光纤通信在电力通信中的应用研究论文_高睿

光纤通信在电力通信中的应用研究论文_高睿

(国网晋中供电公司 山西晋中 030600)

摘要:传统的电力通信技术已经无法满足人们的使用需求,不仅网速慢,而且技术水平落后,在运行的过程中十分容易受到干扰,这样就会产生大量的问题。而在电力通信中应用光纤通信技术,却可以弥补传统电力通信技术上的不足之处。光纤通信技术具有运行效率高、容量大等特点,其抗干扰能力也较强。现阶段,光纤通信技术得到电力工程的认可和应用,该技术还可以维持电力系统稳定安全的运行。因此,本文将在电力通信视域下对光纤通信技术的应用进行分析。

关键词:光纤通信;电力通信;应用

引言

电力通信涉及到电网安全,对技术和安全系数具有较高要求。电力系统运行过程中,难免会受到外界的干扰,降低干扰就成为电力通信的重要任务之一。光纤材料具有容量大、传输效率高等特点,在电力通信中的使用具有积极意义,是数字电子时代移动通信和电力通信发展的必然。

一、光纤技术的发展

光通信传输系统主要经过了4个发展演变阶段,每一阶段都有着光纤技术进步的影子。第一,多模光纤。第一代光纤通信系统所选用的是850nm的LED光源,光纤材料为多模光纤。此种光纤的主要特点是纤芯较粗同时孔径较大;能够十分便捷地将信号源耦合到光纤中,光纤的连接与熔接较为简便。第二,单模光纤。这一光纤技术主要是可将模间色散消除。所采用的单模激光器长度为1310nm,相较于第一代光纤系统的850nmLED光源而言,波长区段衰减更小,同时其色散几乎完全消除,因而在长距离通信传输方面单模光纤也就逐渐取代了多模光纤。第三,散位移光纤。单模光纤波长区段在衰减至1550nm时,波长色散异常明显,这也就导致高速率、长距离的通信传输受到了影响。因此色散位移光纤也便应运而生,这一光纤能够在1550nm波长段将色散值降至最低,仅需利用几纳米的光谱宽度,至此也就发展到了波长为1550nm的第三代光纤传输系统。第四,大容量光纤。经研究证实在1550nm时进行波分复用传输色散位移光纤已经无法满足要求,其主要的原因是四波混频非线性效应在色散为零时最强,也就造成了互相临近信道间的串话影响十分严重。因此为了改善这一现状第四代基于多信道传输的大容量光纤传输系统也便随之产生。

二、电力通信中光纤通信技术的应用优势

首先,带宽大、传输速度高。目前,随着信息时代的到来,人们对供电能力的要求越来越高,电力通信压力越来越大,因此,电力企业就应该适应时代发展的需求,不断提高电力信息的传输量,加大电网的全面数字化发展力度,并不断提高其信息传输速度,从而满足电网通信的稳定发展。其次,信息传输损耗低。我国很多偏远地方都在使用电缆或者铜线,这些传输网都比较传统,无法满足长距离的传输,同时,有的在短距离传输的过程中也会出现信号中断的现象,从而增大了中继站建设成本,因此,我国相关政府应该大力倡导光纤通信技术的应用,从而减少通信使用成本,最终降低信息传输损耗。再则,抗干扰、腐蚀性。光纤通信技术还具有很高的安全性,不仅具有屏蔽雷击、保护其他电力线路的功能,又有抵抗外界物质带来的腐蚀性,从而降低信息与数据在传输过程中的破坏几率。最后,类型繁多,符合各电力通信公司的使用需求。针对目前我国使用最多的光纤通信技术来说,主要就有两种电力特种光缆:①自承式光缆;②光纤复合地线。这两种光缆虽然成本比较高,但是具有很高的安全性,寿命周期也长,而且非常符合各电力通信公司的使用需求。

三、光纤通信在电力通信中的应用

1、光纤复合地线

复合地线是将光纤与电力通信地线混合使用,光纤的使用既发挥了其地线连接作用,又具有体积小等自身的优点。于地线相比,光纤的被破坏率更低,更加安全可靠。但是将光纤与地线联合使用需要一定的技术,资金投入大,不符合我国的国情需求,因此这一项目尚处于初步试验阶段,未来一段时间内应注重光纤复合地线成本的控制,以早日实现电力光纤复合传输方式。

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2、光纤复合相线

光纤复合相线主要指的就是把光纤通信技术与传统的相线结构有效结合在一起的一种比较新型的光纤通信技术。光纤复合相线在结构上与光纤复合地线非常相似,它主要是通过原有的电力通信系统线路资源,利用光纤技术协调通信系统中的电磁兼容性,来实现信息的传输。通常情况下,光纤复合相线被架在高压输电线的杆塔上,因此,还要设置一些绝缘设备。

3、自承式光缆

光纤通信技术在被应用在电力通信系统中的过程中需要使用通信材料,而自承式光缆则是其中的一种材料,自承式光缆的类型较为繁多,其中较为常见的就是介质自承式和金属自承式。介质自承式结构与其他子自承式光缆的不同,其直径较短,而且质量较小。但是这种光缆的密度却很小,具有良好的光学性质,其绝缘性能较强。此种类型的光缆能降低电力通信系统运行时的损失。而金属自承式却无需电力通信部门投入大量的资金成本,金属自承式光缆的结构十分简单,在运行的过程中完全不需要考虑电力通信系统短路的问题,这样就可以减少工作量,提升电力通信系统的运行质量,进而给电力节省了大量的运行时间。

4、附加型光缆

附加型光缆主要有无金属捆绑式架空光缆和无金属缠绕式光缆两种。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。它们通过自动捆绑机和缠绕机把光缆固定在相线以及地线上,重量轻、造价低、安装迅速是其共同的优点。可在不停电的情况下,在地线或10kV/35kV相线上安装该光缆;但因为它们的外护套都采用有机合成材料,所以相线或地线线路产生的高温它们都不能够承受,在施工作业过程和安全性方面,需考虑的问题较多,也容易受到外界损害,因此在国内电力系统中并未能得到广泛的推广。不过这类技术在国际上并没有被放弃和淘汰。

5、光纤复合低压电缆

光纤复合低压电缆是继光纤复合地线、光纤复合相线之后又一种新型的光纤复合电缆。它将光纤、输电铜线、铜信号线结合在一起,可以有效的解决设备用电、宽带接入等问题。目前光纤复合低压电缆还处于发展阶段。在电力系统内也有进行相关试点项目,相信会在将来的电力系统办公自动化、数字化变电站、工控网络化等方面承担起到重要作用。

四、光纤通信在电力通信中的应用发展

随着移动通信科技的发展,新型的光纤已经出现并广泛的应用于电力系统。新型光纤将朝着高集成化和智能化的方向发展,新型光纤的出现也是我国移动网络业务发展的必然结果。在网络快速发展的年代,光纤的使用才能促进其可持续发展。当前,我国已经大面积实现了光纤输出,新型光纤将逐渐改变输出距离,将单模光纤进行革新。无水吸收峰光纤和非零色散光纤就是近年来研制的光纤品牌,受到了广泛的关注。光纤网络传输的先进性毋容置疑,广纤的技术革新也将成为一种必然。

结束语

总之,电力光纤通信技术作为电力通信的基础应用之一,在电力系统中有着毋庸置疑的地位。多种类型光缆在电力通信中得到成熟的应用。而随着电力行业智能电网发展程度的提高,相关应用和用户需求的增加,更多的适应电力通信环境的特种光缆将会被开发和利用。

参考文献:

[1]方跃生,陈皓,曾凡兴.光纤技术发展及其在电力通信中的应用[J].电力信息与通信技术,2014,08:20-26.

[2]刘冬明.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].电子世界,2014,13:174-175.

[3]田萌.浅析光纤通信技术在电力通信中的应用[J].企业技术开发,2014,03:64-65.

论文作者:高睿

论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/25

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