李太慶

【摘 要】電力通信是確保電力安全與可靠的重要依據(jù)，基于電力工業(yè)的全面發(fā)展，電力通信系統(tǒng)要求也不斷提高。光纖技術(shù)抗強(qiáng)電磁干擾的能力相對較強(qiáng)，且電源性能很高，同時容量較大且傳輸?shù)馁|(zhì)量也很高，與電力通信發(fā)展實際需求相吻合，在一定程度上增強(qiáng)了電力綜合通信能力。本文對光纖技術(shù)發(fā)展及其在電力通信中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】光纖技術(shù)；電力通信；應(yīng)用

一、引言

隨著我國科技水平的提高，多樣化的科學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各行業(yè)與領(lǐng)域當(dāng)中，一定程度上帶動了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。電力通信技術(shù)是電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度自動化系統(tǒng)和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包含監(jiān)控控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、電力調(diào)度等功能。對于電力通信行業(yè)來說，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的背景下，已經(jīng)有很多新技術(shù)與材料得到研發(fā)和應(yīng)用，將光纖通信技術(shù)合理地應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)當(dāng)中，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)電力通信質(zhì)量與能力。此外，新型光纖技術(shù)不斷能夠解決電力運行商在電力輸送中大容量系統(tǒng)的困難，還能夠增加光纜容量、延長電力輸送距離，豐富了電力通信技術(shù)的應(yīng)用方案，加快了電力通信技術(shù)的發(fā)展。

二、光纖技術(shù)發(fā)展情況分析

光纖是光導(dǎo)型纖維材料的總稱，具備尺寸小、質(zhì)量輕便、安裝條件寬泛、使用年限長等優(yōu)勢，制作原材料類型豐富，便于鋪設(shè)及市場推廣，不僅能保護(hù)環(huán)境，減少金屬資源浪費，還能節(jié)約成本投入。光纖技術(shù)的發(fā)展是由初級階段的摸索式發(fā)展到技術(shù)逐漸成熟，因此，可以將它的發(fā)展以其產(chǎn)品類別劃分為不同的4個階段：第一，多模光纖，其所使用的主要通信材料為850nm的LDE光源，由于技術(shù)發(fā)展不足，所以第一代光纖的主要產(chǎn)品特點就是產(chǎn)品的纖芯粗而孔徑大，盡管如此，這并不影響光纖的具體使用，它一樣能夠快速且便捷的將信號源耦合到光纖中；第二，單模光纖，20世紀(jì)70年代，半導(dǎo)體激光器逐步問世，電力研究學(xué)者找到光纖技術(shù)新的突破口，單模光纖溶解技術(shù)的發(fā)展，以及光纖長距離長波傳輸窗口的運用，將單模光纖傳輸系統(tǒng)搬上歷史發(fā)展的舞臺，有效替代了多模光纖傳輸系統(tǒng)，這種光纖系統(tǒng)與第一代多模光纖技術(shù)相比其波長區(qū)段衰減程度更小，色散消除程度為“零”；第三，色散位移光纖，隨著光纖技術(shù)的使用，光纖的使用也逐漸出現(xiàn)了跨領(lǐng)域，跨區(qū)域的需求，然而這種長距離的使用，單模光纖往往會出現(xiàn)傳輸速率衰減的問題，在科學(xué)技術(shù)的推動下，色散位移光纖的應(yīng)用有效地解決的了這一情況，它能夠?qū)⑸⒔抵磷畹?；第四，大容量光纖，隨著電力研究學(xué)者對“摻餌光纖放大器”和“波分復(fù)用技術(shù)”的研究與應(yīng)用，大容量光纖傳輸系統(tǒng)逐步問世，成為第四代光纖技術(shù)，根據(jù)相關(guān)研究表明，當(dāng)?shù)谌⑽灰乒饫w波分復(fù)進(jìn)行色散位移光纖傳輸時無法滿足傳輸要求，因為四波具有混頻非線性效應(yīng)，當(dāng)色散度為零時，其容量輸送性最強(qiáng)，會對相鄰之間的通道造成一定的影響，大容量光纖有效改善了第三代光纖技術(shù)問題。

三、光纖技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

（一）無金屬自承式架空光纜

無金屬自承式架空光纜的抗拉強(qiáng)度良好，最長跨距已超過1千米，抗拉元件普遍為芳綸纖維。同時，芳綸纖維屬于無金屬材料，具有質(zhì)量輕便、防彈能力好、抗拉強(qiáng)度佳、負(fù)膨脹系數(shù)等特點，并且利用松套層絞填充法進(jìn)行套裝，總體抗腐蝕性強(qiáng)。相較于其他光纖技術(shù)，無金屬自承式架空光纜的優(yōu)勢明顯，絕緣性良好，抗電腐蝕性強(qiáng)，抗沖擊性佳，防彈能力好，特別是與200kV以上高壓線路同塔建設(shè)或施工維護(hù)時，不需要停電操作。值得注意的是，受無金屬自承式架空光纜特殊性的影響，先天性劣勢無法避免，以干帶電荷異常放電現(xiàn)象為例，即由于光纜表面污染層引發(fā)電場不均衡導(dǎo)致異常漏電，不僅嚴(yán)重灼燒光纜表面，還可能損壞光纜，埋下安全隱患，造成不可預(yù)估性損失。因此在實際施工的過程中，技術(shù)人員主動轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作理念，堅持實事求是的工作原則，重視無金屬自承式架空光纜的先天劣勢，進(jìn)一步杜絕漏電現(xiàn)象。

（二）光纖復(fù)合地線

光纖復(fù)合地線是電力通信系統(tǒng)當(dāng)中廣泛使用的一種光纖類型，同樣也被稱之為地線復(fù)合光纜亦或是光纖架空地線等等。這種類型的光纖通信技術(shù)被應(yīng)用在傳輸線路地線當(dāng)中，其中包括了通信所需的光纖單元，也就是常說的光纖。光纖復(fù)合地線技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用具有極高的可靠性，而且無需維護(hù)。但需要認(rèn)識到的是，該技術(shù)的應(yīng)用成本較高，所以，盡量在新建的線路當(dāng)中亦或是舊線路徹底更換底線的情況下應(yīng)用最具經(jīng)濟(jì)性。光纖復(fù)合地線技術(shù)的主要功能包括兩部分，其一就是被當(dāng)作輸電線路防雷線，有效地保護(hù)輸電導(dǎo)線，實現(xiàn)抗沖擊性能的全面增強(qiáng)；其二就是對復(fù)合于地線當(dāng)中的光纖進(jìn)行合理地運用，進(jìn)而有效傳輸全部信息內(nèi)容，在光纖復(fù)合地線的作用下有效結(jié)合架空地線與光纜。在我國電力通信系統(tǒng)發(fā)展過程中，光纖復(fù)合地線的作用不容小覷，最主要的原因就是將該技術(shù)應(yīng)用在系統(tǒng)當(dāng)中，可以全面提高系統(tǒng)的輸電容量，而且實現(xiàn)了架空線的高自動化與超高壓化發(fā)展。

（三）超低損耗光纖

隨著光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新型光纖出現(xiàn)，這些光纖對于現(xiàn)階段的有效面積和幾何尺寸等方面的問題進(jìn)行了優(yōu)化，可以支持電力通信在不同場景和地區(qū)應(yīng)用。傳統(tǒng)的G.652光纖是通過在纖芯中摻入鍺的方式，提高纖芯本身的折射率，繼而保證光在光纖中的傳播，但是這種傳播方法會加劇光纖本身的損耗，提高傳輸成本，超低損耗光纖由此提出。經(jīng)過對光纖傳播原理的研究后發(fā)現(xiàn)光纖受損的主要原因是光纖材料的吸收損耗以及瑞利散射損耗。因此通過減小瑞利散射損耗的衰減后，就能夠?qū)崿F(xiàn)光纖損耗的降低。超低損耗光纖因為能夠從根本上減少建設(shè)成本，對光纖衰減問題進(jìn)行了優(yōu)化，提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因而被廣泛應(yīng)用。比如，國家最早在青藏的直流聯(lián)網(wǎng)中使用，因為當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件較為復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，需要光纖的衰減余量較高，在采用了超低損耗光纖，最終成功開通。超低損耗光纖的衰減較慢使得整體電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)性得到了顯著提升，并且還為光纖面對惡劣天氣變化提供了損耗余量，最重要的是能夠此種光纖能夠滿足未來電網(wǎng)生產(chǎn)升級的需求。

四、光纖技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用效益

光纖在信息通信過程中與其他材料相較能夠?qū)崿F(xiàn)較低的損耗量，同時還能夠滿足長距離的傳輸。在應(yīng)用技術(shù)不斷的升級和提升過程中，光纖傳輸距離的應(yīng)用也越來越長，這樣可以有效地避免了在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中對中繼站建設(shè)的需求。尤其是在國家大力普及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和使用的過程中，一些地域較為偏僻的農(nóng)村地區(qū)以及山區(qū)，傳統(tǒng)的通信方式已然無法滿足電力系統(tǒng)發(fā)展需求，而使用光纖技術(shù)不僅能夠有效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊的推廣和普及。此外，傳統(tǒng)的通信技術(shù)，由于材料的抗腐蝕的能力較弱，所以在長期使用過程中，無法有效的避免因腐蝕造成的絕緣體破壞，而造成信息傳輸過程中受到干擾，同時有可能出現(xiàn)信息的泄漏，而光纖的使用能夠有效的避免上述的問題，從而使電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性有了保障。

五、結(jié)束語

總而言之，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力通信工程的數(shù)量不斷增多，電力通信工程應(yīng)用光纖技術(shù)的水平逐步成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，相關(guān)單位要加快通信系統(tǒng)的升級與改革，不斷研發(fā)和應(yīng)用各種新型光纖技術(shù)。

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