作为输电线路的主要元件，担负着在各种恶劣自然环境中远距 离传输电能的重任，必须具有良好的电气性能、机械性能和经济性能， 保证运行安全可靠，满足电磁环境保护的要求，具有合理的技术经济指 标和良好的社会效益。导线在工程造价中占有较大比重，截面选择过大 将会显著增加工程投资，截面选择过小将使传输效率和运行性能变差， 因此正确选择导线截面，对环境保护及电网的安全、可靠、经济运行具 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 有重要意义。本工程导线选型主要原则如下。 a)满足电力系统要求。导线的输送容量应满足系统的要求，事故潮 流时导线温度保持在 70以下。 b)满足电气性能要求。导线应具有较小的直流电阻，尽量降低电能 损失，且导线表面电场强度满足规程规范要求。 c)满足机械性能要求。导线设计安全系数不小于 2.5，年平均运行 应力小于破坏应力的 25%，在验算工况下，导线弧垂最低点的应力应满足 规程要求。 .1.2 导线型式选择 根据系统论证，本工程的110kV线路导线截面为240mm2。 现行国家标准圆线同心绞架空导线 （GB/T 1179-2008）中，JL/G 1A240系列钢芯铝绞线共有3个品种，参照国内以往工程，并结合本工 程的实际情况，我们选取JL/G1A24/30、JL/G1A240/40、JL/G1A24 0/55三种钢芯铝绞线进行技术经济比较，现将3种钢芯铝绞线的主要机械 和电气特性列于表4-1进行比较，从中选择本工程使用的导线。 表 4-1 导线主要机械和电气特性 导线型号 JL/G1A -240/30JL/G1A -240/40JL/G1A -240/55 计算拉断力（N） 7519083760101740 最大使用拉力（N, 安全系数取 2.5 时） 28572.231828.838661.2 钢芯截面积（mm2） 31.6738.9056.30 导线垂直荷载重 （N/m） 9.0449.4610.866 计算质量（kg/km） 920.7962.81105.8 其他机械性能和经济指标体现在以下几个方面： 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 1）导线采购费用 各种导线采购费用从少到多依次为：JL/G1A-240/30、JL/G1A- 240/40、 JL/G1A-240/55。 2）导线弧垂对杆塔高度影响 在导线安全系数均取2.5，使用档距相同的情况下，各种导线弧垂从 大到小依次为：JL/G1A-240/30、JL/G1A-240/40、JL/G1A-240/55。 由于导线弧垂不同而引起使用塔高不同，相应的塔重和基础费用也 不相同。 3）导线荷载对工程投资影响方面 各导线中JL/G1A-240/30和JL/G1A-240/40荷载相差不多，对工程投 资的影响较小；JL/G1A-240/55导线的水平荷载、垂直荷载、纵向张力荷 载比其它两种导线大，故相应的塔重和基础方量也较大。 4）导线对绝缘子串机械强度的选择 在绝缘子金具串的选择方面，对于悬垂绝缘子串，上述三种线型在 一般条件下大部分使用 70kN 的绝缘子，仅由于导线的水平荷载和垂直荷 载的不同导线引起的悬垂绝缘子串的使用条件略有差别，对工程投资影 响很小； 对于耐张绝缘子串，其强度由导线的最大使用张力确定，经计算，以 上三种导线采用双联70kN级耐张绝缘子串均满足设计规程对绝缘子机械强 度安全系数不小于2.7的要求。 5）导线的电磁辐射 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 各种导线的的导线表面场强、无线电干扰水平、可听噪声水平略有 不同，但皆满足有关规程的要求。 6）导线的抗腐蚀能力 在抗腐蚀能力方面，三种导线型式防腐性能一样，均能满足该地区 对导线防腐性能的要求。 7）导线的覆冰过载能力 在抗冰性能方面，从弱到强为：JL/G1A-240/30、JL/G1A-240/40、 JL/G1A-240/55。 8）导线的运行经验 根据近10年来我省上述各铝截面导线的采购订货情况来看，中冰区 110kV线路中JL/G1A-240/40导线在使用较多，其运行经验占优势， JL/G1A-240/30运行经验较少。而重冰区线路JL/G1A-240/55比JL/G1A- 240/40更有优势。 综合上述，考虑技术经济因素，虽然 JL/G1A-240/30 导线在某些单 项比较中处于有利位置，但总体优势并不突出，且本工程处于中冰区和 重冰区，在中冰区采用 JL/G1-240/40 型导线比采用 JL/G1A-240/30 型导 线，从总体造价比较更省，而在重冰区采用 JL/G1A-240/55 比其他两种 导线的抗冰能力更强，故推荐本工程线路在 15mm 中冰区导线选用 JL/G1A-240/40 型钢芯铝绞线，在 20mm 重冰区选用 JL/G1A-240/55 型钢 芯铝绞线。 4.2 地线选型 4.2.1 地线选择总体原则 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 根据110kV750kV 架空输电线路设计规范 （GB-50545-2010）规 定，其具体要求如下： a) 普通地线的设计安全系数宜大于导线的设计安全系数； b) 在+15、无风、无冰条件下，导线与普通地线在档距中央的间 距应不小于 0.012L+1（m） （L 为档距） ； c) 普通地线应满足电气和机械使用条件的要求。即当线路发生故障 时，地线会通过很大的短路电流，使地线温度急剧升高，很可能导致地 线机械性能的损坏。因此，所选择的地线必需满足热稳定的要求。 4.2.2 地线选择 根据110kV750kV 架空输电线路设计规范 （GB-50545-2010）中 “表 5.0.12”的规定，与 JL/G1A-240/40 钢芯铝绞线相匹配的镀锌钢绞 线地线的标称截面为 80mm，且根据热稳定短路电流计算结果的要求（详 见下面光纤短路电流计算） ，本工程地线选用 GJ-80 型镀锌钢绞线。本工 程导、地线具体参数见下表 4.2-1。 表 4.2-1 导、地线主要机械和电气特性一览表 导线及地线型号 JL/G1A240/40JL/G1A240/55 GJ-80 铝股238.8424.27/ 钢股38.9056.3079.39计算截面(mm2) 综合277.74297.5779.39 计算外径(mm)21.722.411.4 铝股 263.42303.20 / 股数及每股直径 (mm) 钢股 72.6673.20 73.8 单位重量(kg/km)962.81105.8630.4 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 导线及地线型号 JL/G1A240/40JL/G1A240/55 GJ-80 制造长度不小于(m)250025002500 计算拉断力（kN）83.76101.7492.75 温度线膨胀系数 (1/) 18.910-617.810-611.510-6 弹性模量(N/mm2)7600080000185000 4.3 导地线应力 导线钢芯铝绞线的最大使用应力：线路导线的安全系数一般不小于 2.5，导线 JL/G1A-240/40 破坏应力为 286.5MPa，故 JL/G1A-240/40 最大 使用应力取 114.6MPa,安全系数为 2.5；导线 JL/G1A-240/55 破坏应力为 324.8MPa，故 JL/G1A-240/55 最大使用应力取 117MPa,安全系数为 2.78。 地线 GJ-80 型镀锌钢绞线最大使用应力：按杆塔地线支架高度及导 线与地线水平位移距离，在气温为 15、无风、无冰条件下，导线与地 线在档距中央的距离不小于(0.012L+1)m 的要求，推算出 15mm 冰区地线 与 JL/G1A-240/40 配合使用最大使用应力取 320MPa(安全系数为 3.6)与 之配合；20mm 冰区地线与 JL/G1A-240/55 配合使用最大使用应力取 340MPa(安全系数为 3.4)与之配合. 4.4 导地线防振 按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的 16%，钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的 12%，即需采取防振措施。 据此，本工程 15mm 冰区和 20mm 冰区导地线部分需采取防振措施，15mm 冰区拟采用防振锤防振，20mm 冰区采用护线条防震。 导地线年平均运行应力结果见表 4.41。 表 4.41 导地线年平均运行应力表 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 导地线型号 最大使用应力 （MPa） 代表档距 (m) 年平均运行应力(MPa) 不需采取防振的 最小代表档距(m) JL/G1A-240/40114.635047.27436m JL/G1A-240/5511730038.52139m 320350137.19332m GJ-80 340300102.09192m 导地线防振锤安装情况如表 4.423。 表 4.42 防振锤安装个数表 个 数 档 型 号 距 123 FR-3(导线用) 450 4508008001200 FR-2(地线用) 300 300600600900 表 4.43 防振锤安装距离表 导线及地线 最大使用应力 (MPa) 防振锤安装距离 (mm) JL/G1A-240/40 114.6(15mm 冰区) 1100 JL/G1A-240/55 117(20mm 冰区) 1000 320(15mm 冰区) 650 GJ-80 340(20mm 冰区) 600 4.5 OPGW 光缆部分 4.5.1 概 述 4.5.1.1 设计范围 邓家塘文明110kV线路 本文件版权所有，未经授权，不得复用 在新建的邓家塘文明 110kV 送电线路的右侧地线支架上，架设一 根 24 芯 OPGW 光缆，送电线路全长约 42.0km，OPGW 全长约 43.0km。OPGW 设计范围为：邓家塘 110kV 变 110kV 龙门架接线盒至文 明 110kV 变 110kV 龙门架接线盒。设计内容为 OPGW 与另一地线的选型 配合以及 OPGW 与附件设计。 4.5.1.2 设计原则 1) 光纤采用 24 芯光纤。 2) OPGW 作为架空地线，除满足通信要求外，还必须有足够的抗拉 强度满足机械强度要求，同时满足热稳定性要求。其设计须遵循 110kV750kV 架空输电线路设计规范 （GB 505452010）和 110kV500kV 架空送电线路施工及验收规范 （GB50233-2005） 、 电 力光纤通信工程验收规范 （DL/T 5344-2006）的规定，还应考虑 OPGW 的特殊要求。 3) 线路短路电流设计水平按远景水平考虑。 4) 110kV 送电线路故障切除时间取 0.3 秒。 4.5.2 OPGW 和分流地线的选型 4.5.2.1 OPGW 结构型式 从光纤安全运行角度考虑，松套结构由于在光纤余长方面的优越性， 再加上厂家在光纤余长的