光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電力通信主要為電網(wǎng)的自動(dòng)化控制、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理服務(wù)。它是電網(wǎng)安全穩(wěn) 定控制系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商業(yè)化的保障，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代 化管理的重要前提，也是非電產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)多樣化的基礎(chǔ)。光纖通信在電力通信中的應(yīng)用最初是沿用電信部門(mén)傳統(tǒng)的地埋、管道、架空等方法敷設(shè)普 通光纜，構(gòu)成電力光纖通信系統(tǒng)。眾所周知，電力系統(tǒng)是由電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi) 組成的一個(gè)整體。為了實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、長(zhǎng)距離電能的輸送，電力系統(tǒng)建設(shè)了遍及各地的高壓輸電線路;為滿足 城鄉(xiāng)廣大民眾生產(chǎn)生活用電需求，又有縱橫交錯(cuò)、密布街道村莊的輸配電桿路和溝道?？梢哉f(shuō)，高、中、低壓輸配電

2、線路是目前覆蓋而最為廣大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，而且它基礎(chǔ)堅(jiān) 固，較之其它網(wǎng)絡(luò)如電信、廣電網(wǎng)絡(luò)等有著更高的可靠性。因此，如何充分利用電力系統(tǒng)這 一得天獨(dú)厚的網(wǎng)絡(luò)資源，是長(zhǎng)期以來(lái)人們潛心研究的一個(gè)重要課題。1電力通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)電力通信網(wǎng)是由光纖、微波及衛(wèi)星電路構(gòu)成主干線，各支路充分利用電力線載波、特種光 纜等電力系統(tǒng)特有的通信方式，并采用明線、電纜、無(wú)線等多種通信手段及程控交換機(jī)、調(diào) 度總機(jī)等設(shè)備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng)。1.1 電力通信的幾種主要方式電力線載波通信。電力線路主要是用來(lái)輸送工頻電流的。若將話音及其他信息通過(guò)載波機(jī) 變換成高頻弱電流，利用電力線路進(jìn)行傳送，這就是電力線載波通信，

3、具有通道可靠性高、 投資少、見(jiàn)效快、與電網(wǎng)建設(shè)同步等得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)。除此之外。電力線載波通信中還有利用電力線路架空地線傳送載波信號(hào)的絕緣地線載波等 方法。與普通電力線載波比較，絕緣地線載波不受線路停電檢修或輸電線路發(fā)生接地故障的 影響，而且地線處于絕緣狀態(tài)可減少大量的電能損耗。光纖通信。由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸 多優(yōu)點(diǎn)，它一問(wèn)世便首先在電力部門(mén)得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，一些專(zhuān)用特種光 纖也在電力通信中大量使用。其他。電力通信網(wǎng)中還有傳統(tǒng)的明線電話、音頻電纜及新興的擴(kuò)頻通信等方式。1.2 電力系統(tǒng)通信的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：要求有較高的可靠性和靈活性

4、;傳輸信息量少、種類(lèi) 復(fù)雜、實(shí)時(shí)性強(qiáng);具有很大的耐“沖擊”性;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜;通信范闈點(diǎn)多面廣;無(wú)人值守的機(jī)房 居多。2光纖通信技術(shù)的推廣應(yīng)用由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，它 一問(wèn)世便首先在電力部門(mén)得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，一些專(zhuān)用特種光纖也在電力 通信中大量使用。電力特種光纖泛指OPGW（光纖復(fù)合地線）、OPPC（光纖復(fù)合相線）、MASS（金屬自承光纜）、 ADSS（全介質(zhì)自承光纜）、ADL（相/地搠綁光纜）和GWWOP（相，地線纏繞光纜）等幾種。目前。 在我國(guó)應(yīng)用較多的電力特種光纜主要有ADSS和OPGW,光纖復(fù)合地線。光纖復(fù)合地線OPG

5、W（Optieal GroundWire）OPGW又稱(chēng)地線復(fù)合光纜、 光纖架空地線等，是在電力傳輸線路的地線中含有供通信用的光纖單元。即架空地線內(nèi)含光 纖。它使用可靠，不需維護(hù)，但一次性投資額較大，適用于新建線路或舊線路更換地線時(shí)使 用。它具有兩種功能：一是作為輸電線路的防雷線，對(duì)輸電導(dǎo)線抗雷閃放電提供屏蔽保護(hù);二 是通過(guò)復(fù)合在地線中的光纖來(lái)傳輸信息。OPGW是架空地線和光纜的復(fù)合體，但并不是它們之間的簡(jiǎn)單相加。OPGW纜除滿足光學(xué)性能外，還完全滿足架空地線的機(jī)械、電氣性能要求，因此可應(yīng)用于 所有具有架空接地線的輸配電線路。光纖單元被置放于保護(hù)管內(nèi)或金屬骨架內(nèi)，得到了充分 的保護(hù)，使光纖具有很

6、高的可靠性和安全性。OPGW應(yīng)用于新建線路時(shí)，并不增加建設(shè)費(fèi)用。OPGW是一種高技術(shù)產(chǎn)品，國(guó)外近幾年對(duì)該產(chǎn)品的研究取得了很大進(jìn)步，這使得我們還有 很多工作要做。同時(shí)，國(guó)內(nèi)對(duì)OPGW的需求也日益增加，這一切都向我們預(yù)示著OPGW光 明的前景。光纖復(fù)合相線。光纖復(fù)合相線一一，在電網(wǎng)中，有些線路可不設(shè)架空地線，但相線是必不 可少的。為了滿足光纖聯(lián)網(wǎng)的要求，與OPGW技術(shù)相類(lèi)似，在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中以合適的方法加 入光纖，就成為光纖復(fù)合相線(OPPC).但從設(shè)計(jì)到安裝和運(yùn)行，OPPC與OPGW有原則的區(qū) 別。OPPC充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源，避免在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面 與外界的矛盾、

7、用于電力通信的一種新型特種電力光纜。20世紀(jì)80年代，(北京塑力億航線纜有限公司聯(lián)系電話：8686要經(jīng)營(yíng)：0.6/1 KV交聯(lián)聚乙烯電纜、聚氯乙烯絕緣電力電纜、煤礦用電 纜、橡套電纜、控制電纜、通訊電纜、護(hù)套電纜屏蔽電線、480/750V無(wú)護(hù)套聚氯乙烯電纜、 以及防水電纜阻燃電纜、耐火電纜等上百種產(chǎn)品)一些國(guó)家允許將OPPC用于150KV以下的 電力系統(tǒng)中，并已經(jīng)在歐洲、美洲等國(guó)家廣泛架設(shè)運(yùn)行。目前，它已經(jīng)在更高電壓的電力線 路得到應(yīng)用。在我國(guó)現(xiàn)行電網(wǎng)中，35KV以下的線路一般都采用三相電力系統(tǒng)傳輸，系統(tǒng)的電力通信則 采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行。

8、如果用OPPC替代三項(xiàng)中的一相，形成由兩根導(dǎo)線和一根OPPC組合 而成的三相電力系統(tǒng)，不需要另外架設(shè)通信線路就可以解決這類(lèi)電網(wǎng)的自動(dòng)化、調(diào)度、通信 等問(wèn)題，并可大大提高傳輸?shù)馁|(zhì)量和數(shù)量。全介質(zhì)自承光纜。全介質(zhì)自承光纜ADSS, ADSS光纜在220KV、110KV、35KV電壓等 級(jí)輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多，為電力部門(mén)直接利用高壓輸電線桿 塔建設(shè)自己的通信網(wǎng)絡(luò)提供了可行的途徑，適于跨越江河、山谷、雷電集中區(qū)域以及特殊拉 力環(huán)境中的架空敷設(shè)。數(shù)據(jù)通信高速發(fā)展的今天，憑借ADSS光纜的支持，電力部門(mén)不但可以滿足自身的通信要 求，而且能夠開(kāi)通新的通信業(yè)務(wù)供外界使用ADSS光纜具

9、有卓越的光纖傳輸性能、光纜機(jī)械 性能和環(huán)境性能，可與高壓電力傳輸線同桿架設(shè)(圖2所示常見(jiàn)ADSS光纜)。電網(wǎng)通信最完美的傳輸介質(zhì)用于電力系統(tǒng)，且在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中光纜傳輸信號(hào)不會(huì)受到任何 干擾，通信量不受任何影響，光纜質(zhì)量不受任何影響，是電力通信最為有效、方便的傳輸方 式。ADSS光纜的特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：磁干擾、耐電腐蝕強(qiáng)、組成光纜的材料都必須是非金屬材料，其外擠制聚乙烯(PE)外護(hù)套 或耐電痕(AT)外護(hù)套;ADSS光纜的設(shè)計(jì)充分考慮了電力線路的實(shí)際情況，適用于不同等級(jí)高 壓輸電線路。3、電力通信系統(tǒng)在光纖應(yīng)用中的故障分析在電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)中，光纖的故障主要包含以下兩個(gè)方而：一是光纖在長(zhǎng)期使

10、用過(guò)程 中逐漸老化，造成光纖老化的原因是多方面的，主要因素有電腐蝕，環(huán)境腐蝕性等。二是光 纖由于外力破壞而收到損傷。如蟲(chóng)蟻鼠咬，偷盜剪斷，雷擊災(zāi)害，火災(zāi)火燒等。光纖復(fù)合地 線較易收到雷電攻擊而損壞，由于有的輸電線路經(jīng)過(guò)的地理環(huán)境或氣象條件比較惡劣，光纖 復(fù)合地線為了避免雷擊對(duì)相線的傷害，又是與輸電導(dǎo)線一共架設(shè)在架空線路的最上部，因此 光纖更合地線遭受雷擊而斷股是無(wú)法避免的。一般而言，光纖復(fù)合地線架設(shè)較多的地方斷股 故障比較多，且斷股大多數(shù)出現(xiàn)在檔距中。從材質(zhì)上來(lái)說(shuō)，外層是單絲直徑較小絞線或鋁合 金絞線的光纖復(fù)合地線更易發(fā)生斷股。多數(shù)情況下，外層斷股與光纖復(fù)合線內(nèi)層結(jié)構(gòu)型式無(wú) 關(guān)，因此斷股大多數(shù)

11、未對(duì)光纖通信造成影響。因此應(yīng)在耐雷方面進(jìn)一步提高光纖復(fù)合地線的 性能。全介質(zhì)自承式光纜則較容易收到電腐蝕的傷'害，干帶電弧是造成全介質(zhì)自承式光纜表 而產(chǎn)生電腐蝕的最主要。電弧產(chǎn)生的高熱，使外護(hù)套表面的溫度升高，產(chǎn)生樹(shù)枝化的電痕， 直到燒穿光纜的外護(hù)套，最后造成斷纜事故發(fā)生。光纜鋁絲端部電暈放電引起的劣化，造成 光纜的出現(xiàn)電腐蝕，若全介質(zhì)自承式光纜的懸掛點(diǎn)位置較為偏高，導(dǎo)致全介質(zhì)自承式光纜承 受的空間甩位和電場(chǎng)強(qiáng)大大超過(guò)設(shè)計(jì)水平，引起光纜表面電腐蝕。4、電力系統(tǒng)通信光保養(yǎng)與維護(hù)對(duì)于光纖復(fù)合地線，首先要選擇合理的光纖外護(hù)套。當(dāng)前，光纖外護(hù)套有鋁管，鋼管和塑 料管三種管材。其中塑料管造價(jià)低，期料管纖維復(fù)合地線最高承受短路電流引起的短時(shí)溫升 不能超過(guò)180工，而鋁管造價(jià)相對(duì)較低，承受短時(shí)溫升的能力不超過(guò)300度，不銹鋼管造價(jià) 高，承受短時(shí)溫升的能力可達(dá)到450度，用戶可根據(jù)工程具體情況，合理選擇