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摘要：本文首先介绍了智能变电站光缆的分类以及连接方式，其次介绍了光缆敷设应注意的事项，介绍了GSN软件技术在光缆敷设中的应用，最后从室内和室外两个方面进行了敷设研究，旨在为相关工作人员提供参考。
关键词：智能变电站；光缆选型；光缆敷设
随着我国智能变电站建设步伐不断加快，光缆在变电站中的使用越来越多。传统的光配单元通常针对通信专业定制，适用于光缆较少的场合，而智能变电站电气专业使用的光缆数量较多，且往往对可靠性要求极高，因此有必要制定适合于智能变电站电气专业的光缆选型及敷设措施，以提高智能变电站运行的可靠性。
1 智能变电站光缆的分类及连接方式
1.1 分类
电力学科将光缆定义为以光纤为传输元件的缆，一般含有加强元件及必要的护套。光纤按光传输模式分：多模光纤和单模光纤。
多模光纤的芯较粗，芯径为50μm或62. 5μm，可传多种模式的光。由于多模光纤模间色散随距离的增加会更加严重，因此多模光纤传输的距离较近，一般不超过2 km，而且多模光纤抗干扰性强，对光源的谱宽和稳定性要求较低，造价便宜，因此使用率高。
单模光纤的中心玻璃芯很细，芯径一般为9μm或10μm，只能传1种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。由于变电站内光纤通信距离较短，均不会超过500m，多模光纤足以满足要求；同时考虑多模光缆及其接口价格便宜，因此智能变电站除保护采用单模光纤外，其余均采用多模光纤。
1.2 连接方式
光缆的连接方式主要有应急连接、活动连接、永久性连接。
应急连接，又叫冷熔。应急连接主要是运用机械和化学的方法，将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速且可靠，连接典型衰减为0.1~0.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。所以在智能变电站中不考虑使用这种方法。
永久性光纤连接，又叫热熔。这种连接是用放电的方法将两根光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03dB/点。但连接时，需要专用设备（熔接机）和专业人员进行操作，而且连接点也需要专用容器保护起来。
活动连接是利用各种光纤连接器件（插头和插座），将站点与站点或站点与光缆连接起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。其典型衰减为1dB/接头。目前活动连接方式中使用最多、技术最成熟的为ODC光缆组件方式。采用ODC光缆组件方式可节省施工周期、提高施工效率、节约维护成本，比采用现场熔接方式具有更明显的优势。
2 智能变电站光缆敷设应注意的事项
首先，敷设光缆前，需要与光缆清册校对，按照设计要求规格光缆进行敷设。
其次，光缆的敷设方法要根据敷设地段的环境条件，为保证光缆不受损伤的原则下，因地制宜采用人工方式进行敷设。人工方式敷设时需注意拐弯处与上下楼层间应当有专人传递，确保光缆的弯曲半径在适用范围内。
第三，光缆可同其他通信光缆或电缆同沟敷设，但不能重叠或交叉，缆间的平行净距应大于10cm。
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3 GSN软件技术在光缆敷设中的应用
GSN系统是以AutoCAD为平台，基于数据库支持、设计与施工管理一体的电缆敷设设计三维软件，主要解决基础设施中的电缆敷设设计和施工问题。
在设计阶段，软件主要解决电缆桥架设计，实现电缆路径最优化设计，输出电缆长度及敷设路径信息，其创建的三维桥架模型还可用于协同设计和碰撞检查。在施工、运营中，可对电缆敷设、安装进行管理，进而帮助用户提高设计效率，保证设计质量，节约施工设计以及运营维护中的时间和成本。
GSN软件在智能变电站敷设工程中的应用分为6个步骤：
（1）将变电站各层平面读入后，设定标高。
（2）将桥架和设备定义完成后，生成三维图。
（3）读取电缆起始点的逻辑信息（Excel格式），软件根据最优路径进行电缆敷设。软件采用最优算法，寻找到优化的电缆敷设路径。
（4）在电缆敷设的三维图中能够看到已经敷设的电缆的视图。
（5）根据桥架路径软件计算每根电缆的长度，该长度的裕度系数，两端接线屏高等均可设置。
（6）软件在电缆清册中输出每根电缆所经过的桥架编号信息和长度，从而为施工提供了更完整的电缆敷设信息，包括长度和路径。
4 光缆敷设
4.1 室外光缆敷设
在智能变电站220kV配电区域、110kV配电区域要采用高强铝金属槽盒而不是电缆沟。在高强铝金属槽盒中进行光缆敷设是在一个平面内进行施工，而传统的电缆沟是在纵向空间进行光缆敷设。相比纵向的光缆敷设，在一个平面内进行光缆敷设更容易使光缆打乱，而高强铝金属槽盒在整个站的位置非常明显，若有扰乱将会严重影响光缆敷设的整体工艺，如果扰乱非常严重将会使光缆折断，从而对整个站后期的调试和送电工作造成巨大的影响。所以高强铝金属槽盒内的光缆施工非常的关键。
敷设前要计算好光缆的根数和槽盒的宽度之间关系，从而确定每层敷设多少根光缆。正式进行光缆敷设时，每根光缆都应采用放线架进行光缆的施放，防止光缆的“带劲”被拧断。在进行高强铝金属槽盒内光缆的敷设时，应首先由远及近沿着槽盒的最外沿向内沿进行敷设，以这样的方式所敷设的光缆不会在智能组件柜的进口处造成光缆的打搅。转弯处遵循“外外内内”的整板排列原则，并留派人把好光缆转弯和进电缆井口的弧度。在敷设时边施工边绑扎，不能等到槽盒内光缆铺满几层后再进行统一的绑扎，因为等几层铺满后槽盒内的光缆将会非常凌乱，无法进行绑扎。电子式互感器光纤熔接盒下方应浇筑电缆沟至跨马路埋管处，以便室内屏柜至电子式互感器光纤熔接箱光缆预留裕度。
4.2 室内光缆敷设
由于室内盘柜间光缆众多，因此室内电缆沟可把盘间的电缆沟开孔连通后再进行盘间短光缆的敷设，这样可以有效避免室内短光缆与室外进入室内长光缆的打搅。在进行室内光缆敷设时，先敷设距离较近盘柜的光缆，再敷设距离较远的光缆。因为距离较远光缆放在上层容易形成整板效果，并且在选择光缆的跨沟点时应尽量选在有“过渡桥架”处。进盘柜处的光缆应统一的绑扎成半径相近的圆圈后再进入盘柜，以便整体工艺的美观。
5 结语
综上所述，变电站建设中智能化的发展趋势逐渐显现出来。光缆可分为多模光纤和单模光纤两种，智能变电站除保护采用单模光纤外，其余均采用多模光纤。光缆的连接方式主要有应急连接、活动连接、永久性连接三种。本文还介绍了光缆敷设时要注意的事项，介绍了GSN软件技术在光缆敷设中的应用，从室外和室内两方面进行了敷设研究，希望为以后的光缆敷设工程提供一些经验。
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论文作者:张仁康
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
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