風(fēng)力發(fā)電地埋電纜與光纜共模干擾

【摘要】當(dāng)今的通信技術(shù)中在各行各業(yè)中應(yīng)用無處不在，光纖通信在通信領(lǐng)域占有不可替代的地位無論是主干線路中，還是微網(wǎng)控制系統(tǒng)光纖起到一個搭建橋梁的作用，溝通受控方和控制方的傳輸任務(wù)。風(fēng)力發(fā)電的每一臺風(fēng)機(jī)監(jiān)控數(shù)據(jù)都要由光纖來聯(lián)系。所以光纖通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢也備受關(guān)注。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電；地埋電纜；光纜共模干擾

一、光纜結(jié)構(gòu)構(gòu)成

光纜結(jié)構(gòu)主要由防護(hù)層、加強(qiáng)元件、纜芯所構(gòu)成

1.防護(hù)層：按照敷設(shè)條件的不同可分為以下幾種，即聚乙烯與鋼帶鎧裝護(hù)層、聚乙烯/鋁帶綜合縱包帶粘界外護(hù)層（LAP）等。主要是用來保護(hù)內(nèi)部的光纖芯，提高耐壓性，還能使光纜避免受到外部腐蝕，且有阻燃的作用。

2.加強(qiáng)元件：其構(gòu)成有非金屬絲與金屬絲二種，可使光纜在敷設(shè)時的負(fù)荷提升。

3.纜芯：從結(jié)構(gòu)上分為松套和緊套兩種，均含有單根或多根光纖芯線，其中緊套光纖的構(gòu)造分為二層、三層。

二、地埋電纜結(jié)構(gòu)概述

（一）電力電纜主要由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分

1.導(dǎo)體：主要由銅和鋁這兩種良導(dǎo)體為主。

2.絕緣層：有實(shí)心聚乙烯絕緣、物理發(fā)泡聚乙絕緣、RV、RVP聚氯乙烯具有一定的絕緣耐火性能。

3.保護(hù)層：皺紋（軋紋）鋼帶、聯(lián)鎖鎧裝纖維、雙層鋼帶聚氯乙烯等材料，以防外力損壞，防潮，防濕。

（二）風(fēng)力發(fā)電動力電纜與光纜同溝并行

風(fēng)力發(fā)電每一臺風(fēng)機(jī)發(fā)出的電要經(jīng)過動力電纜送到匯流箱再由匯流箱送至升壓站，然而每一臺風(fēng)機(jī)的控制，檢測要由光纜傳達(dá)，兩種輸送設(shè)備的物理走向形式是一樣的為了節(jié)約成本降低施工難度，往往是將動力電纜與傳輸光纜一同一個纜溝為路徑，這樣造成電纜中的電勢震蕩、電纜擊穿，對地放電，損壞光纜其原因與電纜和光纜的同向行走有一定關(guān)系。

三、綜述

以上對此問題進(jìn)行分析。在此要講到兩個概念差模和共模。

1.差模：如果電路中兩個被測量點(diǎn)的電位差不能保持恒定，就會出現(xiàn)差模干擾的情況，這種干擾一般產(chǎn)生于電源的相線與相線所組成的回路里，它的相線間干擾信號電位相等。電路在高速轉(zhuǎn)換的電流、電壓和有關(guān)參數(shù)三者的不斷作用下會有高頻震蕩，從而產(chǎn)生了傳導(dǎo)干擾，電壓或電流在導(dǎo)線中傳輸時必定要存在兩根導(dǎo)線以上，這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或電信號，一根輸出一根輸回，這樣在兩根導(dǎo)線上形成大小相等方向相反的兩個電勢，被稱之為差模電路。

2.共模：共模干擾也叫作共態(tài)干擾，輸入電路對共模干擾的抵御能力一般用抑制比（CMRR）來體現(xiàn)，這種電壓通常在儀表輸入端的一端（負(fù)端或正端）對地之間的交流信號上作用， 測量時可于儀表輸入端的一端（負(fù)端或正端）和地之間跨接電壓表，對地干擾通常在數(shù)伏至數(shù)十伏的區(qū)間內(nèi)，如果電壓或電流在這兩根導(dǎo)線上傳輸時使得兩根導(dǎo)線中的電流方向一致大小相等，那么在這一電路中就形成了共模電路，在共模干擾里，兩個被測量的電路上的點(diǎn)電位相對大地同時出現(xiàn)同方向變動。這種干擾中，交流或直流的干擾電壓作用在模數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個輸入端上，電壓幅值隨實(shí)際環(huán)境的不同而不同，一般在數(shù)伏左右，它是由電源的相線與地線所構(gòu)成回路中的干擾。實(shí)際上傳導(dǎo)干擾又有共模和差模之分，所謂共模干擾是指地線與相線干擾信號，線間的相位相同、電位相等，共模電路，在動力電纜中的危害，共模電路若同時加載兩根不同的電纜中就會將諧振放大，使電路中電流倍增，或者說是兩根纜中的電流形成同頻倍增現(xiàn)象是原來的電流成倍放大，電壓成倍放大。

共模電路的發(fā)生導(dǎo)致動力電纜與通信光纜間出現(xiàn)故障燒毀帶有鋼芯的光纜，原因當(dāng)電纜單相接地或發(fā)生零序電壓時，兩根或者三根電纜產(chǎn)生共模電路，并行的光纜在此時充當(dāng)一根接地線的作用，共模電路中高電勢沿著光纜鋼芯釋放能量，光纜終端盒末端放電，產(chǎn)生的弧光將盤纖盒燒毀。

四、解決方法

1.共模電感

它的插入損耗與阻抗在地磁場作用下變得很高，在干擾抑制方面有著較好的效果，其初始導(dǎo)磁率也非常高，無共振插入損耗特性能在較寬的頻率范圍內(nèi)體現(xiàn)。高初始導(dǎo)磁率：與鐵氧體相比要超出5-20倍，所以它的插入損耗很大，比鐵氧體更能抑制傳導(dǎo)干擾。高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：比鐵氧體高2-3倍。在電流強(qiáng)干擾的場合不易磁化到飽和。卓越的溫度穩(wěn)定性：較高的居里溫度，在有較大溫度波動的情況下，合金的性能變化率明顯低于鐵氧體，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，而且性能的變化接近于線性。靈活的頻率特性：而且更加靈活地通過調(diào)整工藝來得到所需要的頻率特性。通過不同的制造工藝，配合適當(dāng)?shù)木€圈炸熟可以得到不同的阻抗特性，滿足不同波段的濾波要求，使其阻抗值大大高于鐵氧體。

2.共模濾波器

噪聲信號可經(jīng)由有源EMI濾波技術(shù)來做實(shí)時補(bǔ)償。所謂有源共模EMI濾波器（英文縮寫ACMF）在工作中是先收集共模信號，然后通過反饋，動態(tài)輸出一個與所采樣的噪聲電流（電壓）大小相等、方向相反的補(bǔ)償電流（電壓），其實(shí)質(zhì)是為共模電流提供一個極低阻抗的內(nèi)部回路。圖1示出其原理圖。其中，Path1指共模噪聲源S1通過分布電容CD流入地的共模電流路徑，在無濾波器時共模噪聲inoise將通過CP全部注入地。ACMF將產(chǎn)生一個補(bǔ)償電流，為inoise提供低阻抗分流支路Path2，從而使其盡量沿Path2路徑流過。理想時icomp=-inoise，可使流入地的共模電流為零，從而達(dá)到衰減共模電流的目的，以滿足電磁干擾的標(biāo)準(zhǔn)。

五、結(jié)束語

總的說來，任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展都是要與人類生活相適應(yīng)的。目前作為新能源產(chǎn)業(yè)里技術(shù)最為成熟的發(fā)電產(chǎn)品，在運(yùn)行中存在著種種已發(fā)現(xiàn)和未發(fā)現(xiàn)的問題。集電線路的箱變和動力電纜燒毀擊穿是常有的事，地埋電纜與光纜并行光纜燒壞極為解決的事情。新問題的出現(xiàn)就會有新辦法的解決，共模干擾在動力電纜中的存在及解決事在必為，而其新技術(shù)在向越來越有利于人類的方向發(fā)展，做出貢獻(xiàn)、設(shè)備的進(jìn)步都是在我們的研究中不斷進(jìn)步的。

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