黎林

摘 要:隨著我國智能電網建設的逐步開展,電力工業(yè)得到了深入的發(fā)展,通信與計算機領域的新技術在電力工業(yè)中不斷得到應用,這就對電力通信網絡的傳輸容量和可靠性都提出了更高的要求。光纖通信具有容量大、擴建方便、可靠性高的特點,因此適應當前電網發(fā)展的趨勢,必將成為21世紀電網中主要的通信手段。本文總結了光纖通信技術的現(xiàn)狀,提出了電力通信網絡傳輸要求及解決方案,對光纜在電力通信系統(tǒng)中的應用進行了分析。

關鍵詞:光纖通信電力網應用分析

中圖分類號:TN915 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0012-01

光纖通信方式具有容量大、衰減度下,抗干擾能力強的特點,非常適合遠距離傳輸大量的信息,因此在電力行業(yè)中得到了廣泛的應用,在電力系統(tǒng)中建立現(xiàn)代光纖通信網絡可以覆蓋全國電力網絡,并且具有較高的可靠性和易于維護的特性,同時利用原有的包括500kV、330kV、220kV和110kV線路及低壓配電線路可方便地架設特種光纜,避免了大量的重復基礎設施建設,同時也提高了通信的可靠性,優(yōu)化配置了國家資源。因此,光纖通信技術在電力行業(yè)中具有廣泛的應用前景,本文對光纖通信技術在電力網中的應用進行了分析。

1光纖通信技術的現(xiàn)狀

光纖通信技術的進步促進了光纖通信的發(fā)展,當前,光纖通信的應用范圍已非常廣泛,光纖技術大致可分為以下幾種。

1.1 波分復用技術

作為一種充分利用單模光纖原理降低寬帶損耗的新型技術,波分復用技術的實質是根據(jù)每一道光波長度的不同而劃分光纖的低損耗窗口,同時將光波作為輸入信號的載波,通過波分復合器完成不同波長信號的合并及傳輸。由于可將不同波長的光載波信號近似看成是相互獨立的,因此一根光纖中可出現(xiàn)用于復用傳輸?shù)亩嗦饭庑盘?即一根光纖可完成多信號的復用傳輸?shù)墓δ堋Ｗ?0世紀90年代開始出現(xiàn)光波分復用技術后,光纖能夠傳輸?shù)娜萘烤痛蟠筇岣吡?此后為解決光纖遠距離傳輸?shù)膯栴},出現(xiàn)了密集波的分復用技術,采用該技術的光纖通信系統(tǒng)極大地增加了每對光纖的傳輸容量,同時也有效地解決了光纖通信網經濟性的瓶頸問題。當前商用的密集波分復用技術光纖通信網的傳輸容量可達800Gbit/s,且以20Gbit/s為基礎的光纖通信系統(tǒng)也已成為核心網的主流,相應的傳輸距離也從600km大幅擴展到3000km以上。

1.2 光纖接入技術

作為光纖通信網絡的末端,光纖接入技術確保了用戶接入的可靠性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?是滿足千家萬戶接入光纖通信網絡的關鍵技術。通常根據(jù)光纖所到達位置的不同,可將其分為FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用,統(tǒng)稱FTTx。

FTTH是光纖寬帶接入的最終方式,它提供了全光的接入,因此可以充分利用光纖的寬帶特性實現(xiàn)用戶的寬度接入的要求。自2003年以來我國已推動了多個“863”項目,在30多座城市建立的相應的試點網絡,用戶群包括企業(yè)、居民、網吧等多種類型,也開發(fā)出了運營商主導、大型企業(yè)主導及政府主導等多種運行方式,具有良好的發(fā)展勢頭,同時不少城市還對FTTH的技術標準和建設標準進行了修訂,制定了相關的優(yōu)惠政策,這些都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

2力通信網絡傳輸要求及解決方案

2.1 高可靠性

電力通信的主要特點是要求具有較高的可靠性,即使在大風、大雪等強力的外力破壞下也能保持良好的傳輸性能,光纖通信的傳輸質量高,傳輸信號在光芯內部進行傳輸,不會受到外部自然環(huán)境的影響,性能特別穩(wěn)定,尤其是具有良好的抗電磁干擾性能,適用于電力系統(tǒng)中所有電壓等級的電力網,且具有一定的自愈功能,在無人干預的條件下能夠迅速恢復通信,保障了信息的安全性。

2.2 易于擴展性和投資效益性

隨著電網企業(yè)的不斷發(fā)展,企業(yè)對經營的經濟性要求越來越高,電力通信系統(tǒng)的配置需要綜合考慮網絡的擴展性、系統(tǒng)的復雜性及設備可承受能力等因素,因此要求采用一種十分兼容的通信方式,減小電力通信的重復投資建設,利用簡單易行的擴容方案即可降低網絡傳輸?shù)木S護成本,且具有良好的互操作性,減小因設備互連而存在的問題,提高企業(yè)投資效率。

3光纜在電力通信系統(tǒng)中的應用

當前電力行業(yè)中特殊光纜的制造機工程設計技術已經非常成熟,特別應用了OPGW和ADSS技術后,國內電力特殊光纜已進入了大規(guī)模應用階段。依托于電力系統(tǒng)固有的線路資源,特種光纜避免了路由協(xié)調和電磁兼容等多方面與外界的矛盾,具有很大的靈活性,掌握了通信系統(tǒng)建設的主動權。

3.1 應用光纜

通常光纖復合架空地線采用光纖的方式傳輸信息,即0PGW。由于電力傳輸線路采用了可通信的光纖單元,因此0PGW是輸電線路和通信光纜在架空地線上的結合,融合了光纖通信技術及輸電技術,具有地線和通信的雙重功能。安裝過程非常簡單,能夠同時完成通信線路和輸電線路的建設,在35kV及以上的電網中得到了廣泛的應用,但也具有受其他因素影響較大的影響,因此其多在新建的線路上進行應用。

3.2 工程設計和實現(xiàn)

一個完整的通信網絡通常包括以下3個部分:即傳輸部分、交換部分和接入部分。傳輸部分作為一個綜合的傳輸平臺,是整個通信網絡中最重要的部分,傳輸層的安全穩(wěn)定性直接影響整個網絡的正常運行及功能的擴展,所以應首先構建可靠的傳輸層網絡,然后再完成各種設備和功能的接入。

光纖通信網絡通常采用鏈形、環(huán)形及環(huán)帶鏈型的拓撲結構,因線路間距不同而采用STM1、STM4及STM16的傳輸速度,設備具備了雙纖單向的保護通道及與傳輸設備相配套的接入裝置,能夠完成話音及以2Mbit/S的通道連接任務。在光纖的建設上由于電力系統(tǒng)中具有廣泛的輸電線路,因此通常采用自承式的光纜進行安裝,此種光纜具有價格便宜,無須停電優(yōu)點,通常在220kV以下的線路中使用,光纜通常采用6芯、8芯、l2芯、l6芯、24芯、48芯的形式,在資源分配中通常采用中興和華為的設備,少數(shù)為薩其姆的設備。

4電力通信系統(tǒng)光纜日常維護

4.1 電纜遭受雷擊的主要原因

由于輸電線路和光纖通信是同期建設的,因此在輸電線路的頂部通常架設著光纖通信。輸電線路周圍的地貌十分復雜,且桿塔都是架設在一定高度上的,因此光纖通信將會遭受到雷擊的影響,對其安全穩(wěn)定運行帶來了巨大的隱患,也嚴重威脅輸電線路繼電保護系統(tǒng)的可靠運行,因此應采用優(yōu)化設計的防雷方法,提高高壓輸電線路的防雷避雷能力。

4.2 電腐蝕的主要原因

(1)懸掛點誤差。光纖通信方式中的光纖懸掛點若高出其所要求的標準位置,則會導致光纖承受非常大的電場強度,遠遠高于設計標準,進而引發(fā)了光纖表明的電腐蝕。(2)“干帶電弧”是造成光纖表面發(fā)生電腐蝕的另一個主要原因,由于電弧會產生較高的熱量,因此會導致光纖外套表面的溫度升高,從而產生了樹枝化的電痕,最終造成電纜燃燒事故的發(fā)生。

5結語

作為電力系統(tǒng)中信息傳輸?shù)闹匾M成部分,光纖通信為電力系統(tǒng)提供了大容量、遠距離的可靠通信方式,對整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要的意義,應進一步加強光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用研究,確保電力系統(tǒng)信息的安全穩(wěn)定傳輸。

參考文獻

[1] 劉增基.光纖通信[M].西安:西安電子科技大學出版社,2008.

[2] 邢道清,王浩.電力通信[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.