◆周詳

光纜在線監(jiān)測(cè)于電力行業(yè)的應(yīng)用

◆周詳

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 汕頭供電局 廣東 515000）

現(xiàn)如今通信技術(shù)越來(lái)越成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在電力行業(yè)中，通信光纜所承載的業(yè)務(wù)數(shù)量及種類(lèi)逐年增加，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的繼電保護(hù)業(yè)務(wù)也承載于通信光纜上，光纜一旦故障中斷，將導(dǎo)致繼電保護(hù)業(yè)務(wù)中斷，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不小影響，所以光纜的健康運(yùn)行及故障后能否及時(shí)修復(fù)，對(duì)電網(wǎng)安全來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。本文將闡述如何利用光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)通信光纜的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及在光纜發(fā)生故障時(shí)，如何減少找尋故障點(diǎn)的時(shí)間。

光纜；在線監(jiān)測(cè)；電力行業(yè)

1 電力行業(yè)中光纜維護(hù)現(xiàn)狀

在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中，電力通信經(jīng)過(guò)二十多年的變化，現(xiàn)已將光纖通信作為電力系統(tǒng)內(nèi)通信的最主要的手段，且眾多業(yè)務(wù)均承載于通信光纜上，光纜的安全也關(guān)乎電網(wǎng)的安全。目前光纜的健康狀況主要依賴于人工定期巡視及定檢測(cè)試，巡視主要是查看相關(guān)路徑是否有外部施工，是否有外力破壞的痕跡，而測(cè)試主要是檢查光纜的纖芯狀況，是否有老化的跡象，是否在巡視盲點(diǎn)有被損傷導(dǎo)致衰耗增大。若在巡視過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有施工痕跡，會(huì)及時(shí)查看是否有損傷到光纜，并到相應(yīng)站點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，確定是否損傷到光纜，若有，則會(huì)馬上組織人員進(jìn)行搶修，保障該光纜恢復(fù)正常；若在定檢測(cè)試中發(fā)現(xiàn)有異常衰耗，則會(huì)組織人員進(jìn)行巡視查找故障點(diǎn)，及時(shí)擬定修復(fù)方案，及時(shí)修復(fù)光纜，從而保障光纜的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

因?yàn)檠惨暭岸z測(cè)試具有周期性的特性，若在巡視周期內(nèi)光纜狀態(tài)發(fā)生變化或者發(fā)生故障，均無(wú)法第一時(shí)間知道具體情況，而且也無(wú)法第一時(shí)間得知故障點(diǎn)的位置，需要人員進(jìn)站進(jìn)行測(cè)試，再派人員到現(xiàn)場(chǎng)尋找故障點(diǎn)，這樣會(huì)浪費(fèi)較多的時(shí)間。在光纜故障期間，承載在該光纜上的繼電保護(hù)業(yè)務(wù)以及其他業(yè)務(wù)均會(huì)中斷，對(duì)于電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)中斷時(shí)間越長(zhǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)也就越大，因此我們需要盡可能減少光纜中斷的時(shí)間，繼而減少繼電保護(hù)業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 光纜在線監(jiān)測(cè)

為了縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間，進(jìn)而縮短光纜故障中斷的時(shí)間，我們可以采用光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)光纜的狀況進(jìn)行時(shí)刻的監(jiān)控及測(cè)試，從而能夠及時(shí)定位故障點(diǎn)，縮短查找故障點(diǎn)的時(shí)間。在巡視周期內(nèi)及定檢測(cè)試周期內(nèi)，也可以采用光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)光纜進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠提前發(fā)現(xiàn)光纜的老化、劣化，從而制定方案進(jìn)行修復(fù)。

2.1 光纜在線監(jiān)測(cè)的組成

光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為主站端和子站端。

2.1.1主站端組成及功能

主站端主要包括服務(wù)器、工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、短信服務(wù)器等，主要功能為控制子站端的運(yùn)行、存儲(chǔ)子站端上傳的數(shù)據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析光纜狀況、發(fā)出告警信息等。

2.1.2子站端組成及功能

子站端主要是由存儲(chǔ)單元、光功率模塊、光時(shí)域反射儀模塊、電源模塊、主控模塊等組成，主要功能為接受主站端的命令對(duì)光纜進(jìn)行測(cè)試、自身定期對(duì)光纜進(jìn)行測(cè)試、自身對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析、及時(shí)上報(bào)測(cè)試數(shù)據(jù)等。

2.2 光纜在線監(jiān)測(cè)工作原理

光纜在線監(jiān)測(cè)利用光功率模塊收到的光功率值與設(shè)定的正常值進(jìn)行比對(duì)，若在正常范圍內(nèi)則判斷其為正常，若超出正常范圍則顯示異常并發(fā)出告警信息，并自動(dòng)啟動(dòng)光時(shí)域反射儀模塊進(jìn)行測(cè)試，自動(dòng)判斷分析故障原因；或者通過(guò)光時(shí)域反射儀模塊對(duì)光纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)其曲線以及衰耗值與正常的曲線和衰耗值進(jìn)行對(duì)比，若在范圍內(nèi)則光纜健康狀況良好，若在正常值范圍外則進(jìn)一步分析異常原因，定位故障點(diǎn)，并發(fā)出告警信息。

2.3 光纜在線監(jiān)測(cè)工作方案

電力光纜中，有部分光纜纖芯已被各種業(yè)務(wù)占滿，部分光纜還剩余較多纖芯，考慮到多種情況，我們可以使用的方案大致分為以下三種：光功率在線監(jiān)測(cè)、光功率備纖監(jiān)測(cè)、光時(shí)域反射儀備纖監(jiān)測(cè)。

2.3.1光功率在線監(jiān)測(cè)

光功率在線監(jiān)測(cè)是監(jiān)測(cè)已經(jīng)承載業(yè)務(wù)的纖芯狀態(tài)，采用分光器和波分復(fù)用器來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能。其利用分光器采集纖芯中百分之三的光，將其接受的光功率數(shù)值與設(shè)定的正常數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，若發(fā)現(xiàn)異常，則啟動(dòng)光時(shí)域反射儀模塊，通過(guò)波分復(fù)用器將測(cè)試波長(zhǎng)與工作波長(zhǎng)進(jìn)行合波，從而對(duì)光纜進(jìn)行測(cè)試。由于分光器的原因，會(huì)造成業(yè)務(wù)有一定的損耗。

2.3.2光功率空余纖芯監(jiān)測(cè)

當(dāng)光纜有較多空余纖芯時(shí)，我們可以采用光功率空余纖芯監(jiān)測(cè)。由于空余纖芯與已承載業(yè)務(wù)的纖芯在同一條光纜中，其性能可以類(lèi)比于已承載業(yè)務(wù)的纖芯的性能。其工作原理類(lèi)似于光功率在線監(jiān)測(cè)，但是需要在對(duì)端接入光源，可以利用傳輸設(shè)備發(fā)送一路光源接入。

2.3.3光時(shí)域反射儀備纖監(jiān)測(cè)

該方案也是利用空余纖芯，通過(guò)光時(shí)域反射儀進(jìn)行間隔時(shí)間短的連續(xù)測(cè)試，對(duì)其測(cè)試所得曲線及衰耗與正常值進(jìn)行對(duì)比，若發(fā)現(xiàn)異常則及時(shí)發(fā)出告警信息，并通過(guò)曲線信息馬上分析故障原因及故障點(diǎn)。

2.3.4三種方案比對(duì)

綜合成本及效果進(jìn)行考慮，由于光功率在線監(jiān)測(cè)需要在變電站設(shè)置分光器及波分復(fù)用器，并且電力光纜承載的業(yè)務(wù)較為重要，而該方案會(huì)對(duì)承載的業(yè)務(wù)造成一定的影響，故不予考慮；光功率空余纖芯監(jiān)測(cè)雖不影響承載的業(yè)務(wù)，但需要在對(duì)端接入光源才能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并不是十分便利；光時(shí)域反射儀備纖監(jiān)測(cè)則是利用該套系統(tǒng)中配套的光時(shí)域反射儀模塊進(jìn)行間隔時(shí)間很短的連續(xù)測(cè)試，既不會(huì)影響承載的業(yè)務(wù)，又不需要新增其他儀器，相對(duì)比較方便，故選擇光時(shí)域反射儀備纖監(jiān)測(cè)作為電力光纜在線監(jiān)測(cè)的工作方案。

3 結(jié)語(yǔ)

光纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)光纜的纖芯狀況，及時(shí)反饋其檢測(cè)結(jié)果，使光纜運(yùn)行維護(hù)人員時(shí)刻掌握光纜的運(yùn)行狀況，及時(shí)排除可能存在的隱患。當(dāng)光纜受到外力破壞時(shí)，能夠及時(shí)檢測(cè)定位故障點(diǎn)，大大節(jié)省了光纜運(yùn)行維護(hù)人員查找故障點(diǎn)的時(shí)間，為光纜的快速修復(fù)提供了強(qiáng)有力的支撐，同時(shí)也保證了繼電保護(hù)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定運(yùn)行，為整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

[1]蘇旭，劉卓.通信傳輸中光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)新通信，2020，22（07）：38.

[2]王璐，劉潔，涂超.光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在光纖通信中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（06）：13-14.

[3]祁利剛，李志偉.電力光纜故障定位與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].河北電力技術(shù)，2014，33（06）：43-46.