摘要：光纤技术是现阶段实现电力系统通信的有效方式之一，光纤技术在发展过程中逐渐成为电力通信系统的主要方式。电力通信的主要作用是满足电力部门的特殊通信需求，并且通过电网自动化、运营商业化以及管理现代化，不断提升信息通信的服务质量，随着通信技术和光纤技术的不断发展，越来越多的光纤技术被应用到解决电力通信的应用问题中。
关键词：电力通信；光纤技术；故障分析
1 光纤技术在电力通信中应用的必要性
（1）电力通信系统的网络结构相对复杂。在庞大的电力通信系统要用到各种不同的电气设备，由于设备不同，其接口与转换方式不同，比如用户线延伸、中继线传输以及微波设备等。同时电力通信手段的多样化，使电力通信系统网络结构比较复杂。（2）电力通信系统中的信息传输量小，但具有实时性。虽然在电力通信传输系统中，继电保护信号、话音信号、监测信息、图像信息和数字信息的流量并不是很大，但是实时性非常强。（3）电力通信系统的通信范围广。电力通信服务的主要对象是供电局和发电厂，除此之外还有电管所和变电站。因此，电力通信覆盖的网点比较多，需要光纤技术进入电力通信中。（4）电力通信系统具有非常高的可靠性和灵活性。电力系统是保证人们正常生产生活的基础，正常的电力供应必须要有稳定的电力系统。在电力供应中不允许出现间断的现象发生，因此必须具备高度的可靠性和灵活性。（5）电力通信系统中通信技术具备非常强的抗冲击能力。如果电力系统出现突发故障，就会产生强大的冲击波，瞬间通信业务量增加数倍。因此，要求电力通信系统中的通信技术具备非常强的抗冲击能力。
2 电力系统光纤通信网中特种光纤简介
我国电力由于电力系统的特殊性，电力系统光纤通信网建设是一项复杂的系统工程，一些专门用于电力光纤通信系统的的特种光纤也逐渐产生。电力特种光纤主要包括光纤复合相线、光纤复合地线、金属自承光缆、相/地线缠绕光缆、相/地捆绑光缆和全介质自承光缆等几种。目前，光纤复合地线和全介质自承光缆在我国应用较多，以下做简要说明。
2.1 光纤复合地线
光纤复合地线又称地线复合光缆、光纤架空地线，是指在电力传输线路的地线中含有供通信用的光纤单元，兼具地线和光纤的作用，具有使用可靠，不需维护等优点。但总投资额较大，主要适用于新建线路或旧线路更换地线时使用。光纤复合地线不仅可以对输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护，还可以通过复合在地线中的光纤来传输信息。除了具有优越的光学性能外，还完全满足架空地线的机械、电气性能要求。常见的光纤复合地线主要有不锈钢管型、铝管型和铝骨架型三大类。由于我国地域广阔，电力传输线路长，特别是是水电资源大部分集中在西部，而工业城市主要集中在东部沿海地区，因此这就需要大量的长距离超高压架空线来输送电力，光纤复合地线对于进一步发展我国电力工业，进一步提高输电容量有着非常重要的意义。
2.2 全介质自承式光缆
全介质自承式光缆是一种使用全介质材料并能够承受自重及外界负荷的光缆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于采用了全介质材料，不含金属，因此光缆可以耐受高压强电的影响。全介质自承式光缆具有重量轻、价格适中，在线路架时可带电操作，可提供数量很大的光纤芯数，因此在我国得到电力部门的广泛应用。全介质自承式光缆一般应用于已建成的220kV及以下的输电线路，尤其是区域变电所之间的通信线路。全介质自承式光缆可分为中心束管和层绞束管两大类。
3 电力通信系统光纤故障分析
在电力系统光纤通信网中，光纤的故障主要包含以下两个方面：一是光纤在长期使用过程中逐渐老化。造成光纤老化的原因是多方面的，主要因素有电腐蚀、环境腐蚀性等。二是光纤由于外力破坏而收到损伤。如虫蚁鼠咬、偷盗剪断、雷击灾害、火灾火烧等。
光纤复合地线较易收到雷电攻击而损坏，由于有的输电线路经过的地理环境或气象条件比较恶劣，光纤复合地线为了避免雷击对相线的伤害，又是与输电导线一共架设在架空线路的最上部，因此光纤复合地线遭受雷击而断股是无法避免的。一般而言，光纤复合地线架设较多的地方断股故障比较多，且断股大多数出现在档距中。从材质上来说，外层为单丝直径较小绞线或铝合金绞线的光纤复合地线更易发生断股。多数情况下，外层断股与光纤复合地线内层结构型式无关，因此断股大多数未对光纤通信造成影响。因此，要在耐雷方面进一步提高光纤复合地线的性能。
全介质自承式光缆则较易收到电腐蚀的伤害。干带电弧是造成全介质自承式光缆表面产生电腐蚀的最主要原因。电弧产生的高热，使外护套表面的温度升高，产生树枝化的电痕，直至烧穿光缆的外护套，最后造成断缆事故发生。光缆铝丝端部电晕放电引起的劣化，造成光缆的出现电腐蚀。若全介质自承式光缆的悬挂点位置较为偏高，导致全介质自承式光缆承受的空间电位和电场强度大大超过设计水平，引起光缆表面电腐蚀。
4 电力系统通信光纤保养与维护
对于光纤复合地线，首先要选择合理的光纤外护套。当前，光纤外护套有铝管、钢管和塑料管三种管材。其中塑料管造价低，塑料管光纤复合地线最高承受短路电流引起的短时温升不能超过180℃；而铝管造价相对较低，承受短时温升的能力不超过300℃；不锈钢管造价高，承受短时温升的能力可达450℃。用户可根据工程具体情况，合理选择光纤外护套，已达到保护光缆的作用。
于全介质自承式光缆，首先要选择电场强度小于25kV的地方作为光缆挂点，避免发生导线鞭击光缆。其次，要根据电场强度合理的选择光缆外护套材料，当空间电势小于12kV时，采用黑色高密度聚乙烯外护套。当空间电势在12～25kV时，则可采用黑色高密度抗电痕外护套。在污染较为严重的地区，应对光缆进行特殊处理，减少表面污层形成。
结语
综上所述，光纤的种类不同在电力通信中的具体应用方面也各不相同，并在随着光纤技术的不断发展提升，越来越多的光纤新技术得到了全面的应用，通过文中提及的三个光纤新技术的应用，能看出新一代的光纤技术在满足新时期下的电力通信要求的同时，也能够帮助通信运营商更好的提供同通信服务，并且推动智能电网的建设逐渐完善。
参考文献：
[1]向永.光纤技术发展及其在电力通信中的应用[J].中国新技术新产品，2016（24）：14-15.
[2]刘巍.光纤技术发展及其在电力通信中的应用[J].通讯世界，2017（11）：157-158.
论文作者:杨炳勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
标签：光纤论文; 地线论文; 光缆论文; 护套论文; 介质论文; 电力论文; 通信系统论文; 《防护工程》2018年第33期论文;