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摘要:永安电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,光纤通信已经成为永安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。光纤通信在永安电网通信中的应用最初是沿用电信部门传统的地埋、管道、架空等方法敷设普通光缆,随着技术的进步,一些有别于传统光缆的附加于电力线和加挂于电力杆塔上的光电复合式光缆被开发出来,这些光缆被统称为电力 特种 光缆。电力系统光纤通信与其它光纤通信系统最大区别之一就是通信光缆的特别性。电力特种光缆受外力破坏的可能性小,可靠性高,虽然其本身造价相对较高,但施工建设成本较低。因此,如何充分利用电力系统这一得天独厚的网络资源,是长期以来人们潜心研究的一个重要课题。
关键词:永安电网;光纤通信
一、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,在永安电网中应用较多的电力特种光缆主要是 OPGW以及少量的MASS(金属自承光缆)、ADSS(全介质自承光缆)。
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。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。
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。
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。
二、永安电网的光纤通信概况
OPGW光缆的运用情况:
永安电网主要在220KV、110KV电压等级线路上使用(具体情况见附图1),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。以下是永安电力通信网中OPGW光缆的具体使用明细表:
三、结束语
永安电网在不断的发展,人类对客观事物的认识在发展,技术在不断进步,材料也在日益更新,以及未来智能电网对电力通信网提出了更高的要求。作为电力系统通信中不可或缺的 光缆技术,也在不断发展和完善,新的光缆结构也不断出现在我们的面前;我们相信,光纤通信会有着更加辉煌的明天,在永安电网的电力通信系统中将继续发挥着不可替代的重要作用。
参考文献:
[1]张明德,孙小函.光纤通信原理与系统(第2版)[M].北京:中国水利水电出版社,2001.
[2]DL/T 832-2003.光纤复合架空地线[S].2003.
[3]胡先志.光缆及工程应用[M].北京:人民邮电出版出版社,1998.
论文作者:陈银凤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/2/3
标签:光缆论文; 永安论文; 地线论文; 光纤论文; 承光论文; 光纤通信论文; 电网论文; 《基层建设》2017年第31期论文;