敷設(shè)軟件在變電站預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

楊小樂

摘要：文章針對(duì)預(yù)制光纜的特性及長(zhǎng)度計(jì)算精度要求高、統(tǒng)計(jì)復(fù)雜等問題，研究敷設(shè)軟件在預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。介紹了敷設(shè)軟件一般設(shè)計(jì)流程及在預(yù)制光纜中的具體流程，包括模型建立，設(shè)備定位賦值，路徑選擇，長(zhǎng)度計(jì)算及校驗(yàn)等。提出預(yù)制光纜型式結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)、連接衰減計(jì)算，與三維平臺(tái)共享信息等深入優(yōu)化方案，從而提高預(yù)制光纜的敷設(shè)設(shè)計(jì)效率及適用性。

關(guān)鍵詞：預(yù)制光纜；敷設(shè)軟件；長(zhǎng)度計(jì)算；連接衰減

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）03-0140-02

變電站采用預(yù)制光纜代替?zhèn)鹘y(tǒng)熔接光纜，實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備的“即插即用”，可在提高光纜施工質(zhì)量的同時(shí)，降低現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，縮短工程建設(shè)周期。但同時(shí)帶來了長(zhǎng)度計(jì)算精度要求高、統(tǒng)計(jì)復(fù)雜等問題。

目前電光纜敷設(shè)軟件在傳統(tǒng)熔接光纜中運(yùn)用已較為成熟，其依靠?jī)?yōu)良的算法、簡(jiǎn)易的流程，可在保證敷設(shè)設(shè)計(jì)質(zhì)量及長(zhǎng)度計(jì)算準(zhǔn)確的同時(shí)，提高設(shè)計(jì)效率。

本文探討敷設(shè)軟件在預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并針對(duì)預(yù)制光纜的特性進(jìn)行深入優(yōu)化。

1 預(yù)制光纜特性簡(jiǎn)介

對(duì)比傳統(tǒng)光纜熔接方案.預(yù)制光纜主要有以下特性：（1）工廠化預(yù)制：預(yù)制光纜生產(chǎn)制造基本都在工廠內(nèi)完成，在出廠前已通過檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)一次性安裝，質(zhì)量較為可靠。（2）長(zhǎng)度相對(duì)固定：與傳統(tǒng)熔接光纜可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整長(zhǎng)度不同，預(yù)制光纜在設(shè)計(jì)階段需明確光纜長(zhǎng)度及敷設(shè)路徑，出廠后長(zhǎng)度便已確定，現(xiàn)場(chǎng)無法更改，對(duì)設(shè)計(jì)提出很高要求。（3）帶有光纖連接器：預(yù)制光纜的一端或兩端帶有光纖連接器，連接器類型在設(shè)計(jì)階段需明確，出廠后便已確定無法更改。（4）施工方便：傳統(tǒng)光纜熔接方案工序繁雜，熔接質(zhì)量也不穩(wěn)定，容易受環(huán)境和操作水平影響。當(dāng)光纜數(shù)量較多時(shí)，熔接和測(cè)試工作占用很大工期。預(yù)制光纜通過光纖連接器，可實(shí)現(xiàn)在施工現(xiàn)場(chǎng)的無熔接接續(xù)點(diǎn)連接或直連，操作簡(jiǎn)單、施工方便，占用工期很少。

2 敷設(shè)軟件在預(yù)制光纜設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 敷設(shè)軟件一般設(shè)計(jì)流程

敷設(shè)軟件在常規(guī)熔接光纜及電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中主要有以下流程：（1）建立工程，導(dǎo)入平面布置圖和電光纜清冊(cè)。（2）基于平面圖繪制電纜溝及光纜槽盒，對(duì)清冊(cè)設(shè)備進(jìn)行定位及賦值。（3）設(shè)置電光纜敷設(shè)規(guī)則等。（4）敷設(shè)軟件自動(dòng)進(jìn)行電光纜敷設(shè)，自動(dòng)計(jì)算電光纜長(zhǎng)度。（5）按需求對(duì)電纜溝支架、防火封堵、埋管等材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 應(yīng)用至預(yù)制光纜的具體流程

應(yīng)用敷設(shè)軟件進(jìn)行預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)與常規(guī)熔接光纜相似，關(guān)鍵流程如下：

2.2.1 模型建立

1）電纜溝建模與繪制：電纜溝的位置通過在平面圖上繪制實(shí)現(xiàn)定位，電纜溝的尺寸在敷設(shè)軟件中進(jìn)行設(shè)置，主要有溝寬、溝深及頂標(biāo)高等參數(shù)。

2）光纜槽盒建模與繪制：光纜槽盒在平面圖上繪制生成，主要尺寸參數(shù)有：長(zhǎng)*寬*高、空間位置的標(biāo)高。

3）設(shè)備定位與賦值：導(dǎo)入光纜清冊(cè)后，即可對(duì)清冊(cè)中的起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行定位和賦值。除明確在平面布置圖上具體位置外，還應(yīng)注意調(diào)整設(shè)備的高度和基礎(chǔ)高度，以滿足預(yù)制光纜長(zhǎng)度計(jì)算精度。

2.2.2 成果輸出

1）預(yù)制光纜長(zhǎng)度及路徑自動(dòng)計(jì)算：設(shè)備定位后，將設(shè)備和電纜溝連接，對(duì)電纜溝關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)編號(hào)，設(shè)置敷設(shè)規(guī)則。

完成以上工作，敷設(shè)軟件自動(dòng)選擇敷設(shè)路徑并計(jì)算預(yù)制光纜長(zhǎng)度，并將計(jì)算的結(jié)果返回至光纜清冊(cè)中。某變電站工程應(yīng)用敷設(shè)軟件統(tǒng)計(jì)預(yù)制光纜結(jié)果如表1所示。

2）其它輸出與統(tǒng)計(jì)工作：敷設(shè)軟件可根據(jù)電纜溝及電纜支架等模型，自動(dòng)生成電纜溝的斷面圖，或完成對(duì)電纜溝支架、光纜槽盒材料的統(tǒng)計(jì)。

2.2.3 對(duì)光纜容納數(shù)量的校驗(yàn)

敷設(shè)軟件對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)光纜數(shù)量進(jìn)行校驗(yàn)，避免部分槽盒內(nèi)光纜敷設(shè)量過大，或未考慮遠(yuǎn)景需求，從而發(fā)生槽盒預(yù)留空間不足的現(xiàn)象。

2.2.4 預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

預(yù)制光纜長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)及路徑選擇是敷設(shè)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)。

1）長(zhǎng)度計(jì)算：敷設(shè)軟件首先應(yīng)保證計(jì)算精度，同時(shí)考慮地形高差變化、彎曲狀等導(dǎo)致的附加長(zhǎng)度。其次針對(duì)不同的預(yù)制光纜型式，其長(zhǎng)度計(jì)算方法可自動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，例如：?jiǎn)味祟A(yù)制光纜冗長(zhǎng)需考慮制作接頭所需的預(yù)留段，雙端預(yù)制光纜不需考慮；分支器型預(yù)制光纜除分支器外光纜，還需計(jì)及分支器至裝置的尾纖分支長(zhǎng)度。

2）路徑選擇：路徑選擇一般以最短路徑優(yōu)先，并綜合考慮其它因素。敷設(shè)軟件應(yīng)用至預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)的具體流程如圖1所示。

3 敷設(shè)軟件深入優(yōu)化

3.1 預(yù)制光纜型式統(tǒng)計(jì)及輸出

預(yù)制光纜常用的型式有分支器型和連接器型，預(yù)制方式有雙端預(yù)制和單端預(yù)制，連接方案有直接連接裝置和通過柜內(nèi)跳線轉(zhuǎn)接連接裝置。為使光纜清冊(cè)信息完整，敷設(shè)軟件應(yīng)能夠根據(jù)連接裝置的接口類型，自動(dòng)分析統(tǒng)計(jì)出預(yù)制光纜的型式。實(shí)現(xiàn)以上功能，需進(jìn)行以下工作：（1）建立數(shù)據(jù)庫(kù)：建立預(yù)制光纜標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，主要包括各種光纜芯數(shù)、連接器及接口的類型，供設(shè)計(jì)人員調(diào)用。（2）對(duì)連接裝置接口進(jìn)行定義：在對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位、賦值階段，增加對(duì)預(yù)制光纜連接裝置接口的定義。（3）根據(jù)裝置接口類型分析統(tǒng)計(jì)預(yù)制光纜型式：敷設(shè)軟件讀取光纜清冊(cè)的邏輯信息，結(jié)合光纜兩側(cè)裝置接口類型，通過算法自動(dòng)分析統(tǒng)計(jì)出預(yù)制光纜型式。

3.2 預(yù)制光纜連接衰減計(jì)算

預(yù)制光纜的應(yīng)用減少了現(xiàn)場(chǎng)的熔接工作，也增加了插接點(diǎn)數(shù)量，額外的插接點(diǎn)將造成更多的連接衰減，從而直接影響光纖回路的通信質(zhì)量。通過連接衰減計(jì)算，綜合考慮預(yù)制光纜的結(jié)構(gòu)及連接方案，或評(píng)估運(yùn)行的可靠性。

不同的預(yù)制光纜型式、預(yù)制方式及連接方案組合時(shí)，其連接衰減計(jì)算可采用以下方法：（1）連接器型預(yù)制光纜比分支器型需多計(jì)算與插座的插接點(diǎn)衰減。（2）直接連接裝置方案比通過跳線轉(zhuǎn)接后再連接裝置方案損耗要低，每轉(zhuǎn)接一次，單芯增加0.2dB。（3）連接器型預(yù)制光纜芯數(shù)越多，與插座的插接點(diǎn)損耗就越大。（4）傳統(tǒng)熔接方案連接衰減主要來源于兩端跳線與ODF處法蘭連接，ODF內(nèi)光纖熔接主纜。

按照一般插接點(diǎn)損耗≤0.2dB，光纖熔接點(diǎn)損耗≤O.1dB，連接器插芯與插座插損：2芯或4芯≤≥0.35dB、8芯≤0.5dB、12芯≤0.7dB、24芯≤0.8dB，當(dāng)采用24芯預(yù)制光纜及雙端預(yù)制方式時(shí)，各連接方案及與傳統(tǒng)熔接光纜連接衰減的計(jì)算對(duì)比如表2所示。

光纜連接衰減的統(tǒng)計(jì)計(jì)算由敷設(shè)軟件實(shí)現(xiàn)，可以更加直觀、方便地查看計(jì)算結(jié)果，在不影響設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，提供重要的參考數(shù)據(jù)。

3.3 與其它三維平臺(tái)共享信息

目前光電纜敷設(shè)軟件一般在邏輯和算法中結(jié)合了三維的思路，但是主要的展示形式和界面均是基于二維，不夠直觀。

建議進(jìn)一步開發(fā)與三維平臺(tái)的接口與數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)在三維平臺(tái)中建立模型，將預(yù)制光纜敷設(shè)結(jié)果導(dǎo)入，在三維平臺(tái)中進(jìn)行碰撞檢查、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)光纜數(shù)量校驗(yàn)等工作，實(shí)現(xiàn)圖形化操作。同時(shí)完成三維數(shù)字化設(shè)計(jì)成品統(tǒng)一交付，可以精確指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)施工，減少施工單位不按設(shè)計(jì)方案施工導(dǎo)致預(yù)制光纜長(zhǎng)度不夠等質(zhì)量問題的發(fā)生。

4 結(jié)論

目前已有變電站工程應(yīng)用敷設(shè)軟件完成預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)，其在長(zhǎng)度計(jì)算精度及路徑選擇方面有較大優(yōu)勢(shì)，但由于預(yù)制光纜特性，還需人工從事大量的建模、統(tǒng)計(jì)工作，流程較為繁雜。本文探討敷設(shè)軟件在預(yù)制光纜敷設(shè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，并提出幾點(diǎn)深入優(yōu)化方案，以提高適用性及效率，減少設(shè)計(jì)工作量，使其更具推廣應(yīng)用價(jià)值。