05.31 光纖通信技術在電力系統中的應用

電力通信主要為電網的自動化控制、商業化運營和實現現代化管理服務。它是電網安全穩定控制系統和調度自動化系統的基礎,是電力市場運營商業化的保障,是實現電力系統現代化管理的重要前提,也是非電產業經營多樣化的基礎。

光纖通信在電力通信中的應用最初是沿用電信部門傳統的地埋、管道、架空等方法敷設普通光纜,構成電力光纖通信系統。眾所周知,電力系統是由電能的生產、輸送、分配和消費組成的一個整體。為了實現跨區域、長距離電能的輸送,電力系統建設了遍及各地的高壓輸電線路;為滿足城鄉廣大民眾生產生活用電需求,又有縱橫交錯、密佈街道村莊的輸配電杆路和溝道。可以說,高、中、低壓輸配電線路是目前覆蓋面最為廣大的網絡基礎設施,而且基礎堅固,較之其它網絡如電信、廣電網絡等有著更高的可靠性。

1、電力通信網的結構與特點

電力通信網是由光纖、微波及衛星電路構成主幹線,各支路充分利用電力線載波、特種光纜等電力系統特有的通信方式,並採用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網。

光纖通信技術在電力系統中的應用

光纖通信

電力通信的幾種主要方式

電力線載波通信。電力線路主要是用來輸送工頻電流的。若將話音及其他信息通過載波機變換成高頻弱電流,利用電力線路進行傳送,這就是電力線載波通信,具有通道可靠性高、投資少、見效快、與電網建設同步等得天獨厚的優點。

除此之外。電力線載波通信中還有利用電力線路架空地線傳送載波信號的絕緣地線載波等方法。與普通電力線載波比較,絕緣地線載波不受線路停電檢修或輸電線路發生接地故障的影響,而且地線處於絕緣狀態可減少大量的電能損耗。

光纖通信。由於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點,在電力部門得到應用並迅速發展。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。其他。電力通信網中還有傳統的明線電話、音頻電纜及新興的擴頻通信等方式。

2光纖通信技術的推廣應用

由於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點,在電力部門得到應用並迅速發展。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。

電力特種光纖泛指OPGW(光纖複合地線)、OPPC(光纖複合相線)、MASS(金屬自承光纜)、ADSS(全介質自承光纜)、ADL(相/地捆綁光纜)和GWWOP(相,地線纏繞光纜)等幾種。目前。在我國應用較多的電力特種光纜主要有ADSS和OPGW。

光纖複合地線。光纖複合地線又稱地線複合光纜、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。即架空地線內含光纖。使用可靠,不需維護,但一次性投資額較大,適用於新建線路或舊線路更換地線時使用。

光纖通信技術在電力系統中的應用

光纖

具有兩種功能:一是作為輸電線路的防雷線,對輸電導線抗霄閃放電提供屏蔽保護;二是通過複合在地線中的光纖來傳輸信息。OPGW是架空地線和光纜的複合體,但並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,因此可應用於所有具有架空接地線的輸配電線路。光纖單元被置放於保護管內或金屬骨架內,得到了充分的保護,使光纖具有很高的可靠性和安全性。OPGW應用於新建線路時,並不增加建設費用。

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光纜的設計充分考慮了電力線路的實際情況,適用於不同等級高壓輸電線路。

3、電力通信系統在光纖應用中的故障分析

在電力系統光纖通信網中,光纖的故障主要包含以下兩個方面:一是光纖在長期使用過程中逐漸老化,造成光纖老化的原因是多方面的,主要因素有電腐蝕,環境腐蝕性等。二是光纖由於外力破壞而收到損傷。如蟲蟻鼠咬,偷盜剪斷,雷擊災害,火災火燒等。光纖複合地線較易收到雷電攻擊而損壞,由於有的輸電線路經過的地理環境或氣象條件比較惡劣,光纖複合地線為了避免雷擊對相線的傷害,又是與輸電導線一共架設在架空線路的最上部,因此光纖複合地線遭受雷擊而斷股是無法避免的。

4、電力系統通信光纖保養與維護

對於光纖複合地線,首先要選擇合理的光纖外護套。當前,光纖外護套有鋁管,鋼管和塑料管三種管材。其中塑料管造價低,塑料管纖維複合地線最高承受短路電流引起的短時溫升不能超過180工,而鋁管造價相對較低,承受短時溫升的能力不超過300度,不鏽鋼管造價高,承受短時溫升的能力可達到450度,用戶可根據工程具體情況,合理選擇光纖外護套,已達到保護光纜的作用。於全介質自承式光纜,首先要選擇電場強度小於25KV的地方作為光纜掛點,避免發生導線鞭擊光纜。其次,要根據電場強度合理的選擇光纜外護套材料,當空間電勢小於12KV時,採用黑色高密度聚乙烯外護套,當空間電勢 12-25KV時,則可採用黑色高密度抗電痕外護套,在汙染較為嚴重的地區,應對光纜進行特殊處理,減少表面汙層形成。


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