光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用體會(huì)探討

黃道芳（福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司）

光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用體會(huì)探討

黃道芳
（福建水口發(fā)電集團(tuán)有限公司）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高與電力改革的日益深化，人們對(duì)電力系統(tǒng)通信技術(shù)方面提出了更高的要求。作為一項(xiàng)新型的技術(shù)，光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅能夠在很大程度上使通信的效率與質(zhì)量得以提高，而且對(duì)于傳統(tǒng)通信技術(shù)方面存在的不足也有一定的改善作用。本文首先對(duì)光纖通信技術(shù)在電力通信中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，并對(duì)其在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用以及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了一定的探討，以供同行參考。

光纖通信技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

1　引言

隨著現(xiàn)代化高科技的不斷發(fā)展，以光纖通信作為通信傳輸方式的通信網(wǎng)逐漸發(fā)展起來(lái)，這能夠使信息傳輸?shù)靡约涌?，能夠在很大程度上滿(mǎn)足社會(huì)的需求。在電力通信中，起初鋪設(shè)光纜主要是引用電信的傳統(tǒng)方法，例如管道、地埋與架空等，這也是光纖通信系統(tǒng)的主題。為了能夠使電力通信更加地穩(wěn)定可靠，對(duì)光纖通信技術(shù)地研究與分析進(jìn)行加強(qiáng)十分關(guān)鍵，同時(shí)，可以將研究的結(jié)果作為光纖通信技術(shù)的發(fā)展理論基礎(chǔ)。因此，對(duì)光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行加強(qiáng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　光纖應(yīng)用于電力通信的優(yōu)勢(shì)所在

2.1帶寬大、傳輸速度高

在電力通信中，光纖相較于傳統(tǒng)的銅線(xiàn)或電纜在帶寬上更加寬廣。若銅線(xiàn)或電纜是城市中緩慢流淌的人工河流，那么光纖則是奔騰入海的黃河。進(jìn)入信息時(shí)代，電力通信網(wǎng)面對(duì)著越來(lái)越大的需求，為了更快地發(fā)展電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的全面數(shù)字化，必須進(jìn)一步提高信息的傳輸量，而帶寬大、傳輸速率高的光纖通信技術(shù)，正好可以滿(mǎn)足電網(wǎng)通信越來(lái)越高的要求。

2.2信息傳輸損耗低

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得電力通信不斷擴(kuò)大建設(shè)范圍，為了推動(dòng)數(shù)字電視與有線(xiàn)電視在偏遠(yuǎn)地區(qū)的發(fā)展，電力行業(yè)不得不在一定范圍內(nèi)建立中繼站，以形成電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)。

以我國(guó)西部地區(qū)為例，若要形成電力通信網(wǎng)絡(luò)，必須要進(jìn)行諸多傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，而該地區(qū)地形復(fù)雜，使得通信工程常面對(duì)著極為復(fù)雜的建設(shè)難題。再加上傳統(tǒng)電信傳輸網(wǎng)多為銅線(xiàn)或電纜，其性能無(wú)法支持長(zhǎng)距離傳輸，甚至在較短距離內(nèi)的傳輸也出現(xiàn)了明顯的信號(hào)損耗，導(dǎo)致中繼站投入費(fèi)用不斷加大，這無(wú)疑不利于電力行業(yè)的發(fā)展。

2.3抗干擾、腐蝕性

光纖在電力通信方面具有非常高的安全性，既可以抵抗外界物質(zhì)帶來(lái)的腐蝕，又可以與其他電力線(xiàn)路絕緣，和雷電絕緣，屏蔽雷擊、保護(hù)其他電力線(xiàn)路，甚至還能抵抗周邊環(huán)境帶來(lái)的電磁干擾，使信息與數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不會(huì)受到破壞。

3　光纖在電力通信中的具體應(yīng)用

3.1自承式光纜

自承式光纜是一種主要用于江河、山谷以及雷電集中區(qū)域的光纖，其通信網(wǎng)絡(luò)主要依靠高壓輸電線(xiàn)的桿塔來(lái)架設(shè)網(wǎng)絡(luò)。這種光纜不會(huì)改變輸電線(xiàn)桿塔的結(jié)構(gòu)，直接掛載在桿塔上，故給桿塔造成的負(fù)載非常小。其技術(shù)保障非?？煽?，使得該光纜質(zhì)量極少受到其他因素的影響，在通信量也有很可靠的保障。尤其在環(huán)境性上、傳輸性上以及光纜的機(jī)械性上，都有非常鮮明的優(yōu)越性，即使遇到?jīng)_擊與震動(dòng)也不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。并且，由于這種光纜的主材料是質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的非金屬，在抗電磁干擾與耐腐蝕兩方面可謂優(yōu)勢(shì)鮮明，故可以實(shí)現(xiàn)最有效的數(shù)據(jù)傳輸。

3.2光纖復(fù)合地線(xiàn)

所謂光纖復(fù)合地線(xiàn)，主要是指在電力傳輸?shù)鼐€(xiàn)中同時(shí)存在的光纖單元。根據(jù)骨架的不同，可分為鋼管型、鋁骨架型以及鋁管型3種，在骨架的支撐和保護(hù)管的保護(hù)下，光纖單元得以具備較高的安全性與可靠性。作為一種架空地線(xiàn)，該光纖不僅具有光學(xué)性能，也具有電氣性能與機(jī)械性能，可以用于輸配電線(xiàn)路的架空接地。由于光纖復(fù)合地線(xiàn)可以屏蔽掉輸電線(xiàn)路遭遇的雷擊，所以不必經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。需要注意的是，該光纖投資成本高，故多用于新電路建設(shè)與舊電路更新。受不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件限制，這種光纖主要應(yīng)用于東部沿海的工業(yè)城市，在西部仍然有待進(jìn)一步的普及。

3.3光纖復(fù)合相線(xiàn)

如其名，光纖復(fù)合相線(xiàn)在結(jié)構(gòu)上與光纖復(fù)合地線(xiàn)非常相似，但在設(shè)計(jì)上、安裝上以及日常的運(yùn)行上，則與光纖復(fù)合地線(xiàn)存在著極為顯著的差異。在設(shè)計(jì)方面，以光纖使用的接線(xiàn)盒為例，相線(xiàn)除了使用終端接線(xiàn)頭，還要使用中間接線(xiàn)頭。在安裝方面，相線(xiàn)對(duì)于技術(shù)的要求要比其他兩種光纖高得多，除了要在安裝前計(jì)算好掛點(diǎn)與弧垂張力等參數(shù)或系數(shù)，還要以光電分離技術(shù)與光纖接續(xù)技術(shù)將光纖單元進(jìn)行分離。而在運(yùn)行方面，由于該光纖要架設(shè)在高壓輸電線(xiàn)的桿塔上，日常還要涉及到與高壓線(xiàn)之間的絕緣問(wèn)題。

盡管這種光纖在設(shè)計(jì)、安裝及運(yùn)行上都比較復(fù)雜，但是這種光纖構(gòu)成的三相電力體系卻可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)通信的自動(dòng)化，對(duì)于提高電網(wǎng)傳輸質(zhì)量/數(shù)量有著非常積極的意義。并且，這種光纖還能避免電力通信在路由協(xié)調(diào)、頻率資源分配以及電磁兼容等方面發(fā)生矛盾沖突，其地線(xiàn)絕緣的運(yùn)行原理也能起到節(jié)約電能的效果。

3.4全介質(zhì)自承光纜

在35kV、110kV與220kV的電壓輸電線(xiàn)路中，對(duì)于全介質(zhì)自承光纜的應(yīng)用比較多，該技術(shù)主要是通過(guò)改進(jìn)升級(jí)原有的線(xiàn)路，直接利用高壓輸電線(xiàn)桿塔自己的通信網(wǎng)絡(luò)。通常來(lái)說(shuō)，全介質(zhì)自承光纜技術(shù)的環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)、抗干擾性高，而且傳輸性能與光纜機(jī)械性能也比較高，在實(shí)際施工的過(guò)程中，與其他傳輸線(xiàn)路一起鋪設(shè)，而不受其他外界電磁信號(hào)的干擾，這對(duì)于電力通信系統(tǒng)高效性與便捷性的提高有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。全介質(zhì)自承光纜將非金屬材料作為主要的組成材料，例如，光纜的外套主要是由耐痕材料或者是聚乙烯材料構(gòu)成的，這能夠使光纜的抗干擾能力得以很大程度的提高。在對(duì)全介質(zhì)自承光纜進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要，來(lái)對(duì)外護(hù)套進(jìn)行選擇，并且需要結(jié)合工作環(huán)境的變化，例如溫度、風(fēng)速以及雨雪等自然因素，來(lái)對(duì)施工工藝進(jìn)行制定，從而使電力通信系統(tǒng)的安全性得以保證。

4　電力通信中光纖通信技術(shù)的發(fā)展方向

4.1光接入網(wǎng)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)水平的提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，具有網(wǎng)絡(luò)主宰高度集成數(shù)字化的智能網(wǎng)絡(luò)將成為未來(lái)的一大發(fā)展趨勢(shì)。目前，網(wǎng)絡(luò)的主要接入方法仍然是采用具有良好傳輸質(zhì)量的雙絞線(xiàn)，其與光纖接入網(wǎng)還存在著較大的差距，后者不僅能夠使網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)的成本得以降低，而且還能夠通過(guò)光透明網(wǎng)絡(luò)的形成達(dá)到多媒體的實(shí)現(xiàn)。

4.2光纖的使用

隨著社會(huì)中IP業(yè)務(wù)量的迅速增加，需要對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，而新型光纖的出現(xiàn)就是其發(fā)展的基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)單模光纖相比較來(lái)說(shuō)，新型光纖不僅傳輸距離較遠(yuǎn)，而且傳輸?shù)馁|(zhì)量也比較高，因此，新型光纖的研究與開(kāi)發(fā)是電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。由此可見(jiàn)，隨著城域網(wǎng)與干線(xiàn)網(wǎng)建設(shè)要求的不斷提高，電力通信系統(tǒng)的良好發(fā)展需要對(duì)新型光纖進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)，而無(wú)水吸收峰光纖和非零色散光纖等新型光纖就是社會(huì)發(fā)展下的產(chǎn)物，目前，在技術(shù)上已經(jīng)得到了支持與認(rèn)可，只有對(duì)新型光纖進(jìn)行不斷地開(kāi)發(fā)才能促進(jìn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

4.3光網(wǎng)絡(luò)

光網(wǎng)絡(luò)是指具有容量大、網(wǎng)絡(luò)范圍廣、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多等特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的透明度進(jìn)行增加不僅能夠?qū)Σ煌男盘?hào)進(jìn)行有效地連接，而且對(duì)于網(wǎng)絡(luò)靈活性與網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)速度的提高而言十分有利，進(jìn)而在很大程度上使電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行得以保障。目前，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家中，對(duì)于光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目方面投入了較多的人力與資金，隨著光聯(lián)網(wǎng)在通信系統(tǒng)中的不斷發(fā)展，光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)也逐漸應(yīng)用起來(lái)，使其在電力通信的發(fā)展中逐漸占據(jù)重要地位。

5　結(jié)語(yǔ)

隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展有著十分重要的推動(dòng)作用。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，能夠極大地提高電力通信系統(tǒng)的傳輸效率與質(zhì)量，對(duì)于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的建設(shè)有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，對(duì)電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)研究進(jìn)行不斷地深入，將會(huì)極大地促進(jìn)電力系統(tǒng)建設(shè)的逐漸完備。

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2015-12-5