220kV线路加挂ADSS光缆设计

220kV线路加挂ADSS光缆设计

孙荣升  戴晰臣

(山东电力工程咨询院，济南市，250013)

  [摘  要]  在已运行的220 kV线路上加挂ADSS光缆是解决光缆通讯、减少占地、节省投资的好方法。加挂时要注意挂点的位置，光缆与电线不得交叉、相碰、其挂点的场强应小于20kV／cm。光缆挂点应尽量低，以降低杆塔弯矩，但光缆弧垂最低点不得低于电线弧垂最低点。杆塔加缆前应进行强度验算，不满足要求时要进行杆塔补强，加挂时由于预绞丝较长，易造成触电，建议采用放低光缆3—5m进行预绞丝、悬垂线夹安装，再上吊悬挂的施工方法。

  [关键词]  220kV线路  加挂ADSS光缆  设计  安装

    随着山东电源点建设及电网建设的迅速发展，山东电力通信网主干光缆通信工程开始建设，它将承担系统生产调度、生产管理、调度自动化、电量计费、计算机数据、线路保护、会议电视及图文传输等信息、信号的输送。主干光缆通道建设，主要通过在新建500kv线路上使用光缆复合架空地线(OPGW)以及利用已有220kv及以下线路加挂全介质自承式光缆(ADSS)，形成电力系统的通信网。这对节省土地，降低工程投资，提高输电线路走廊的利用率将有着很好的经济效益和社会效益。

    我省的电力光缆通信网络建设刚刚起步，对线路设计来讲亦是个新课题，现将ADSS光缆加挂设计和施工遇到的问题介绍如下：

  1  光缆挂点的确定

    近半年多以来，我们先后完成了山东南部、潍坊一日照等ADSS光缆通信工程约900km的设计、施工。但各种杆塔挂点位置从初设到施工图几经变化，归纳起来挂点的确定主要应考虑以下因素：

  1．1  挂点场强应不大于20kV／cm，以减少电腐蚀，保持光缆的应有寿命。

  1．2  尽可能采用低挂，以减少杆塔附加弯矩，降低杆塔加固补强的工程量，节省工程投资。

  1．3  尽量避免光缆与电线的交叉，防止鞭击现象发生。而设计尽量避免ADSS与电线在侧视图中和俯视图中交叉是免除鞭击和保证光缆与电线不接触的先决条件，实在无法避免的交叉，也要将交叉点尽量设置在两侧杆塔附近。同时要验算电线与光缆有风不同步摆动和无风随季节弛度变化(主要指俯视图内的交点)时不发生碰撞与接触。要作到上述要求，主要通过调整挂点的位置和恰当选择光缆的弧垂来实现。

  1．4  光缆弧垂最低点不得超过电线弧垂的最低点，以保证交叉跨越距离，免受外力破坏。

  1．5  光缆挂点的确定应便于光缆的展放、附件的安装以及风偏时不与支撑构件碰撞，以免磨损光缆。

1．6  在确定挂点位置时应特别注意导线排列方式的改变、光缆在不同电压等级线路间的跨接和线路两端进出站时的情况。例如双回路分支塔过渡到单回路，导线由垂直排列过渡到水平或三角排列；干字型塔两侧与不同直线杆塔组合时，干字塔出现的光缆一侧高挂另一侧低挂的情况；猫头形直线塔两侧与不同排列形式的杆塔组合；光缆在不同线路间跨接时；总之对上述情况要引起足够重视，通过计算制图来确定合适的挂缆位置，这一类我们在设计中称为特殊挂点。

1．7  ADSS光缆是无金属光缆，弧垂基本上不随温度变化，为了作到光缆与电线不发生碰撞，要选择好光缆弧垂，尽量作到光缆与电线在侧视图中无交点，在确定弧垂时还应满足年平均气温和设计最大荷载条件下光缆的张力不大于最大运行张力。

 2  关于杆塔的强度校验

    ADSS自承式光缆加挂在已运行高压送电线路上，要不要对原文撑结构进行强度验算，如何验算，光缆的荷载按什么计算等等都没有统一规定，也没有设计、施工、运行经验可参考。我们只能凭借线路的设计经验、ADSS光缆的机械物理特性以及光缆的挂点位置分析加挂后对原杆塔安全的影响，来制定光缆荷载的计算条件。并参考SDJ3—79《架空送电线路设计技术规程》，从实际出发充分考虑补强的可操作性，来确定对杆塔核算补强的原则。

    我们省已实施建设近900km加挂自承式光缆，沿220kV线路加挂的约占90％。杆塔强度核算主要是针对220 kV的杆塔，具体强度核算作法如下：

2．1  加挂ADSS光缆后不能降低原线路的设计安全度，对于220kV线路杆塔，要逐一进行荷载比较校验。主要方法是，杆塔实际使用条件下的荷载加上ADSS荷载≤杆塔的设计荷载，反之需进行计算补强。

 　2．2  对于加挂后引起的部分杆塔荷载大于原杆塔设计荷载的，应进行计算补强。但在补强设计中遇到了一些较难处理的具体问题，例如所加挂的220kV线路设计建设年代不同，所执行规范与现行规

程、导则不同，究竟按什么规程设计补强；还有投产年限不同、杆塔构件腐蚀程度不同，其腐蚀程度如何界定；杆塔基础要不要验算等等。经过认真的分析研究我们是这样作的：

2．2．1  一律按原来线路当时的规程、导则计算补强，做到不降低原线路的设计安全度。

  　2．2．2  一般不考虑杆塔构件由于腐蚀等原因引起的性能、强度的降低。因这个问题设计上无法定量化。

  　2．2．3  鉴于ADSS光缆断线时，其荷载均小于电线事故工况的杆塔荷载，故设计补强不考虑光缆断线

  工况。

  2．2．4  鉴于ADSS光缆重量轻，运行应力较低，故在杆塔设计补强中不考虑基础的补强。

  　2．3  关于杆塔补强的措施，由于工期的关系，业主同意先完成架线施工图，后进行杆塔补强设计。对强度不够的混凝土杆，原则上用加打拉线的办法来平衡增加的水平力；对铁塔只采用换件补强的办法，不宜采用在补强杆塔两侧新立光缆的支撑电杆的做法，一是施工困难，二是防止带来光缆长度不够，重新接头等问题。

  2．4  对于110、35、10kV线路杆塔的强度校验问题，这些电压等级的线路绝大部分为市、地电业局设计施工，省院无资料，搜集资料难度极大。我们只能在杆塔补强设计阶段中，分别提出110、35、10 kV线路  杆塔增加的光缆负荷，由线路原设计单位去分析、比较、判断是否需要对杆塔实施补强。

  　3  关于光缆施工

    我们省这批ADSS光缆通信工程，有7个地区电业局参加施工，均为首次在220kV线路上进行加挂作业，存在种种疑虑，如：线路带电安装光缆，光缆受潮、淋雨后绝缘性能下降，施工中万一发生光缆与导线接触会发生触电危险；还有，按带电作业还是按在带电的线路支撑结构上作业，来制订施工安全技术措施等等。针对上述情况，业主和我们作了以下几方面的工作。

  　3．1  各施工单位要严格按光缆供货厂商对安装方面的要求作业，制定“三大”措施(安全措施、组织措  施、技术措施)，并在施工督导的监督下进行作业。

  　3．2  在运行线路上加挂光缆作业的性质，除干字塔及换位杆以外，所有杆塔的光缆挂点、施工距离距导线都大于3m，按《电业安全工作规程》七章表Ⅱ的规定，在这些杆塔上工作应定性为在带电杆塔上工作。

 　 3．3  全介质自承式光缆的供货厂商均未提供其耐受电压值等电气参数，由业主组织，省电科院对光缆  进行了电气参数的探索性试验。试验取1．8m长ADSS光缆1根，一端施加工频电压，一端接地，进行干闪、干耐受电压和湿闪、湿耐受电压试验，耐受时间1min，湿状态，是对试品进行淋雨，雨水为自来水。

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