變電站預(yù)制光纜及其免熔接光纖配線模塊化標(biāo)準(zhǔn)化研究

(1.重慶理工大學(xué),重慶 400054; 2.上海思方電氣技術(shù)有限公司，上海 200122；3.國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 102209; 4.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，太原 030001)

0 引言

國(guó)家電網(wǎng)公司自2017年起全面推進(jìn)110(66)kV智能變電站模塊化建設(shè)，同時(shí)實(shí)施220 kV智能變電站模塊化建設(shè)[1]。按照“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、模塊化建設(shè)”原則[2]，其特征之一是二次回路由SCD文件描述的“虛回路”和由物理光纖連接構(gòu)成的“實(shí)回路”共同組成[3-4]，二次系統(tǒng)物理回路要求采用“即插即用”預(yù)制光纜連接，摒棄了傳統(tǒng)的光纜與ODF光配箱現(xiàn)場(chǎng)熔接方法在消除繁冗熔接工作量的同時(shí)，又降低光路損耗，提高了系統(tǒng)通信可靠性。預(yù)制光纜應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以滿足通用性、互換性及“即插即用”要求[5]。

常規(guī)多芯預(yù)制光纜是基于單芯光纖連接器工作原理，將陶瓷插針與陶瓷套筒多對(duì)平行安裝于圓形或矩形防護(hù)外殼內(nèi)，分別作多個(gè)單芯光纖預(yù)制。預(yù)制芯數(shù)越多時(shí)，各通道的陶瓷插針與套筒的對(duì)準(zhǔn)和光纖端面連接就越難、陶瓷插針折斷的風(fēng)險(xiǎn)也就越高、預(yù)制防護(hù)外殼的外形尺寸相應(yīng)越大。因此早期戶外多芯預(yù)制光纜以2芯和4芯(ODC)居多，難以滿足智能變電站物理連接達(dá)24芯甚至更多芯數(shù)的要求。2014年國(guó)家電網(wǎng)公司頒布了《智能變電站預(yù)制光纜技術(shù)規(guī)范》，該規(guī)范多芯連接器型預(yù)制光纜基于《耐環(huán)境快速分離高密度小圓形電連接器總規(guī)范》[6](GJB599A-1993)，等同于MIL-DTL-38999標(biāo)準(zhǔn)，是將單芯光纖陶瓷插針替代電接插針安裝于電連接器內(nèi)以實(shí)現(xiàn)多芯光纖的預(yù)制型式。其實(shí)質(zhì)是采用符合軍標(biāo)防護(hù)外殼的一種常規(guī)多芯預(yù)制光纜。如應(yīng)用到智能變電站物理回路連接時(shí)，由于不同芯數(shù)的預(yù)制光纜防護(hù)外殼徑向尺寸不同，導(dǎo)致接口無(wú)法統(tǒng)一，尤其是12芯以上預(yù)制光纜外殼的直徑很大，使得匹配的免熔接光配箱在接口外形和尺寸等方面難以實(shí)現(xiàn)通用性、互換性和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求；另外，多芯預(yù)制防護(hù)外殼的尾夾過(guò)長(zhǎng)并在屏柜內(nèi)占用較大縱深空間，也使得常規(guī)多芯預(yù)制光纜在屏柜內(nèi)的彎曲半徑變得較大、占用較多的柜內(nèi)空間。與此同時(shí)，常規(guī)多芯預(yù)制光纜光纖連接器的光纖端面易污染、易損傷且難以修復(fù)等可靠性問(wèn)題[7-8]及MIL-38999標(biāo)準(zhǔn)系列多芯預(yù)制光纜理論上不支持單模光纖傳輸[9]的技術(shù)問(wèn)題也使得常規(guī)多芯預(yù)制光纜難以保證智能變電站采用單模和多模傳輸及互換性、通用性要求，并影響后期改擴(kuò)建和日常運(yùn)行維護(hù)。鑒于變電站長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行所具有的重要意義[10-11]，綜上所述，提出研究一種基于多芯多排光纖插拔連接器構(gòu)建高密度預(yù)制光纜技術(shù)SPM(Standard Prefabricated MPO/MTP)及其免熔接光纖配線標(biāo)準(zhǔn)化模塊化MR(Modular)系統(tǒng)，統(tǒng)一智能變電站預(yù)制光纜接口標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)二次物理回路高密度、小型化、低損耗、易維護(hù)、接口統(tǒng)一、精準(zhǔn)定位、可盲插快速連接，匹配具有兼容性的免熔接光纖配線模塊系統(tǒng)，達(dá)到智能變電站二次物理連接通用性、互換性、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的“即插即用”要求。

1 高密度預(yù)制光纜SPM損耗分析

高密度預(yù)制光纜SPM由預(yù)制防護(hù)外殼(分為插頭防護(hù)外殼和適配器防護(hù)外殼)、多芯多排光纖插拔連接器、光纜等組成，預(yù)制陰插頭和預(yù)制陽(yáng)插頭分別盲插連接適配器兩端接口即可實(shí)現(xiàn)多芯多排光鏈路“即插即用”。高密度光纖活動(dòng)連接器是一種多芯多排插拔式連接器(簡(jiǎn)稱MPO或MTP)，其特征是由一個(gè)標(biāo)稱直徑為6.4 mm×2.5 mm矩形插芯體，利用其端面上左右兩個(gè)φ0.7 mm直徑的導(dǎo)針孔與導(dǎo)針進(jìn)行定位對(duì)接，對(duì)接時(shí)由一個(gè)裝在插芯體尾部的彈簧對(duì)插芯體施加一軸向壓力，直至帶導(dǎo)針孔的陰插頭和帶導(dǎo)針的陽(yáng)插頭的外框套分別跟適配器鎖緊形成對(duì)接。

影響高密度光纖活動(dòng)連接器鏈路損耗的主要因素有輸出光纖端面與輸入光纖端面之間纖芯直徑失配、橫向錯(cuò)位、角度傾斜3個(gè)方面。下面具體分析這些因素對(duì)鏈路損耗的影響，在分析計(jì)算某一因素的影響時(shí)，假設(shè)不存在其它因素的影響。

1.1 端面纖芯直徑失配對(duì)連接損耗的影響

單模光纖直徑失配時(shí)連接損耗Ca[12]如下公式:

求得：

(1)

式中,ω1和ω1分別為輸入光纖和輸出光纖的高斯束的寬度系數(shù)，由式(1)可見(jiàn)，在單模光纖時(shí)，只要直徑失配，都會(huì)產(chǎn)生損耗。

多模光纖連接損耗采用光功率穩(wěn)態(tài)分布條件下的損耗計(jì)算公式：

(2)

式中,a1和a2分別為輸入光纖芯徑和輸出光纖芯徑，當(dāng)輸入光纖芯徑小于輸出光纖芯徑時(shí)損耗則小，反之則大。

在a1-a2<1.5 μm時(shí)，無(wú)論是單模光纖還是多模光纖，連接損耗的增加均較平緩。

在a1-a2>1.5 μm時(shí)，多模光纖連接損耗仍是緩慢增加，但單模光纖連接損耗將會(huì)激增。

由此可見(jiàn)，輸入光纖和輸出光纖選擇相同規(guī)格的光纖且芯徑允差控制在1.5 μm以內(nèi)時(shí)對(duì)高密度光纖插拔連接器的連接損耗影響最小。

1.2 端面纖芯錯(cuò)位對(duì)連接損耗的影響

高密度光纖插拔連接器鏈接時(shí)，假設(shè)輸出光纖端面各纖芯與輸入光纖端面各纖芯的芯徑相同，存在橫向錯(cuò)位情形和縱向錯(cuò)位情形如圖1所示。

圖1 錯(cuò)位情形示意圖

單模纖芯錯(cuò)位時(shí)的鏈接損耗Cd可由下列公 式計(jì)算可得：

(3)

式中,Kd為單模纖芯錯(cuò)位損耗系數(shù)，對(duì)于已知單模光纖其Kd是定值，d為橫向或縱向錯(cuò)位時(shí)的偏移量，a為光纖芯徑。

多模纖芯錯(cuò)位時(shí)的鏈接損耗采用光功率穩(wěn)態(tài)分布條件下得損耗公式求得：

(4)

當(dāng)偏移量d變化時(shí)，利用基于光束傳播法的BPM軟件對(duì)光纖連接處光場(chǎng)進(jìn)行仿真分析計(jì)算可得到單模光纖連接的傳輸效率與偏移量d的關(guān)系曲線，如圖6所示。

在d<0.75 μm時(shí)，無(wú)論是單模光纖還是多模光纖，連接損耗的增加均較平緩；

在d>0.75 μm時(shí)，單模光纖連接損耗將會(huì)激增，而多模光纖連接損耗仍緩慢地增加。

1.3 端面纖芯角度傾斜對(duì)連接損耗的影響

高密度光纖插拔連接器鏈接時(shí)假設(shè)陰插頭端面與陽(yáng)插頭端面上的纖芯傾角為α。

單模光纖角度傾斜時(shí)的損耗可由下式推導(dǎo)：

(5)

式中,Kα為端面角度傾斜損耗系數(shù)，對(duì)于已知的單模光纖其Kα、Δ是定值。

多模光纖連接損耗采用光功率穩(wěn)態(tài)分布條件下的損耗公式：

(6)

當(dāng)纖芯傾角α增加時(shí)，單模光纖或多模光纖，連接損耗都將隨著α2/(逐漸增加，而且傾角對(duì)單模光纖連接損耗的影響比多模光纖連接損耗的影響要大得多。端面傾角控制在α<0.4°以內(nèi)時(shí)，無(wú)論單模光纖或多模光纖連接均可獲得小于0.1 dB低損耗。

1.4 斜面連接對(duì)回波損耗的影響

單模光纖斜面連接時(shí)存在軸向間隙和徑向偏移，其連接界面處的菲涅爾反射光以2θ角返回，斜面連接的功率反射系數(shù)[13]：

(7)

其中:R0為平面連接時(shí)菲涅爾反射系數(shù)。如圖2(ω=5 μm，n2=1.46)所示是不同端面傾角與回波損耗的理論曲線[14]。光纖自身的瑞利散射在65 dB左右，選擇端面傾角8°的斜面連接能足以滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。

圖2 端面傾角與回波損耗理論曲線

2 高密度預(yù)制光纜SPM實(shí)現(xiàn)路徑

高密度預(yù)制光纜SPM“即插即用”是基于陰、陽(yáng)插頭分別與適配器接口快速連接鎖緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)陰插頭導(dǎo)針孔與陽(yáng)插頭PIN導(dǎo)針精準(zhǔn)定位，并使得這對(duì)陰、陽(yáng)插頭的插芯體端面最終處于彈性接觸狀態(tài)形成光傳輸鏈路。因此，陰、陽(yáng)插頭分別與適配器的連接精準(zhǔn)度和導(dǎo)針孔與導(dǎo)針的定位精準(zhǔn)度，是確保陰、陽(yáng)插頭的插芯體端面接觸狀態(tài)，并最終影響預(yù)制光纜傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。

下面具體分析標(biāo)準(zhǔn)高密度預(yù)制光纜SPM的實(shí)現(xiàn)路徑。

2.1 陰、陽(yáng)插頭與適配器“盲插”連接

為確保陰、陽(yáng)插頭精準(zhǔn)對(duì)接，采用陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體外圓“主鍵+輔鍵”和適配器內(nèi)孔“T字槽導(dǎo)向芯”相結(jié)合的盲插技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。適配器兩端的接口內(nèi)孔各設(shè)置一個(gè)主鍵槽且處于同一基準(zhǔn)位置，主鍵槽(槽寬H+A/4)左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)若干輔鍵槽(槽寬h+A/4)并與主鍵槽形成夾角γ1、γx和β1、βy，適配器兩端接口孔內(nèi)的輔鍵槽夾角為同方向。

陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體外圓上的主鍵(鍵寬HA/4)h和主鍵左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)的若干輔鍵(鍵寬hA/4)與主鍵形成的夾角保持同適配器內(nèi)鍵槽數(shù)相同、夾角一致且均為γ1、γx和β1、βy但方向相反，x和y可以是零或自然數(shù)。

當(dāng)陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體與適配器匹配連接，只有當(dāng)主鍵對(duì)準(zhǔn)主鍵槽，相應(yīng)輔鍵才能對(duì)準(zhǔn)輔鍵槽時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)“盲插”連接。不同的適配器可與其匹配的陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體通過(guò)調(diào)整任意一個(gè)γ1、γx或β1、βy夾角或調(diào)整x和y，可在實(shí)現(xiàn)“盲插”的同時(shí)確保防誤插連接。

適配器內(nèi)部的“T字槽導(dǎo)向芯”底部和陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體的“導(dǎo)向T字槽”底部始終對(duì)準(zhǔn)主鍵槽或主鍵位并處于相同基準(zhǔn)中心線，這樣可以保證陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體“主鍵+輔鍵”對(duì)準(zhǔn)并插入適配器“主鍵槽+輔鍵槽”時(shí)自始至終引導(dǎo)高密度光纖活動(dòng)連接器陰、陽(yáng)插頭矩形插芯體KEY鍵準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)入適配器“T字槽導(dǎo)向芯”內(nèi)完成PIN導(dǎo)針與導(dǎo)針孔二次“盲插”連接。

2.2 陰、陽(yáng)插頭多重精準(zhǔn)定位連接

“圓弧中心聚焦”、“T字槽KEY鍵限位”、“主輔鍵定位”、“PIN導(dǎo)針與導(dǎo)針孔浮動(dòng)交會(huì)對(duì)接”等技術(shù)確保陰、陽(yáng)插頭連接時(shí)實(shí)現(xiàn)超精準(zhǔn)定位。

高密度光纖插拔連接器矩形插芯體外輪廓是一個(gè)整圓的部分圓弧。陰、陽(yáng)插頭防護(hù)外殼的“T字槽”內(nèi)圓弧直徑Φe，T槽底部槽寬s，假定ΦE<Φe≤ΦE+ΦA(chǔ)/2，S+ΦA(chǔ)/2

當(dāng)陰、陽(yáng)插頭防護(hù)外殼外圓“主鍵+輔鍵”分別對(duì)準(zhǔn)適配器內(nèi)孔“主鍵槽+輔鍵槽”完成盲插連接后，由于主鍵寬度HA/4與主鍵槽寬H+A/4、若干輔鍵寬度hA/4與對(duì)應(yīng)的輔鍵槽寬度h+A/4之間是微量間隙配合且最大極限間隙

適配器內(nèi)部“T型槽導(dǎo)向芯”的一個(gè)關(guān)鍵作用是引導(dǎo)陰、陽(yáng)插頭完成“PIN導(dǎo)針與導(dǎo)向孔浮動(dòng)交會(huì)對(duì)接”。主輔鍵設(shè)于插頭防護(hù)外殼前端部并在前端面內(nèi)側(cè)設(shè)有一個(gè)內(nèi)凹U型圓柱導(dǎo)孔，內(nèi)凹U型圓柱導(dǎo)孔外徑ΦG+A/4、深度Ba。當(dāng)陰、陽(yáng)插頭主輔鍵沿著適配器內(nèi)主附鍵槽軸向推進(jìn)時(shí)其前端首先接觸到“T型槽導(dǎo)向芯”，導(dǎo)向芯內(nèi)部是一個(gè)帶圓弧的T型槽，其尺寸同插頭防護(hù)殼體內(nèi)“T字槽”圓弧直徑Φe和T槽底部的槽寬s，導(dǎo)向芯兩側(cè)分別為外徑ΦGA/4、寬度Xa的外凸U型圓柱體，T型槽導(dǎo)向芯總寬度B，導(dǎo)向芯正中間是一個(gè)與適配器主輔鍵槽相匹配的圓柱，其圓柱外側(cè)為球形體，導(dǎo)向芯安裝在適配器內(nèi)部具備X、Y、Z方向微量移動(dòng)和Z方向擺動(dòng)。當(dāng)內(nèi)凹U型圓柱導(dǎo)孔接觸并逐漸導(dǎo)入外凸U型圓柱時(shí)，由于導(dǎo)向芯具有軸向微量移動(dòng)和三維微量擺動(dòng)的可浮動(dòng)設(shè)計(jì)，將精準(zhǔn)引導(dǎo)KEY鍵矩形插芯體準(zhǔn)確進(jìn)入導(dǎo)向芯T型槽內(nèi)。無(wú)論是帶PIN導(dǎo)針的陽(yáng)插頭還是帶導(dǎo)針孔的陰插頭雙端連接適配器時(shí)，最終將使PIN導(dǎo)針第一次浮動(dòng)交會(huì)導(dǎo)入導(dǎo)針孔并實(shí)現(xiàn)陰、陽(yáng)插頭矩形插芯體端面光纖精準(zhǔn)接觸連接。矩形插芯體光纖端面距內(nèi)凹U型圓柱導(dǎo)孔底部高度為Bb，且Bb>Ba，上述這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于清潔維護(hù)高密度光纖活動(dòng)連接器光纖端面，同時(shí)假定B=2Bb-Bo，0

2.3 高密度預(yù)制光纜鏈路損耗驗(yàn)證

多模光纖和單模光纖連接損耗測(cè)量時(shí)，采用LED光源，多模光纖峰值點(diǎn)波長(zhǎng)為850 nm/1300 nm，單模光纖峰值點(diǎn)波長(zhǎng)為1 310 nm/1 550 nm。

連接損耗值a按下列公式計(jì)算：

(8)

單模光纖回波損耗是由輸入功率中沿著輸入路徑返回部分的量度，其測(cè)量基準(zhǔn)為定向耦合器法，測(cè)量鏈路[16]如圖3所示。

圖3 單模光纖回波損耗測(cè)量原理圖

回波損耗值RL按下列公式[17]計(jì)算：

(9)

預(yù)制54根高密度預(yù)制光纜，采用雙排24芯62.5/125 μm多模光纖，PC端面，共1296個(gè)光鏈路作為多模測(cè)試樣本；同時(shí)再預(yù)制54根高密度預(yù)制光纜，采用雙排24芯9/125 μm單模光纖，斜8°傾角APC端面，共1 296光鏈路作為單模測(cè)試樣本。采用“替代法”，由“插入損耗測(cè)量?jī)x”分別驗(yàn)證多模高密度預(yù)制光纜、單模高密度預(yù)制光纜的鏈路損耗值。

預(yù)制的54根高密度預(yù)制光纜，雙排24芯9/125 μm單模，斜8°傾角APC端面，共1296個(gè)光鏈路同時(shí)作為回波損耗測(cè)試樣本，采用“替代法”，由“回波損耗測(cè)量?jī)x”測(cè)試驗(yàn)證高密度預(yù)制光纜鏈路的回波損耗值，結(jié)果如圖4所示。

圖4 單模高密度預(yù)制光纜鏈路回波損耗值

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高密度預(yù)制光纜技術(shù)同時(shí)適用多模光纖和單模光纖。對(duì)所有被測(cè)的高密度預(yù)制光纜1 296個(gè)多模光鏈路和1 296個(gè)單模光鏈路數(shù)據(jù)分析，其鏈路損耗值最大值<-1.15 dB，鏈路損耗典型值≤-0.8 dB，遠(yuǎn)低于GJB1919-94：3.10.1常規(guī)多芯預(yù)制光纜纖芯直徑62.5 μm光纖的每一鏈路最大損耗為1.8 dB的界定值；通過(guò)驗(yàn)證高密度預(yù)制光纜的單模光纖回波損耗值，其最小值≥48 dB。

3 免熔接光纖配線標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方案

光纖配線箱通常安裝在一次設(shè)備智能控制柜或開(kāi)關(guān)柜、二次設(shè)備集中轉(zhuǎn)接柜或通訊柜，須能適應(yīng)快捷裝卸、配纖防誤識(shí)別、預(yù)制光纜準(zhǔn)確快速連接及設(shè)計(jì)變更時(shí)滿足增補(bǔ)等需要，結(jié)合各種柜體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提出一種具有標(biāo)準(zhǔn)化尺寸，模塊化特征，滿足變電站通用性、互換性、兼容性要求的免熔接光纖配線模塊MR(Modular)系統(tǒng)。

免熔接光纖配線模塊MR面板或插箱的寬度基于19’(482.6 mm)機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸[18]，高度以U=44.45 mm(1.75 in)作為一個(gè)基準(zhǔn)單位和垂直增量。橫式安裝的MR模塊理論高度設(shè)定為1U，每個(gè)面板可設(shè)置1～5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高密度預(yù)制光纜適配接口并滿配48個(gè)LC或24個(gè)ST(FC)適配器。豎式安裝的MR模塊理論寬度設(shè)定為8×5.08 mm，十個(gè)豎式MR并行排列同時(shí)卡入一個(gè)寬度基于482.6 mm(19 in)、高度5U或4U的機(jī)架，每個(gè)豎式MR模塊的面板設(shè)置1～2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高密度預(yù)制光纜適配接口并滿配24個(gè)LC或12個(gè)ST(FC)適配器。

橫式MR-1U模塊和豎式MR-5U(4U)模塊的插箱兩側(cè)均分別裝有固定于控制柜機(jī)架用的耳板，耳板的封口槽(或開(kāi)口槽)尺寸、上下封口槽(或開(kāi)口槽)間距、兩側(cè)耳板間適配機(jī)架安裝尺寸等均應(yīng)符合通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[19]，耳板上設(shè)計(jì)緊固螺釘導(dǎo)向滑動(dòng)長(zhǎng)槽，方便隨時(shí)調(diào)節(jié)MR模塊在控制柜內(nèi)機(jī)架上至合適的安裝位置及滿足預(yù)制光纜進(jìn)纜與出纖方向是“前進(jìn)前出”或“后進(jìn)前出”的連接方式，這樣的MR模塊在面板寬度、高度、結(jié)構(gòu)、安裝等方面全面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。

所有MR模塊內(nèi)部已經(jīng)工廠化預(yù)制并安裝了高密度預(yù)制尾纖，尾纖的陽(yáng)插頭連接MR模塊的預(yù)制光纜適配器接口，尾纖的LC或ST(FC)連接器按順序號(hào)分別對(duì)應(yīng)連接MR模塊面板的跳線適配器接口。由于高密度預(yù)制光纜適配器接口和LC、ST、FC等適配器接口的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸全部實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，使得變電站內(nèi)部、各變電站之間以及應(yīng)急備用的免熔接光纖配線模塊MR可以完全實(shí)現(xiàn)通用性、互換性、兼容性目標(biāo)[20]。

這種結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化同時(shí)具備通用性、互換性、兼容性的MR模塊，按設(shè)計(jì)要求可分別提前安裝于一、二次設(shè)備控制柜內(nèi)，做好光纖跳線轉(zhuǎn)接。在完成工廠化聯(lián)調(diào)的設(shè)備發(fā)往變電站現(xiàn)場(chǎng)后，只需將高密度預(yù)制光纜按編號(hào)分別插接起點(diǎn)柜和終點(diǎn)柜內(nèi)的MR模塊的預(yù)制光纜適配器接口，就能快捷實(shí)現(xiàn)“即插即用”光鏈路連接。

4 高密度預(yù)制光纜“即插即用”連接型式

高密度預(yù)制光纜在變電站現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)完畢與MR對(duì)接前，應(yīng)先檢查預(yù)裝在智能控制柜、通信機(jī)柜、開(kāi)關(guān)等控制柜或光纖集中轉(zhuǎn)接柜內(nèi)的MR安裝位置是否合適。如果需要調(diào)整MR的進(jìn)纜和出纖方向，僅需擰開(kāi)MR兩側(cè)耳板并調(diào)整安裝在箱體面板的前后位置，就可以輕松實(shí)現(xiàn)光纜與跳線“前進(jìn)前出”或“后進(jìn)前出”要求。通常光纜彎曲半徑靜態(tài)時(shí)不小于10倍光纜直徑，這樣就要求預(yù)制光纜插頭對(duì)接MR適配器接口后能夠形成一個(gè)不小于250 mm的彎曲空間，如果MR前面板與控制柜門內(nèi)側(cè)距離不足250 mm時(shí)，可以松開(kāi)MR兩側(cè)耳板與箱體的緊固螺釘，水平輕推箱體直至合適位置后再擰緊螺釘即可，如圖5所示。

圖5 SPM與MR即插即用連接示意圖

高密度預(yù)制光纜與免熔接光配模塊對(duì)接時(shí)，分別擰開(kāi)預(yù)制插頭和MR適配器接口防塵蓋，將預(yù)制插頭主鍵對(duì)準(zhǔn)適配器接口主鍵槽，輕推插頭卡入接口內(nèi)孔的同時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)插頭外環(huán)，聽(tīng)到“嗒”聲即預(yù)制光纜對(duì)接完成。

5 結(jié)論

基于多芯多排光纖插拔連接器構(gòu)建的高密度預(yù)制光纜，通過(guò)設(shè)計(jì)陰、陽(yáng)插頭防護(hù)殼體外圓“主鍵+輔鍵”和適配器內(nèi)孔“T字槽導(dǎo)向芯”相結(jié)合的盲插技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，研究“圓弧中心聚焦”、“T字槽KEY鍵限位”、“主輔鍵定位”、“PIN導(dǎo)針與導(dǎo)針孔浮動(dòng)交會(huì)對(duì)接”等技術(shù)，確保陰、陽(yáng)插頭對(duì)接超精準(zhǔn)定位，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證高密度預(yù)制光纜技術(shù)不僅適用多模光纖同時(shí)也適用單模光纖連接，可實(shí)現(xiàn)2～24芯甚至更多芯數(shù)高密度預(yù)制光纜接口統(tǒng)一。

基于482.6 mm(19 in)機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸，高度以U=44.45 mm(1.75 in)作為一個(gè)基準(zhǔn)單位和垂直增量的免熔接光纖配線模塊MR，采用工廠化預(yù)制并預(yù)裝高密度尾纖的方式，可按設(shè)計(jì)要求在一次設(shè)備智能控制柜和開(kāi)關(guān)等機(jī)柜、二次通訊柜和預(yù)制艙光纖集中轉(zhuǎn)接柜出廠聯(lián)調(diào)前安裝，變電站現(xiàn)場(chǎng)“即插即用”。這些免熔接光纖配線模塊MR的進(jìn)纜和出纖方向以及安裝方式可按設(shè)計(jì)要求任意調(diào)節(jié)互換，滿足“前進(jìn)前出”、“后進(jìn)后出”、“后進(jìn)前出”等各種需求方式。橫式安裝的MR全部以1U高度實(shí)現(xiàn)，220 kV及以上電壓等級(jí)的變電站光纖芯數(shù)較多時(shí)，可選擇豎式安裝5U高度的MR實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是110 kV變電站，還是220 kV以上電壓等級(jí)變電站，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的MR，預(yù)制艙內(nèi)僅需一面光纖集中轉(zhuǎn)接柜即可完成光纖轉(zhuǎn)接，節(jié)省預(yù)制艙內(nèi)部空間。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化免熔接光纖配線模塊MR的規(guī)范統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)各變電站內(nèi)部、各電壓等級(jí)變電站之間以及應(yīng)急備用協(xié)議庫(kù)存免熔接光纖配線模塊MR的通用性、互換性、兼容性目標(biāo)。