超高压750KV线路opgw光缆设计应用

官亭一兰州东750 kV送电线路工程 – OPGW -2S1 24技术规范要求

参数名称	参数值
光缆芯数根	24
光缆直径(W mm )	12. 60
光缆单位重量/(W kg/km)	600
标称抗拉强度RTS/kN	80. 7
最大工作张力(kN)	23. 80
平均运行张力(kN)	14 562
20工’直流电阻(/km )	0. 603
允许短路电流(Q3s 40 – 200 °C) /(2 kA)	12. 9
短路电流容量(40 – 200 C) /(》kA2 – s)	50. 3
OPGW允许瞬间最高温度C	200 0
光纤余长(儿)	5 – 7
安装温度范围/C	-10 ~+40
运输和运行温度范围/C	-40 ~ + 80

• (1) 本工程线路沿线地形起伏较大，平地约 4%, —般山地约74%,高山大岭约22%。因此，应 主要注意对OPGW应力的控制、金具的配置。
• (2) 在本工程线路所处区域内的雷电活动较 弱,降雨量较少，一般认为OPGW的工作环境较 好。但不应忽视的是日照时间长,昼夜温差大。因 此,对OPGW的温度特性要求较高，应控制光纤的 余长和余长的均匀(一致)性。
• (3) 本工程划分为2个气象区，在A区(i1Q w27 t10)的最大档距1 021 m(直线杆塔),是一侧 相邻档距的4倍，911m档(直线杆塔、241 5m高 差)分别是两侧相邻档距的11 5倍和3 4倍;在B 区(i15w3Q t5)的最大档距870 m (直线杆塔、 245 8 m高差),是一侧相邻档距的5 3倍,最大高 差出现在770 m档(直线杆塔、347 9m高差)，是 一侧相邻档距的10倍。因此，要密切关注OPGW 的不平衡张力以及金具的形式和配置。
• (4) 本工程大于600m档距的约22档。其中 最大档距1 021m,除了控制工作应力外，还对大跨 越段的防振应加以重视。

OPGW光缆结构图：

OPGW光缆样品图：

OPGW结构设计

2 1结构形式

根据技术规范要求，分别有外层绞线“夹花”

的A结构和高导电率全铝包的B结构，可以满足750 kV示范工程OPGW技术• 徐 军 750 kV送电线路工程OPGW的结构设计

表2满足要求的两种结构及参数

	要求	外层“夹花” 结构	全铝包 钢结构
中心层股线mm		2%铝包钢： D 2 6X 127%	铝包钢：D 2. 6 X 1
光单元内层mm		不锈钢管：D 2 5 X 1	不锈钢管：D 2. 5 X 1
结构     股线		2%铝包钢：D 2 5X527%	铝包钢：D2. 5X5
		2(%铝包钢：
外层股线/mm		D 2 5 X 6 铝合金：	铝包钢：D 2. 5 X 12
		D 2 5X63%
芯数	24	24	24
截面积mm2	88 8	89	89
直径mm	12 6	12. 6	12. 6
重量 /( kg /km)	488	463	527
RTS(应力)/(N/mm2)	911	913. 48	906 74
(张力)/kN	80 9	81. 3	80. 7
MAT(应力)/(N /mm2)	268 0	383 7	382. 0
( 张力 ) /kN	23 8	34. 15	34. 0
EDS(应力)(N mm2)	164. 0	228 4	227. 4
( 张力 ) /kN	14. 562	20. 33	20. 24
直流电阻/(Q /km)	0 603	Q 603	0 682
短路电流(Q 3 s40 – 200 °C) /kA	12 9	13. 7	13. 1
短路电流热容量(40~20) C) /(kA2 – s)	50 3	55. 9	51. 2
最高使用温度/C	200	200	300

从结构参数上看，A和B均满足要求，且A结 构成本相对低一些。但从结构稳定性上看，B结构 显然优于A结构。因此，选择B结构更适合。

本工程中要求的光纤芯数为24芯,根据江苏 通光信息有限公司的生产实际情况，可以选用 2 5 mm直径的不锈钢管层绞结构。具体结构为: 中心为1根直径2 6mm的40%铝包钢线；内层为 5根直径2. 5 mm的40%铝包钢线和1根直径 2 5 mm的含24根G. 652B光纤的不锈钢管光单 元；外层为12根直径2 5 mm的40%铝包钢线。 该结构所有股线直径一致，且不小于2. 5mm符合 技术规范中对光缆结构的要求，并且结构稳定性极 佳，OPGW结构如图所示。

2 2性能要求

• (1) 光纤余长要求

根据本工程的实际使用环境条件，江苏通光通 信有限公司提出(Q 5 -0 7)%的光纤余长控制。 余长过大,将劣化温度特性;余长过小，则影响应力 应变性能。并且在生产过程严格控制光纤余长的 均匀性，使光纤余长均匀性优于±0 03%。

• (2) 光单元阻水特性要求

按现行标准,光单元的阻水性能为1m长光单 兀在1 m高水柱下1h无水渗出。而对本工程的 要求是，1 m长光单元在3 m高水柱下1 h无水渗 出,主要是考虑了大档距和大高差。

• (3) 应力应变特性要求

江苏通光信息有限公司设计的光缆直径、截面 积、RTS与所要求一致。设计的光缆重量比要求略 轻。按照电力行标要求,最大工作张力(MAT)为 42%RTS优于要求值;平均运行张力(EDS)可达 25%RTS也优于要求值;按照技术规范要求在 70% RTS下光纤应不受力，光信号的衰减不受影响。

3与匹配地线的弧垂配合计算

本工程要求OPGW在平均气温、外过电压及 覆冰等气象条件下，与另一根普通地线1X 19 -11 5 – 1270-B尽量匹配。规范要求OPGW平均 张力不超过20% RTS在平均气温、外过电压及覆 冰等气象条件下，OPGW同另一根地线弧垂应尽量 匹配，2根地线弧垂公差应在0 5m范围内。

• (1) 10 mm冰区弧垂匹配

表3给出OPGW与匹配地线在10mm冰区的 弧垂公差。最大公差为-0 30 m,发生在1 200 m 档距覆冰条件下,满足技术规范要求。

• (2) 15 mm冰区弧垂匹配

表4给出OPGW与匹配地线在15 mm冰区的 弧垂公差。最大公差为-0 28m发生在800m档 距覆冰条件下,满足技术规范要求■

表3 10 mm冰区弧垂匹配

Table 3 Arc droop matching of 10mm ice area

档距m	覆冰	平均	外过
地线	0 PGW	公差	地线	0PGW	公差	地线	0 PGW	公差
400	10 32	10 18	-0 14	7. 97	7. 97	0. 00	8. 34	8. 34	0. 00
500	16 14	15 97	-0 17	13. 59	13. 59	0. 00	13. 99	13. 99	0. 00
600	23 25	23 06	– 0. 19	20. 60	20. 60	0. 00	21. 02	21. 02	0. 00
700	31 67	31 47	– 0. 20	28. 97	28. 97	0. 00	29. 39	29. 39	0. 00
800	41. 4	41 18	– 0. 22	38. 66	38. 66	0. 00	39. 08	39. 08	0. 00
900	52 45	52 20	– 0. 25	49. 68	49. 68	0. 00	50. 11	50. 10	– 0. 01
1 000	64 82	64 56	– 0. 26	62. 03	62. 03	0. 00	62. 46	62. 45	– 0. 01
1 100	78 53	78 24	– 0. 29	75. 71	75. 71	0. 00	76. 14	76. 14	0. 00
1 200	93 57	93 27	– 0. 30	90. 74	90. 74	0. 00	91. 17	91. 17	0. 00
			表4	15 mm	冰区弧垂 匹配
			Table 4 Arc droop matching of 15mm	ice area
档距m		覆冰			平均			外过
地线	0 PGW	公差	地线	0PGW	公差	地线	0 PGW	公差
400	13 88	13 71	– 0. 17	11. 01	11. 01	0. 00	11. 35	11. 34	– 0. 01
500	21 71	21 51	– 0. 2	18. 79	18. 79	0. 00	19. 12	19. 12	0. 00
600	31 29	31 06	– 0. 23	28. 35	28. 35	0. 00	28. 68	28. 67	– 0. 01
700	42 64	42 39	– 0. 25	39. 69	39. 69	0. 00	40. 02	40. 01	– 0. 01
800	55 78	55 50	– 0. 28	52. 81	52. 81	0. 00	53. 14	53. 13	– 0. 01

计算结果表明，该结构0PGW的平均弧垂、外 过弧垂与本工程用的普通地线匹配得很好，而覆冰 弧垂则小于普通地线。如果精心设计、精心施工, 该结构0PGW在各种工况条件下可基本匹配。