摘要：伴随着科学技术的日新月异，电力系统通信凭借其自身的独特优势在社会上引起了广泛的重视。并且在当前的电力光纤通信网络建设过程中，电力特种光缆正发挥着越来越重要的影响和作用。从未来的发展情况上来看，智能电网是主流趋势，为了促进智能电网的顺利实现就应当对电力通信系统进行完善和优化，借助于特种光缆的作用来使电力通信系统取得较快发展，满足电力系统痛心的特殊需要。本文就将主要以电力通信特种光缆技术应用研究为切入点，对其进行简要的介绍和分析。
关键词：电力通信 特种 光缆 技术 应用
目前，电力系统光纤通信承载的业务主要有语音、数据、宽带业务、IP等常规电信业务；电力生产专业业务有保护、安全自动装置和电力市场化所需的宽带数据等。特别是保护和安全自动装置，对光缆的可靠性和安全性提出了更高的要求。可以说，光纤通信已经成为电力系统安全稳定运行以及电力系统生产生活中不可缺少的一个重要组成部分。
1电力特种光缆的种类
电力特种光缆泛指 OPGW（光纤复合地线）、 OPPC（光纤复合相线）、MASS （金属自承光缆）、 ADSS（全介质自承光缆）、ADL（相/地捆绑光缆）和GWWOP（相/地线缠绕光缆）等几种。 目前，在我国应用较多的电力特种光缆主要有 ADSS和 OPGW。
1、光纤复合地线――OPGW（Optical Ground Wire） OPGW又称地线复合光缆、光纤架空地线等，是在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元。它具有两种功能：一是作为输电线路的防雷线，对输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护；二是通过复合在地线中的光纤来传输信息 。 OPGW是架空地线和光缆的复合体，但并不是它们之间的简单相加。
OPGW光缆主要在500KV 、220KV 、110KV电压等级线路上使用，受线路停电、安全等因素影响，多在新建线路上应用。 OPGW的适用特点是：（1）高压超过110kv的线路，档距较大（一般都在250M以上）；（2）易于维护，对于线路跨越问题易解决，其机械特性可满足线路大跨越；（3）OPGW外层为金属铠装，对高压电蚀及降解无影响；（4）OPGW在施工时必须停电，停电损失较大，所以在新建110kv以上高压线路中应该使用OPGW；（5）OPGW的性能指标中，短路电流越大，越需要用良导体做铠装，则相应降低了抗拉强度，而在抗拉强度一定的情况下，要提高短路电流容量，只有增大金属截面积，从而导致缆径和缆重增加，这样就对线路杆塔强度提出了安全问题。
常见的 OPGW结构主要有三大类，分别是铝管型、铝骨架型和（不锈）钢管型。
2、光纤复合相线――OPPC（Optical Phase Conductor）
在电网中，有些线路可不设架空地线，但相线是必不可少的。为了满足光纤联网的要求，与 OPGW技术相类似，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤，就成为光纤复合相线（OPPC）。虽然它们的结构雷同，但从设计到安装和运行，OPPC与OPGW有原则的区别。
3、金属自承光缆――MASS（Metal Aerial Self Supporting）
从结构上看， MASS与中心管单层绞线的OPGW相一致，如没有特殊要求，金属绞线通常用镀锌钢线，因此结构简单，价格低廉。MASS是介于OPGW和ADSS之间的产品。MASS作为自承光缆应用时，主要考虑强度和弧垂以及与相邻导/地线和对地的安全间距。它不必像OPGW要考虑短路电流和热容量，也不需要像OPPC那样要考虑绝缘、载流量和阻抗，更不需要像ADSS要考虑安装点场强，其外层金属绞线的作用仅是容纳和保护光纤。在破断力相近的情况下，虽然MASS比ADSS重，但外直径比中心管ADSS约小1/4，比层绞ADSS 约小1/3。在直径相近情况下，ADSS的破断力和允许张力却要比MASS小得多。
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4、全介质自承光缆――ADSS（All Dielectric Self Supporting）
ADSS光缆在220KV 、110KV 、35KV电压等级输电线路上广泛使用，特别是在已建线路上使用较多。 它能满足电力输电线跨度大、垂度大的要求。标准的 ADSS设计可达144芯。其特点是：（1）ADSS内光纤张力理论值为零；（2）ADSS光缆为全绝缘结构，安装及线路维护时可带电作业，这样可大大减少停电损失；（3）ADSS的伸缩率在温差很大的范围内可保持不变，而且其在极限温度下，具有稳定的光学特性；（4）耐电蚀ADSS光缆可减少高压感应电场对光缆的电腐蚀；（5）ADSS光缆直径小、质量轻，可以减少冰和风对光缆的影响，其对杆塔强度的影响也很小；（6）ADSS采用了新型材料及光滑外形设计，使其具有优越的空气动力特性。
ADSS光缆主要由缆芯、加强芳纶纱（或其它合适的材料）和外护套组成。各种各样的ADSS光缆结构可归纳为最主要的 中心管型和层绞型 2种 。
5、附加型光缆――OPAC
无金属捆绑式架空光缆 （AD-Lash）和无金属缠绕式光缆GWWOP（Ground Wire Wrapped Optical Fiber Cable） 光缆有时被统称为附加型光缆 ――OPAC， 是在电力线路上建设光纤通信网络的一种既经济又快捷的方式。
它们用自动捆绑机和缠绕机将光缆捆绑和缠绕在地线或相线上，其共同的优点是：光缆重量轻、造价低、安装迅速。在地线或 10 kV/35 kV相线上可不停电安装；共同的缺点是：由于都采用了有机合成材料做外护套，因此都不能承受线路短路时相线或地线上产生的高温，都有外护套材料老化问题，施工时都需要专用机械，在施工作业性、安全性等方面问题较多，而且其容易受到外界损害，如鸟害、枪击等，因此在电力系统中都未能得到广泛的应用。 但在国际上，这类技术并没有被淘汰或放弃，仍在相当的范围内应用。
2 电力通信特种光缆技术应用分析
2.1 光纤复合架空地线与全介质自承式光缆的特性分析
光纤复合架空地线的最大特点在于能够将通信光缆和高压输电线上的架空地线连结成整体，使光缆技术与输电线技术做到有效结合，进而使其成为具有多功能的架空地线，不仅可以作为避雷线还能够架空光缆，甚至充当屏蔽线，对于新建的输电线路来说具有较强的适用性。目前来说，比较普遍的光纤复合架空地线主要氛围铝管型、铝骨架型以及钢管型三种。而全介质自承式光缆则在制造过程中利用了高强度芳纶纱作为抗张元件，并且在外形的尺寸上较小，重量上一般不到普通光缆的一半，能够被直接架挂在电力杆塔的相应位置上。并且其外保护套在经过相关程序的处理之后，能够确保光缆具有足够的抗电腐蚀能力，保证光缆在强电场中也能够具有较长的使用寿命。而且这种光缆的材料属于非金属，不仅具有良好的绝缘性能，更能有效的躲避雷击，即使电力线出现问题和故障也不会对光缆的正常运行造成不良影响。并且借助于现有的电力杆塔还能做到在不停电的环境下施工，与电力线同杆架设，最大限度上降低电力线的故障，保证电网的正常运行。但是从目前的应用情况上来看，全介质自承式光缆主要分为中心管型和层绞型两类。
2.2 光纤复合架空地线与全介质自承式光缆的常见故障和解决手段
在应用电力通信特种光缆技术的过程中还应当对有可能出现的故障问题进行分析和研究，做好提前的应对防范措施。对于光纤复合架空地线来说如果出现线路故障，短路电流冲击光缆时，不锈钢单元的温度将会在瞬间内得到极大上升，所以在此时期必须要提升光缆的短路电流容量，尽量避免短路故障对光缆造成的不良影响。此外，雷击也是造成光缆瞬间升温的一个重要原因，针对于此类因素可以采用耐雷的外层股线材料，尽量增加外层股线与内层股线间的空隙。
参考文献
[1]谢书鸿，杨日胜，何仓平.电力特种光缆的应用现状及市场发展趋势[J].电力系统通信，2009（3）：95-101.
[2]罗代俊.电力通信背景下的光纤通信技术应用研究[J].电子技术与软件工程，2013（22）：42+127.
[3]吴海.电力通信特种光缆技术研讨会召开[J].电力系统通信，1997（5）：37.
论文作者:黄全胜,王从春
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/27
标签：光缆论文; 地线论文; 光纤论文; 线路论文; 电力论文; 特种论文; 承光论文; 《基层建设》2018年第36期论文;