摘要：随着光纤通信技术的不断发展，在电力系统中光纤通信技术也日益得到广泛的应用。电力系统的整体通信网组建需要将光纤通信线路和架空输电线路进行同杆塔架设，除此之外，电力行业对信息的传输容量和可靠性的要求都很高。这就使得电力系统的光纤通信线路的设计既要具备光纤通信技术的特点，还需要满足电力调度系统的要求，给光纤通信线路设计带来了新的挑战。
关键词：电力系统 光纤通信 线路设计
在国民经济快速发展的背景下，为了满足现代生产生活对电力供应的需求，电力企业也逐渐进入改革阶段，电力企业也需要在发展中结合自身实际情况进行不断的探索和创新。电力系统中光纤通信线路的设计对电力企业的发展具有很大的影响，光纤通信系统的稳定运行和系统安全是电力系统正常运行的前提。基于此要求，电力企业就要根据自身的发展实际，对光纤通信线路进行合理全面的设计，从而提高电网的安全可靠运行水平和企业的经济效益。本文将结合实际，对电力系统光纤通信线路设计进行粗浅的探讨。
1. 电力系统光纤通信线路设计概述
综合考虑电力系统通信线路的影响因素，基于节约架设线路的时间、金钱和人力成本考虑，在架设电力线路的同时会同步架设通信线路，但是同时架设两种线路有时会产生不良影响，会相互干扰，影响各自线路的正常传输。因此，在进行线路的架设和查勘时，一定要把握好两种线路的设计原则与统筹兼顾，防止两种线路相互影响，带来传输故障。在设计工作时，还要满足城乡规划和当地的地形、环境特点，做到合理设计，顺利施工。除此之外，还要注意在实际的操作中设计的可实施性，在设计前对现场进行深入的勘察，尽量降低施工成本和后期维修成本，也要对交通、通讯等其他部门的规划和设备相互配合，对光纤通信线路的杆位和路线走向进行合理的设计，避免在塌陷区、采矿区或者污染区等具有安全隐患的区域设置线路走向，尽可能的确保线路施工和后期运行的安全性。
2. 电力系统光纤通信线路设计基本原则
电力系统光纤通信线路的主要功能就是对电力调度和电力系统的各类运行数据进行传输。一般都要求通信线路的设计可以构成双重工作系统，并且对线路的承载能力也有一定的要求。整个线路可以适用于多种电力通信网络的传输，能够将交换机设备、电力载波、数据网络等用户设备进行接入，并且对计算机网络、电力实时业务信号等也具有传输功能。电力系统光纤通信线路设计应该设计检测报警功能，能够保证电力的传输不中断。电力系统光纤通信线路设计还应该考虑整个通信系统的稳定性和可靠性，保证通信线路路由的选择合理性及网架坚强度。整个通信线路的设计中光纤通道的质量也是必须要考虑的，设计中所涉及的光纤通道质量一定要比现场所需的光纤通道质量要高；线路设计所采用的设备及其零部件均应选用定型的产品，确保运行过程中设备的持续稳定操作；在设计光缆的安装位置时，应当注意使用和维护过程中的便捷性；在设计中用来架空光缆的杆塔时，应注意避免和公共通信电杆或其他部门的电杆合用，充分保证杆塔的独立性，以免产生不必要的干扰。
3. 电力系统光纤通信线路光缆设计
3.1 电力特种光缆的类型及特点
电力特种光缆主要有复合架空地线光缆（OPGW）、复合架空相线光缆（OPPC）、全介质自承式光缆（ADSS）三类。对于新建的110kV及以上架空输电线路上使用OPGW光缆，对于新建35kV及以下架空输电线路或已建线路上使用ADSS光缆或OPPC光缆或普通架空光缆。雷击重灾区及改建线路可考虑使用OPPC光缆。
OPGW光缆是将电力避雷线（地线）与光缆合二为一，它具有通信容量大、抗干扰、安全可靠、不占用线路走廊的特点。OPGW光缆选择的参数主要有额定短路电流容量、额定抗拉强度、截面、结构形式、芯数等。
OPPC光缆是一种具有电力架空相线和通信能力双重功能的电力特种光缆，将传统导线中的一根或多根钢丝替换为不绣钢管光单元，使钢管光单元与铝包钢、铝合金线共同绞合成OPPC，用OPPC替代三相导线中的某一相导线，形成由两根导线和一根OPPC组合而成的三相电力系统，实现通电和通信双重功能融合。OPPC光缆选择的参数主要有额定电流、截面、芯数等。
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ADSS光缆采用自承式结构，这种光缆是悬挂在输电线路的杆塔之间，与电力线路同杆架设，光纤芯数不受光缆外径限制，相对于OPGW光缆便宜，缺点是光缆挂点选择较难，光缆容易受到强电场的腐蚀，设计中必须考虑光缆的覆冰、舞动等因素。ADSS光缆选择的参数主要有跨距（档距）、截面、额定抗拉强度、芯数等。
3.2 复合架空地线光缆（Optical Ground Wire，简称OPGW）的设计与选择
（1）OPGW基本作为通信干线，其对纤芯的质量要求很高，目前一般采用单模光纤或色散位移光纤。它必须先满足用户及通信系统所需的光纤（根）数量、类型、允许衰耗（dB）数值、光端机的类型等，尽量选用传输效果好的OPGW。同时要求同一OPGW厂家给工程提供的光纤必须来自于同一制造商并属同一技术范畴。
（2）OPGW作为架空地线，除满足通信要求外还必须有足够的抗拉强度满足机械要求，同时满足热稳定性要求。其设计须遵循《110～500kV架空送电线路设计技术规程》（DL／T5092—1999）的规定，还应考虑OPGW的特殊要求，如送电线路电气参数、气象条件、机电要求、基本结构形式等。在电力线路发生接地短路时，有部分地线返回电流通过OPGW光缆使其发热，OPGW的发热不能超过允许值，否则将影响光纤传输损耗或造成对光纤的损坏。因此，在OPGW选型时，还必须用短路电流容量来校验OPGW的热稳定。
（3）OPGW的配盘（长度）计算
OPGW的配盘是设计环节中的关键部分，决定了每盘OPGW的长度。配盘与光纤接头的安排有直接关系，还决定了OPGW 的安装区间，必要时，甚至还应规定布放的方向。当完整的线路配盘完成以后，是不能轻易变化的。施工时，应按盘号安装在指定的区间，而OPGW供应商只能按正公差长度生产。
配盘原则为：配盘应服从线路的耐张段设计，为减少光纤接头，两个相邻的较小耐张段可以合并。应根据线路资料或现场勘察，尽量避免在水稻田、沼泽、水塘、山顶、深谷等不利地形处接头。应尽量选择交通便利、能方便地获取公用设施的地点安排接头。当线路中有二个及以上的90°转角或四个以上45°转角时，应尽量分盘，在这些转角塔上安排接头。
单盘长度（盘长）为：在平原地区，单盘3～5km是较佳的选择，如在地形较复杂的山区，应尽量控制在3km盘长左右，以一个施工队可以在一天内放完为宜。
根据相关制造商的经验和有关工程的实际检验表明，配盘长度可按以下公式计算：
DL=L•A+3H+h+2B
式中：DL—配盘长度（m）；L—线路长度（m）；A—长度预留系数：平原：1.02～1.03；丘陵：1.03～1.04；山区：1.06～1.08；H—光缆输入端杆塔高度；h—光缆输出端杆塔高度；B—牵引预留长度：通常取6～10m。
结束语
近年来随着科学技术的不断进步，我国的电力系统光纤通信的发展也越来越智能化，光纤通信线路的设计以及施工技术也逐渐走向成熟，电力系统光纤通信的功能也逐渐扩大，在我们的生产中得到越来越广泛的应用。光纤通信技术已经成为一个国家科学技术和信息现代化程度的重要体现，但是在实际的设计和施工中仍存在一些技术难题需要解决，面对日新月异的通信技术，相关专业人员应不断学习通信知识，提高设计水平，以适应电力系统发展对光纤通信线路设计的更高要求。
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论文作者:周德军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/20
标签：光纤论文; 光缆论文; 电力系统论文; 线路论文; 通信线路论文; 电力论文; 杆塔论文; 《电力设备》2017年第17期论文;