韓國聚， 郭毅鵬， 漫紅偉， 李江峰

(1.平頂山電力設計院，河南 平頂山 467001；2.平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

拉重比法選擇與鋼絞線匹配的光纖復合架空地線

韓國聚1， 郭毅鵬2， 漫紅偉2， 李江峰2

(1.平頂山電力設計院，河南 平頂山 467001；2.平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

在線路設計中選擇與鍍鋅鋼絞線弧垂匹配的光纖復合架空地線(OPGW)，一般需要經(jīng)過反復的程序計算才能確定，通過對工程設計實踐的總結(jié)，提出了利用拉重比相近法，快速選擇OPGW參數(shù)的方法，供線路設計人員參考。

光纖復合架空地線； 選擇； 拉重比； 弧垂

0 引 言

工程設計中先根據(jù)規(guī)程的規(guī)定選擇一根地線，然后根據(jù)熱穩(wěn)定計算結(jié)果選擇OPGW的熱容量，之后根據(jù)設計規(guī)程的要求，初選幾種OPGW，經(jīng)過與導線的反復配合計算，最終確定OPGW型號。

1 設計規(guī)程、規(guī)范對兩根地線弧垂的要求

隨著OPGW的大量采用，架空線路采用兩根材質(zhì)不同地線的現(xiàn)象相當普遍。當采用兩根不同材質(zhì)地線同塔架設時，應該考慮的因素很多，主要有如下三方面的要求：一是國家標準GB 50233—2005《110～500 kV架空送電線路施工及驗收規(guī)范》；二是線路設計規(guī)程；三是線路防雷設計要求。

(1) GB 50233—2005第7.5.6條規(guī)定，一般情況下緊線弧垂允許偏差：110 kV線路+5%，-2.5%；220 kV線路±2.5%。

第7.5.7條規(guī)定，對于水平排列的同型架空地線，弧垂應力求一致，一般情況下各相間弧垂的相對偏差最大值不應超過以下要求：110 kV線路200 mm；220 kV及以上線路300 mm。

第7.7.20條規(guī)定，OPGW的緊線、附件安裝，除本節(jié)的規(guī)定外，應符合第7.5、7.6節(jié)的有關規(guī)定。

(2) 《110～750 kV架空送電線路設計規(guī)范》(報批稿)和《110～500 kV架空送電線路設計技術規(guī)程》(DL/T 5092—1999)規(guī)定：導、地線的設計安全系數(shù)不應小于2.5，地線的設計安全系數(shù)，宜大于導線的設計安全系數(shù)。即地線安全系數(shù)在2.5以上。

(3) 線路防雷設計要求。15℃時，線路檔距中央導、地線距離h不小于1.2%L+1 m(L為線塔之間的檔距)的防雷要求。再根據(jù)GB 50233—2005的要求，15℃無風工況下兩根不同規(guī)格的地線弧垂應盡量保持一致。

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根據(jù)弧垂公式

f=rL2/(8×σ0)

(1)

r=9.81m0/S

σ0=T0/S

將上式代入式(1)可得：

f=9.81m0L2/(8×T0)

(2)

式中，r為地線比載；f為地線弧垂；L為線塔間檔距；σ0為地線應力；S為地線截面積；T0為地線水平張力；m0為線材單位重量。

將有關參數(shù)代入式(2)可得OPGW最大弧垂f1為：

f1=9.81m01L2/(8×T01)

另一根地線最大弧垂f2為：

f2=9.81m02L2/(8×T02)

對于同一檔距內(nèi)兩根地線弧垂之比為：

當兩根地線弧垂相等時，則：

(3)

式中，m01，m02分別為OPGW和另一根地線線材單位重量；T01，T02分別為兩者水平張力。

由式(3)可以得出以下兩點結(jié)論：

(1) 當兩根不同材質(zhì)的地線架設后的弧垂相等時，兩者的拉力與質(zhì)量比應相等；

(2) 當兩根不同材質(zhì)的地線架設后的弧垂相差不大時，兩者的拉力與質(zhì)量比應相差不大。

2 利用拉重比快速選擇與地線相匹配的OPGW

在選擇OPGW時，通常其15°C無風工況下的水平張力T0需要經(jīng)過計算才能得到，這對于快速選擇OPGW幫助不是很大。有沒有一種更加簡便的方法，能快速選擇合適的OPGW型號呢?由上述的兩點結(jié)論可受到啟發(fā)，并經(jīng)過長期的設計實踐，發(fā)現(xiàn)利用OPGW的拉重比(拉重比=P0/m0，是指OPGW或地線的拉斷張力P0與其單位長度質(zhì)量m0的比值)與已知地線的拉重比相比較，選擇與已知地線的拉重比很接近的OPGW，這樣兩者的弧垂基本可以滿足規(guī)程的規(guī)定。

3 工程實例

我們曾對110 kV的LN電鐵線路進行設計，選用的導線型號為2×LGJ—240/30，安全系數(shù)2.5；同塔架設兩根地線，一根地線選擇GJ-80鍍鋅鋼絞線，與導線配合后安全系數(shù)取3.2；另一根24芯OPGW。工程初選2種型號的OPGW，即OPGW-1和OPGW-2，相應的參數(shù)見表1。

3.1選擇OPGW工程中常用的方法

首先對兩種擬選的OPGW與LGJ-240/30導線分別進行配合計算，并分別求出其安全系數(shù)。由于導線使用安全系數(shù)為2.5，因此所選OPGW安全系數(shù)應該大于2.5，并且要求其最大使用張力不超過桿塔使用范圍。經(jīng)過計算，15°C無風工況下2種擬選OPGW和GJ-80鍍鋅鋼絞線張力和弧垂的計算值分別列于表2和表3。

表1 GJ-80鍍鋅鋼絞線和擬選OPGW參數(shù)的比較

表2 15°C無風工況下張力表 (單位：N)

表3 15°C無風工況下弧垂表 (單位：m)

由表2、表3可知，雖然第一種光纖復合架空地線OPGW-1的弧垂?jié)M足要求，但是其安全系數(shù)僅為2.4，小于導線的安全系數(shù)，因此該型號光纜不符合設計的要求。第二種光纖復合架空地線OPGW-2的弧垂、安全系數(shù)均滿足設計要求，因此，工程選擇OPGW-2。

3.2快速選擇OPGW的方法

由表1中GJ-80鍍鋅鋼絞線和擬選OPGW有關參數(shù)，可知GJ-80鍍鋅鋼絞線拉重比為158.72，OPGW-1拉重比為132.67，OPGW-2拉重比為153.09。由此可見OPGW-2與GJ-80鍍鋅鋼鋅線拉重比相近，由此可以快速的選出第二種光纖復合架空地線OPGW-2。上面所述工程常用的選擇OPGW的方法，也印證了這個快速方法的正確性。

4 結(jié)束語

OPGW線路設計中，選擇適用的OPGW與已知鋼絞線配合，是十分重要的問題，也是一個困擾很多剛剛踏入線路設計領域人員的一個棘手問題，本文提出用拉重比接近選線的方法，是一個便捷快速的方法。經(jīng)過多年的設計實踐，這個方法也適用于線路設計中鍍鋅鋼絞線與鋁包鋼絞線的配合，以及鋁包鋼線與OPGW的配合。

[1] DL/T 5092—1999 110～500 kV架空送電線路設計規(guī)程[S].

[2] GB 50233—2005 110～500 kV架空送電線路施工及驗收規(guī)范[S].

[3] 張殿生主編.電力工程高壓送電線路設計手冊(第二版)[M].北京：中國電力出版社，2005.

SelectionofOpticFiberGroundWiretoMate
SteelStrandbythePull/WeightRatioMethod

HAN Guo-ju, et al

(Pingdingshan Electric Power Design Instutution, Pingdingshan 467001, China)

The selection of optic fiber ground wire (OPGW) to mate the sag of galvanized steel strand will be determined usually by repeated programme computations. A fast approximate method based on the experiences of engineering design for selection of OPGW parameters by the pull/weight ratio is proposed for reference by the designers.

optic fiber ground wire; selection; pull/weight ratio; sag

TM244.2；TN818

A

1672-6901(2010)05-0011-03

2009-11-16

韓國聚(1971-)，男，高級工程師.

作者地址：河南平頂山市新華路南段[467001].