拉重比法选择与钢绞线匹配的光纤复合架空地线

韩国聚， 郭毅鹏， 漫红伟， 李江峰

(1.平顶山电力设计院，河南 平顶山 467001；2.平顶山供电公司，河南 平顶山 467001)

拉重比法选择与钢绞线匹配的光纤复合架空地线

韩国聚1， 郭毅鹏2， 漫红伟2， 李江峰2

(1.平顶山电力设计院，河南 平顶山 467001；2.平顶山供电公司，河南 平顶山 467001)

在线路设计中选择与镀锌钢绞线弧垂匹配的光纤复合架空地线(OPGW)，一般需要经过反复的程序计算才能确定，通过对工程设计实践的总结，提出了利用拉重比相近法，快速选择OPGW参数的方法，供线路设计人员参考。

光纤复合架空地线； 选择； 拉重比； 弧垂

0 引 言

工程设计中先根据规程的规定选择一根地线，然后根据热稳定计算结果选择OPGW的热容量，之后根据设计规程的要求，初选几种OPGW，经过与导线的反复配合计算，最终确定OPGW型号。

1 设计规程、规范对两根地线弧垂的要求

随着OPGW的大量采用，架空线路采用两根材质不同地线的现象相当普遍。当采用两根不同材质地线同塔架设时，应该考虑的因素很多，主要有如下三方面的要求：一是国家标准GB 50233—2005《110～500 kV架空送电线路施工及验收规范》；二是线路设计规程；三是线路防雷设计要求。

(1) GB 50233—2005第7.5.6条规定，一般情况下紧线弧垂允许偏差：110 kV线路+5%，-2.5%；220 kV线路±2.5%。

第7.5.7条规定，对于水平排列的同型架空地线，弧垂应力求一致，一般情况下各相间弧垂的相对偏差最大值不应超过以下要求：110 kV线路200 mm；220 kV及以上线路300 mm。

第7.7.20条规定，OPGW的紧线、附件安装，除本节的规定外，应符合第7.5、7.6节的有关规定。

(2) 《110～750 kV架空送电线路设计规范》(报批稿)和《110～500 kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092—1999)规定：导、地线的设计安全系数不应小于2.5，地线的设计安全系数，宜大于导线的设计安全系数。即地线安全系数在2.5以上。

(3) 线路防雷设计要求。15℃时，线路档距中央导、地线距离h不小于1.2%L+1 m(L为线塔之间的档距)的防雷要求。再根据GB 50233—2005的要求，15℃无风工况下两根不同规格的地线弧垂应尽量保持一致。

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根据弧垂公式

f=rL2/(8×σ0)

(1)

r=9.81m0/S

σ0=T0/S

将上式代入式(1)可得：

f=9.81m0L2/(8×T0)

(2)

式中，r为地线比载；f为地线弧垂；L为线塔间档距；σ0为地线应力；S为地线截面积；T0为地线水平张力；m0为线材单位重量。

将有关参数代入式(2)可得OPGW最大弧垂f1为：

f1=9.81m01L2/(8×T01)

另一根地线最大弧垂f2为：

f2=9.81m02L2/(8×T02)

对于同一档距内两根地线弧垂之比为：

当两根地线弧垂相等时，则：

(3)

式中，m01，m02分别为OPGW和另一根地线线材单位重量；T01，T02分别为两者水平张力。

由式(3)可以得出以下两点结论：

(1) 当两根不同材质的地线架设后的弧垂相等时，两者的拉力与质量比应相等；

(2) 当两根不同材质的地线架设后的弧垂相差不大时，两者的拉力与质量比应相差不大。

2 利用拉重比快速选择与地线相匹配的OPGW

在选择OPGW时，通常其15°C无风工况下的水平张力T0需要经过计算才能得到，这对于快速选择OPGW帮助不是很大。有没有一种更加简便的方法，能快速选择合适的OPGW型号呢?由上述的两点结论可受到启发，并经过长期的设计实践，发现利用OPGW的拉重比(拉重比=P0/m0，是指OPGW或地线的拉断张力P0与其单位长度质量m0的比值)与已知地线的拉重比相比较，选择与已知地线的拉重比很接近的OPGW，这样两者的弧垂基本可以满足规程的规定。

3 工程实例

我们曾对110 kV的LN电铁线路进行设计，选用的导线型号为2×LGJ—240/30，安全系数2.5；同塔架设两根地线，一根地线选择GJ-80镀锌钢绞线，与导线配合后安全系数取3.2；另一根24芯OPGW。工程初选2种型号的OPGW，即OPGW-1和OPGW-2，相应的参数见表1。

3.1选择OPGW工程中常用的方法

首先对两种拟选的OPGW与LGJ-240/30导线分别进行配合计算，并分别求出其安全系数。由于导线使用安全系数为2.5，因此所选OPGW安全系数应该大于2.5，并且要求其最大使用张力不超过杆塔使用范围。经过计算，15°C无风工况下2种拟选OPGW和GJ-80镀锌钢绞线张力和弧垂的计算值分别列于表2和表3。

表1 GJ-80镀锌钢绞线和拟选OPGW参数的比较

表2 15°C无风工况下张力表 (单位：N)

表3 15°C无风工况下弧垂表 (单位：m)

由表2、表3可知，虽然第一种光纤复合架空地线OPGW-1的弧垂满足要求，但是其安全系数仅为2.4，小于导线的安全系数，因此该型号光缆不符合设计的要求。第二种光纤复合架空地线OPGW-2的弧垂、安全系数均满足设计要求，因此，工程选择OPGW-2。

3.2快速选择OPGW的方法

由表1中GJ-80镀锌钢绞线和拟选OPGW有关参数，可知GJ-80镀锌钢绞线拉重比为158.72，OPGW-1拉重比为132.67，OPGW-2拉重比为153.09。由此可见OPGW-2与GJ-80镀锌钢锌线拉重比相近，由此可以快速的选出第二种光纤复合架空地线OPGW-2。上面所述工程常用的选择OPGW的方法，也印证了这个快速方法的正确性。

4 结束语

OPGW线路设计中，选择适用的OPGW与已知钢绞线配合，是十分重要的问题，也是一个困扰很多刚刚踏入线路设计领域人员的一个棘手问题，本文提出用拉重比接近选线的方法，是一个便捷快速的方法。经过多年的设计实践，这个方法也适用于线路设计中镀锌钢绞线与铝包钢绞线的配合，以及铝包钢线与OPGW的配合。

[1] DL/T 5092—1999 110～500 kV架空送电线路设计规程[S].

[2] GB 50233—2005 110～500 kV架空送电线路施工及验收规范[S].

[3] 张殿生主编.电力工程高压送电线路设计手册(第二版)[M].北京：中国电力出版社，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

韩国聚(1971-)，男，高级工程师.

作者地址：河南平顶山市新华路南段[467001].