智能變電站光纜工藝的分析與應(yīng)用

【摘要】 智能變電站二次設(shè)備基礎(chǔ)通信是以光纜為主要通信介質(zhì)。本文分析了智能變電站傳統(tǒng)熔接光纜和免熔接光纜的工藝和特點(diǎn)，對(duì)免熔接光纜結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，得出了免熔接光纜方案更適合智能變電站的結(jié)論。該工藝光纜在110kV小董變電站智能化改造中得到實(shí)際應(yīng)用，有效地提高了智能變電站二次設(shè)備基礎(chǔ)通信的安全性。

【關(guān)鍵詞】 智能變電站 光纜工藝 免熔接光纜 基礎(chǔ)通信

一、引言

新建智能變電站和常規(guī)綜自站的智能化改造，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要手段。而智能變電站引用大量的智能化二次設(shè)備，站內(nèi)二次設(shè)備間的基礎(chǔ)通信大量采用通信光纜，光纜通信傳播速度快，數(shù)字信號(hào)衰減小，且不受電場(chǎng)磁場(chǎng)干擾。因此，光纜安裝工藝直接影響智能變電站的通信質(zhì)量和運(yùn)行水平。

二、光纜工藝介紹

2.1 傳統(tǒng)熔接光纜工藝

（A-光信號(hào)發(fā)射裝置； B-光信號(hào)接收裝置；101-跳線與發(fā)射裝置接觸點(diǎn)；102-跳線與接收裝置接觸點(diǎn)；201-連接發(fā)射裝置與熔接箱的跳線；202-連接接收裝置與熔接箱的跳線；301-發(fā)射端跳線與熔接箱法蘭接觸點(diǎn)；302-接收端跳線與熔接箱法蘭接觸點(diǎn)；401-發(fā)射端光纜與尾纖熔接箱；402-接收端光纜與尾纖熔接箱；501-發(fā)射端光纖熔接點(diǎn)；502-接收端光纖熔接點(diǎn)；6-光纜）

傳統(tǒng)熔接光纜工藝如圖1所示，光信號(hào)經(jīng)光源A發(fā)出，通過設(shè)備裝置端口插接法蘭101，經(jīng)裝置端口到熔接箱（ODF）光纖跳線201，到光纖跳線與光纖熔接箱（ODF）端面的插接法蘭301，再經(jīng)光纖熔接箱（ODF）401與光纖熔接盤501熔接，再經(jīng)光纜主纜6，然后再經(jīng)接收端光纖熔接盤502、光纖熔接箱（ODF）402、接收端光纖對(duì)接法蘭盤302，光纖跳線202，插接點(diǎn)102后，光信號(hào)最終到達(dá)設(shè)備B。

傳統(tǒng)光纜工藝通道衰耗由尾纖接頭、熔接損耗和光纜衰減三部分組成。該工藝存在以下問題：（1）光路連接經(jīng)過的設(shè)備多，熔接點(diǎn)和斷點(diǎn)多，從而光路信號(hào)衰減大，可靠性及穩(wěn)定性相比較差，而且易受到各種因素影響，造成熔接的光纖通道質(zhì)量不一；（2）光纜現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境比較惡劣、溫濕度不符等因素造成熔接難度高，特別是室外熔接工作，易受天氣因素影響，施工周期難保證；（3）熔接時(shí)需要剪切光纜、穿保護(hù)套管、熔接光纜、光纖固定，需要多人共同配合完成，導(dǎo)致人力成本的增加及工時(shí)的浪費(fèi)；（4）熔接盤裝到光配箱里，光配箱體積比較大，影響屏柜布置和排線；（5）光纜纖芯比較細(xì)，芯數(shù)較多，顏色多，會(huì)導(dǎo)致熔接時(shí)容易出錯(cuò)。

2.2 免熔接光纜工藝

2.2.1 免熔接光纜工藝介紹

免熔接光纜工藝如圖2所示，光信號(hào)經(jīng)光源A發(fā)出，通過設(shè)備裝置端口插接法蘭101，經(jīng)裝置端口插入免熔接光纜光纖跳線201，經(jīng)過免熔接光纜主纜，光纖跳線202插入插接點(diǎn)102后，光信號(hào)直接到達(dá)設(shè)備B。

免熔接光纜工藝通道衰耗由光纖接頭和光纜衰減兩部分組成。整個(gè)光路連續(xù)無斷點(diǎn)，光信號(hào)從發(fā)射裝置A發(fā)出，至接收裝置B，中間無斷點(diǎn)，無熔接點(diǎn)，無轉(zhuǎn)接點(diǎn)。免熔接工藝光纜在生產(chǎn)制造車間成套生產(chǎn)，避免了現(xiàn)場(chǎng)熔接極易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而增強(qiáng)了光路穩(wěn)定性及可靠性，且經(jīng)濟(jì)性較好，費(fèi)用僅為傳統(tǒng)熔接光纜施工的80%-90%，因此該工藝在智能變電站建設(shè)具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

2.2.2免熔接光纜的結(jié)構(gòu)

免熔接光纜的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由光纜、分支連接器、保護(hù)管、尾線和終端連接器五部分組成。

（1）光纜

選用非金屬加強(qiáng)型光纜，杜絕引雷電入室。

（2）分支連接器

分支器采用熱穩(wěn)定性好強(qiáng)度高的金屬材質(zhì)，光纜纖芯在金屬分支器應(yīng)內(nèi)無斷點(diǎn)，纖芯、尾線套管、分支器三者精密牢固封裝。

（3）保護(hù)管

保護(hù)管選用抗壓、防水、密封波紋管，在敷設(shè)光纜時(shí)，尾線保護(hù)管與分支器配合使用，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67，滿足電纜溝、地溝、溫差大等惡劣環(huán)境應(yīng)用，有效保護(hù)尾線及終端連接器。

（4）尾線

選用抗拉、抗擠壓、防折斷的特制尾線護(hù)套管，加強(qiáng)對(duì)防護(hù)相對(duì)薄弱、容易被柜門及線纜擠斷的尾線保護(hù)，免維護(hù)免更換。

（5）終端連接器

依據(jù)設(shè)計(jì)提資，按光纜編號(hào)及接頭類型，出廠前做好連接器，并做相關(guān)測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)即插即用，大大縮短了施工周期。

三、免熔接光纜的應(yīng)用

3.1 110KV小董變電站智能化改造項(xiàng)目

小董變電站智能化改造（1）一次部分：將110kV線路及內(nèi)橋CT更換為電子式CT，110kV線路側(cè)PT更換為電子式PT，全部間隔增加合并轉(zhuǎn)換單元及智能終端；（2）二次部分：110kV線路和主變保護(hù)更換為數(shù)字化保護(hù)裝置，與測(cè)控獨(dú)立；35kV和10kV系統(tǒng)保護(hù)更換為數(shù)字化保護(hù)測(cè)控一體裝置；后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)更換為基于IEC61850規(guī)約的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用直采網(wǎng)跳方式。

小董變電站所處廣西欽州北部雨水較多，光纜施工計(jì)劃工期3天，為克服諸多客觀困難來確保變電站改造期間安全運(yùn)行，決定引用免熔接光纜方案，提高施工效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 免熔接光纜的應(yīng)用情況

小董站智能化改造選用上海珖銘光電科技有限公司免熔接光纜，總共62套，長(zhǎng)度4.47kM，其中ST-ST型56套，ST-LC型6套。光纜采用低煙、無鹵、阻燃、阻水、自熄滅性材質(zhì)，IP67防護(hù)等級(jí)，光纜出廠測(cè)試逐芯測(cè)量衰減，光纖衰耗測(cè)試值最大為0.25dB，最小為 0.13dB，符合標(biāo)準(zhǔn)控制值1dB要求。

電纜層、電纜溝光纜布置采用內(nèi)壁光滑的PVC槽盒保護(hù)，主控室屏柜、戶外智能終端柜引入尾纜采用PVC優(yōu)質(zhì)保護(hù)管，槽盒與保護(hù)管通過PVC螺母可靠連接，形成全封閉光纜走廊。現(xiàn)場(chǎng)安裝根據(jù)光纜清冊(cè)路徑走向和各智能屏柜的安裝位置，預(yù)先將一定裕量的余纜盤槽盒內(nèi)，屏柜采用螺栓安裝板件與柜體連接，安裝時(shí)避開智能終端柜內(nèi)加熱器，防止?fàn)C傷光纜，光纜兩側(cè)光纖終端連接器直接接入智能設(shè)備端口，光纜安裝既安全可靠，又整齊美觀，如圖4所示。

四、 結(jié)論

智能變電站已成為智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，光纜施工對(duì)智能變電站的安全運(yùn)行將起著關(guān)鍵作用，傳統(tǒng)光纜已不能滿足智能設(shè)備間基礎(chǔ)通信的快速和免維護(hù)等要求，免熔接光纜則以其性能可靠、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、安裝省時(shí)、維護(hù)高效、工藝美觀的諸多優(yōu)點(diǎn)而將被廣泛應(yīng)用。

免熔接光纜的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由光纜、分支連接器、保護(hù)管、尾線和終端連接器五部分組成。

（1）光纜

選用非金屬加強(qiáng)型光纜，杜絕引雷電入室。

（2）分支連接器

分支器采用熱穩(wěn)定性好強(qiáng)度高的金屬材質(zhì)，光纜纖芯在金屬分支器應(yīng)內(nèi)無斷點(diǎn)，纖芯、尾線套管、分支器三者精密牢固封裝。

（3）保護(hù)管

保護(hù)管選用抗壓、防水、密封波紋管，在敷設(shè)光纜時(shí)，尾線保護(hù)管與分支器配合使用，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67，滿足電纜溝、地溝、溫差大等惡劣環(huán)境應(yīng)用，有效保護(hù)尾線及終端連接器。

（4）尾線

選用抗拉、抗擠壓、防折斷的特制尾線護(hù)套管，加強(qiáng)對(duì)防護(hù)相對(duì)薄弱、容易被柜門及線纜擠斷的尾線保護(hù)，免維護(hù)免更換。

（5）終端連接器

依據(jù)設(shè)計(jì)提資，按光纜編號(hào)及接頭類型，出廠前做好連接器，并做相關(guān)測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)即插即用，大大縮短了施工周期。

3 免熔接光纜的應(yīng)用

3.1 110KV小董變電站智能化改造項(xiàng)目

小董變電站智能化改造（1）一次部分：將110kV線路及內(nèi)橋CT更換為電子式CT，110kV線路側(cè)PT更換為電子式PT，全部間隔增加合并轉(zhuǎn)換單元及智能終端；（2）二次部分：110kV線路和主變保護(hù)更換為數(shù)字化保護(hù)裝置，與測(cè)控獨(dú)立；35kV和10kV系統(tǒng)保護(hù)更換為數(shù)字化保護(hù)測(cè)控一體裝置；后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)更換為基于IEC61850規(guī)約的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用直采網(wǎng)跳方式。小董變電站所處廣西欽州北部雨水較多，光纜施工計(jì)劃工期3天，為克服諸多客觀困難來確保變電站改造期間安全運(yùn)行，決定引用免熔接光纜方案，提高施工效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 免熔接光纜的應(yīng)用情況

小董站智能化改造選用上海珖銘光電科技有限公司免熔接光纜，總共62套，長(zhǎng)度4.47kM，其中ST-ST型56套，ST-LC型6套。光纜采用低煙、無鹵、阻燃、阻水、自熄滅性材質(zhì)，IP67防護(hù)等級(jí)，光纜出廠測(cè)試逐芯測(cè)量衰減，光纖衰耗測(cè)試值最大為0.25dB，最小為 0.13dB，符合標(biāo)準(zhǔn)控制值1dB要求。

電纜層、電纜溝光纜布置采用內(nèi)壁光滑的PVC槽盒保護(hù)，主控室屏柜、戶外智能終端柜引入尾纜采用PVC優(yōu)質(zhì)保護(hù)管，槽盒與保護(hù)管通過PVC螺母可靠連接，形成全封閉光纜走廊?，F(xiàn)場(chǎng)安裝根據(jù)光纜清冊(cè)路徑走向和各智能屏柜的安裝位置，預(yù)先將一定裕量的余纜盤槽盒內(nèi)，屏柜采用螺栓安裝板件與柜體連接，安裝時(shí)避開智能終端柜內(nèi)加熱器，防止?fàn)C傷光纜，光纜兩側(cè)光纖終端連接器直接接入智能設(shè)備端口，光纜安裝既安全可靠，又整齊美觀，如圖4所示。

4 結(jié)論

智能變電站已成為智能電網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)，光纜施工對(duì)智能變電站的安全運(yùn)行將起著關(guān)鍵作用，傳統(tǒng)光纜已不能滿足智能設(shè)備間基礎(chǔ)通信的快速和免維護(hù)等要求，免熔接光纜則以其性能可靠、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、安裝省時(shí)、維護(hù)高效、工藝美觀的諸多優(yōu)點(diǎn)而將被廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁騰波，李慧.基于預(yù)制光纜的智能變電站戶外組網(wǎng)方案[J].電力建設(shè)，2013，34（2）：50-54.

[2] 謝文生.淺談光纜熔接的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（27）：83.

作者簡(jiǎn)介：黃炳體（1983-），男，大學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事電網(wǎng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化專業(yè)技術(shù)管理工作。

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