光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
時間:2016-03-21 17:32:08 來源：
由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點，它一問世便首先在電力部門得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用。OPGW光纜
電力特種光纖泛指OPGW(光纖復(fù)合地線)、OPPC(光纖復(fù)合相線)、MASS(金屬自承光纜)、ADSS(全介質(zhì)自承光纜)、ADL(相/地捆綁光纜)和GWWOP(相，地線纏繞光纜)等幾種。目前。在我國應(yīng)用較多的電力特種光纜主要有ADSS和OPGW。OPGW光纜
光纖復(fù)合地線
光纖復(fù)合地線——OPGW(Optieal GroundWire)OPGW又稱地線復(fù)合光纜、光纖架空地線等，是在電力傳輸線路的地線中含有供通信用的光纖單元。即架空地線內(nèi)含光纖。它使用可靠，不需維護，但一次性投資額較大，適用于新建線路或舊線路更換地線時使用。OPGW光纜
它具有兩種功能：一是作為輸電線路的防雷線，對輸電導(dǎo)線抗霄閃放電提供屏蔽保護;二是通過復(fù)合在地線中的光纖來傳輸信息。OPGW是架空地線和光纜的復(fù)合體，但并不是它們之間的簡單相加。
OPGW纜除滿足光學性能外，還完全滿足架空地線的機械、電氣性能要求，因此可應(yīng)用于所有具有架空接地線的輸配電線路。光纖單元被置放于保護管內(nèi)或金屬骨架內(nèi)，得到了充分的保護，使光纖具有很高的可靠性和安全性。OPGW應(yīng)用于新建線路時，并不增加建設(shè)費用(與總的費用比較)。
OPGW應(yīng)用于舊線路時。只需把原來的地線更換下來即可，而不用對桿塔進行加固或重新設(shè)計負荷等。OPGW的安裝方法與電力線的張力放線完全一樣。不需要特殊的安裝機具和工具。
常見的OPGW結(jié)構(gòu)主要有三大類，分別是鋁管型、鋁骨架型和(不銹)鋼管型。
根據(jù)我國電力系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀，OPGW對于進一步發(fā)展我國電力工業(yè)，進一步提高輸電容量，使架空線超高壓化及高自動化，都是必不可少的。
由于我國地域廣闊，電力傳輸線路長，尤其是水力資源大部分集中在西部，而工業(yè)城市主要集中在東部沿海地區(qū)，因此這就需要大量的長距離超高壓架空線來輸送電力和信息。
OPGW是一種高技術(shù)產(chǎn)品，國外近幾年對該產(chǎn)品的研究取得了很大進步，這使得我們還有很多工作要做。同時，國內(nèi)對OPGW的需求也日益增加，這一切都向我們預(yù)示著OPGW光明的前景。
光纖復(fù)合相線
光纖復(fù)合相線——OPPC(Optieal PhaseConduetor)，在電網(wǎng)中，有些線路可不設(shè)架空地線，但相線是必不可少的。
為了滿足光纖聯(lián)網(wǎng)的要求，與OPGW技術(shù)相類似，在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中以合適的方法加入光纖，就成為光纖復(fù)合相線(OPPC)。雖然它們的結(jié)構(gòu)雷同，但從設(shè)計到安裝和運行，OPPC與OPGW有原則的區(qū)別。
OPPC充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源，避免在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾、用于電力通信的一種新型特種電力光纜。
20世紀80年代，一些國家允許將OPPC用于150KV以下的電力系統(tǒng)中，并已經(jīng)在歐洲、美洲等國家廣泛架設(shè)運行。目前，它已經(jīng)在更高電壓的電力線路得到應(yīng)用。
在我國現(xiàn)行電網(wǎng)中，35KV以下的線路一般都采用三相電力系統(tǒng)傳輸，系統(tǒng)的電力通信則采用傳統(tǒng)的方式進行。如果用OPPC替代三項中的一相，形成由兩根導(dǎo)線和一根OPPC組合而成的三相電力系統(tǒng)，不需要另外架設(shè)通信線路就可以解決這類電網(wǎng)的自動化、調(diào)度、通信等問題，并可大大提高傳輸?shù)馁|(zhì)量和數(shù)量。
OPPC在工程設(shè)計中可參照OPGW和三相導(dǎo)線的設(shè)計規(guī)范。如弧垂張力、掛點的計算、配盤、檔距等。
在OPPC工程的施工中，需要在運行的相線中將光纖單元分離出來，涉及到光纖接續(xù)和光電子分離技術(shù)。
對接續(xù)的技術(shù)、高壓絕緣有嚴格要求OPPC的接頭盒和其他光纜使用的接頭盒不同，分為中間接頭盒和終端接頭盒。在國外產(chǎn)品成熟的基礎(chǔ)上，國內(nèi)已自行研制出同類的產(chǎn)品。
全介質(zhì)自承光纜
全介質(zhì)自承光纜——ADSS(All DielectricSelf Supporting)，ADSS光纜在220KV、110KV、35KV電壓等級輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多，為電力部門直接利用高壓輸電線桿塔建設(shè)自己的通信網(wǎng)絡(luò)提供了可行的途徑，適于跨越江河、山谷、雷電集中區(qū)域以及特殊拉力環(huán)境中的架空敷設(shè)。
數(shù)據(jù)通信高速發(fā)展的今天，憑借ADSS光纜的支持，電力部門不但可以滿足自身的通信要求，而且能夠開通新的通信業(yè)務(wù)供外界使用ADSS光纜具有卓越的光纖傳輸性能、光纜機械性能和環(huán)境性能，可與高壓電力傳輸線同桿架設(shè)(圖2所示常見ADSS光纜)。
電網(wǎng)通信最完美的傳輸介質(zhì)用于電力系統(tǒng)，且在強電場環(huán)境中光纜傳輸信號不會受到任何干擾，通信量不受任何影響，光纜質(zhì)量不受任何影響，是電力通信最為有效、方便的傳輸方式。
ADSS光纜的特點主要有以下幾點：
磁干擾、耐電腐蝕強、組成光纜的材料都必須是非金屬材料，其外擠制聚乙烯(PE)外護套或耐電痕(AT)外護套;ADSS光纜的設(shè)計充分考慮了電力線路的實際情況，適用于不同等級高壓輸電線路。
對于10KV和35KV的電力線路可采用聚乙烯(PE)外護套;對于110KV 220KV的電力線路則必須通過計算電場場強分布來確定光纜掛點并采用耐電痕(AT)外護套。
好的溫度、環(huán)境特殊性，適合于架空環(huán)境;光纜的設(shè)計充分考慮了風速、冰凌、溫差、變等界條件的影響，具有抗沖擊、抗震動、耐反復(fù)彎曲、防止熱老化、阻燃等性能;成本低，安裝架設(shè)方便，可以在不改變輸電線桿塔的情況下將光纜直接架設(shè)在原桿塔上;輕，對桿塔負載小,ADSS光纜內(nèi)采用了具有高彈性模量、強度的芳綸紗作為抗張元件，代替了普通光纜中的鋼絲加強構(gòu)件，從根本上減輕了光纜的目重。
結(jié)束語
與電網(wǎng)的發(fā)展相適應(yīng)，幾十年來我國電力通信取得了長足的進步，在現(xiàn)代化電力生產(chǎn)和經(jīng)營管理中發(fā)揮著越來越重要的作用。為適應(yīng)現(xiàn)代電信市場開放性的需求，我們要加快以光纖為主體的通信網(wǎng)建設(shè)，及早確立電力系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制，跟蹤研究利用電力線路傳輸高速通信數(shù)據(jù)技術(shù)。
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