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【关键词】光缆诵信 防雷 设计与安装
一、光缆通信
光缆通信在我们的生活中无处不在,它已深深地融人了我们生活的每一个角落。光缆通信的方式是通过光波导来来进行信息的输出和输入的。其中信息是光信号而不是传统的微波或电信号。在进行信息传输的时候,信息的调控是通过光源和调制器来解决的。信息的加载是由调制器在调节电信号作用下光源发出的光的光信号来达到信息的加载通过波导把加载的信息进行传导,传导中的光信号因为全反射而被拘束在波导里面,从而形成了信息的长距离传导。信息到达目地,并通过解调器将光信息转变为电信息等被使用者使用在各个领域。光缆通信其主要的特点是:传输的频带宽,通信的容量大,通信的质量高,应用的范围广,并且抗干扰的能力强,由于距离的长短,导致了我们在选择通信路线的不同,在短距离的通信方面聚合物光纤已受到了广泛的关注,在长距离的通信方面选用石英光纤维。
光缆通信的目标是建立全光的网络。即摈弃那些电光转换的一系列不必要的步骤,从而提高通信速度。光缆通信和电通信有着明显的差异,其主要的差异有以下两点:一、已光频为载频传导信号,二、以光缆为传输的线路。这两点的的差异主要取决于光缆通信的主要特点。
光缆通信的科技技术的进步可以由两个方面来解释说明:1)通信线路系统中所用的光缆;2)特种的光纤。在光缆通信的最早期,光缆的传输口仅仅只有3个。但是近几年由于科技的研发,使其相继拥有第四窗口、第五窗口及S波段窗口等。其中无水峰全波窗口是科技研发中最有价值的。这些窗口的开发成功,拥有了巨大意义,这在于在1280nm到1625nm之间的广阔光频范围之内,都可以实现消耗低,色散传输低,可以使传输容量达到数以百倍、千倍甚至万倍的无限增长。
二、防雷
一般就光缆而言,其实可以不考虑安装防雷设施等,但是作为通信工具而言,防雷措施的安装是必须的。电缆在作为通信线路的使用过程中会经过高空或者埋在地下的施工方式,在这时,电缆就要经受各种不同程度的冲击、拉伸、挤压、扭曲或者不同温度的各种环境的应用。在此同时制作光缆时增加的金属等芯线等制作也给电缆作为通信线路带来了一定程度的坏处。
通过实践,我们发现雷电会对电缆造成不同程度的损害。电缆别损害的主要原因有两个。一,雷电对光缆的金属保护层发生直接的作用,导致光缆遭到损害,这种情况一般都是光缆处于架空的状态。二,雷电击中光缆周围的金属附件,使雷电对地面放电形成电流,促使电流在光缆附近大大的流过,造成土壤中产生大量的热能,形成巨大的冲击力,对光缆造成变形或损坏,这种情况一般都是光缆处于地埋的状态下造成的。
由于通信技术的快速发展,越来越多的金属线缆将被光缆代替,特别是光缆将成为通信线路的主流。因此,光缆的防雷措施将必不可缺,而且至关重要,我们一定不可掉以轻心。将理论和实践结合起来,由此可得出,根据光缆自身所带的特点采取相应的措施,将可以事半功倍。
三、安装和设计
在安装光缆的时候,我们将要考虑全面一点。不同的地域会导致同样的材料和同样的安装过程,但是出现的结果会不一样。在雷电比较多的地区,我们选择的光缆应该是具有高度绝缘的,防雷性质较好的,如多金属护套的光缆。虽然多金属护套的光缆在防雷设施上比不上无金属光缆,但是无金属光缆却没有得到广泛运用,其原因是无金属光缆的芯线是高强度尼龙线,可以防电,但是它的防虫,抗拉,防潮性较差。
我们不仅在选材上要注重防雷措施,在安装的时候我们也可以采用金属护套接地的方式。即将要埋在地里的光缆的金属护套接地,让金属护套连在一起并且形成多点接地的模式,可以有助于防雷。其次在每段光缆终端还可以将光缆金属护套直接或间接通过避雷器与地相接。
关键词:结构;特点;措施;防雷技术;光缆
Abstract :With the rapid development of social economy and science and technology, more and more city in the use ofoptical fiber communication a lot, however, many rural areasof lightning activities are frequent in recent years, fiber optic cable and optical communication equipment from lightninghappens, the communication equipment caused great harm,often resulting in communication interrupt. Therefore, more attention should be paid to the lightning protection of optical fiber communication systems. Only by scientific protection measures, in order to minimize or avoid the optical communication equipment from lightning. This paper mainly introduces the influence of lightning on optical cablecommunication cable communication, and puts forwardmeasures for lightning protection.
Key : Structure; Characteristics; Measures; Lightning protection technology; Cable
中图分类号:TU856 文献标识码:A 文章编号:
引言
在微波通信、卫星通信、光纤通信三大传输手段中,由于光纤通信具有传输频带宽,通信容量大,而且不受环境的电磁干扰,因此光纤通信成为了当今通信传输最重要的手段之一。而含金属构件光缆与电缆一样,也会遭受雷电的侵害。但光缆遭受雷击的概率比电缆小得多,因为光中继采用当地供电,光缆线路自身的抗雷能力大约是电缆的7倍。因此容易引起人们对光缆线路防雷的松懈。但光缆也有防雷的弱点:光缆纤芯线径小,金属外护层较薄。由于光纤通信密集波分复用(DWDM)的应用,光通信容量不断增大,一旦因雷击造成光缆中断事故,查找、维修比较困难,将造成巨大的经济损失,影响通信传输。因此,应当重视光纤通信设备的防雷保护,采取积极、有效的措施,做到“防患于未然”。
1、光缆的结构
光纤介质是玻璃,直径在8~50μm。光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。为增加光缆的抗拉强度,光缆中心多以单根钢丝作为加强构件,周围紧密排列着内含多芯光纤及油膏的松套管,松套管的间隙充满阻水油膏,外包阻水包带,再包轧纹钢带铠装,外护套则采用聚乙烯塑料等。
2、雷电活动的特点
雷电的形成与环境条件有密切关系,我国各地雷电活动基本符合随纬度增加而逐渐减弱的趋势。根据调查发现,易遭雷击的地方有如下特点:①地形的突变或导电率突变的地区易遭雷击,其导电率小的地方比导电率大的地方易遭雷击;②地质构造上的断层地带,不同质岩的分界地带,岩石区的冲积层;③矿泉、沼泽地、河流岸地滩部分,地下出水口处,以及地下水沟通过的地带;④临海边、河床一面的山坡上,孤树及森林边缘;⑤地下含有导电性的矿物质较多的地区,在山区山的朝阳坡,大地导电率较大的山的山腰和山脚部分,大地导电率较小的山的山腰和山顶部分。
3、雷电对光缆通讯的影响
从光缆的结构可以发现,光缆内除了光纤还有金属加强丝和金属铠装护套,通过调查发现,雷电破坏光缆通信设备主要有3种:一是雷电直接对光缆的金属铠装护层(或金属加强钢丝)发生作用,从而造成光缆损坏,此种情况多见于光缆架空场合,也有地埋光缆被雷击的事例。如造成光缆金属构件熔化,使外护层被击穿。或使光缆塑料外护套发生针孔击穿,从而降低光缆使用寿命。二是雷电袭击光缆附近的金属件,即雷电对地放电,造成雷电流在光缆周围大地流过,致使土中产生巨大的热能,并形成一股巨大的冲击力,使光缆变形造成损坏,此种情况多见于埋地光缆场合,如造成光缆传输损耗增大乃至中断通信。三是雷电感应电压通过光缆的金属构件传到光通信收发设备端,导致这些设备被雷电过电压击穿损害,这也是常见的一种破坏形式。
4、光缆通信防雷措施
1)光缆接头处两侧金属构件实施机械连接,电气断开。进局站内光缆的金属构件,相互连通并就近人地。当雷电流进人光纤或高压线路的电场在金属构件上感应出纵向电动势,若光缆各盘间电气连通,则雷电流会在光纤中进行流通、将会使光缆非金属构件受压增大,出现绝缘击穿,甚至损坏光纤。而感应纵向电动势也会各段叠加积累,出现很高过电压,对维护人员和设备都不安全,严重时会损坏光纤。光缆中的金属构件对大地处于悬浮状态时,雷击大地所产生的“漏斗电位”区既不受其电位影响,也不对电位施加影响,彼此不会发生电弧击穿。若光缆金属构件接地,虽然有利于雷电流的及时排泄,但由于接地电阻的存在,当有雷击时雷电流将通过接地体反击到光缆金属构件回路上,若雷电流达到一定的幅值时,光纤有可能被损坏的危险。
2)易遭雷击或光缆附近有单颗大树、电杆,高耸建筑、矿泉、地下水出口处的间距不足25米时,采用消弧线保护光缆。通过埋设消弧线,降低光缆与高大物体间的电位差,当雷击大树等高大物体时,雷电流通过大树等物体向大地放电,由于有消弧线存在,大量雷电流将通过消弧线泄放人地,从而可避免因雷击发生电弧击穿对光缆造成危害。消弧线可用两根钢绞线做成,其中一根与光缆埋深相同,另一根为光缆埋深的一半,两根金属线的两端都应焊接在接地网上,地网的接地电阻小于10Ω,与光缆相距大于15米。当光缆与大树等物体相距不足5米时,消弧线难以起到防雷保护作用,应采取其它防协雷措施。
3)采用地下防雷线。地下防雷线是直埋光缆普遍采用的防雷措施,应用在直埋光缆所经过路由土壤电阻率大于100Ω.M需要保护的地段较长,采用镀锌钢绞线或甲6毫米镀锌钢筋来制作。方法是:在光缆上方距光缆30厘米处,平行敷设两条防雷线,相距40厘米。并将两端引伸到大地导电率低的地方,其敷设长度要求每处不少于2000米。也可在排流线的两端及中间每隔200米段做一次接地。
4)雷击严重地区尽可能采用无金属构件的光缆或采用加厚PE层的光缆。
5)架空光缆宜架设在有长途明线线条的下方,光缆吊线一般每隔1公里进行一次接地处理,在雷击严重的地区可架设架空防雷地线,架空防雷线应架设在光缆上方,其保护角应不大于25°。在个别雷击重点杆路,可采取避雷针装置进行防雷。
6)做好光缆的施工,保证光缆外护套层的完整无损,使金属外护套对地绝缘保持良好,可提高光缆PE护套的瞬间耐压能力,相应也提高了光缆的抗雷电的浪涌能力。
7)光缆敷设应逐步实现管道化,敷设时应采用低摩擦系数的塑料管。当光缆布放在塑料管道内时,塑料管为光缆提供了一层外加的保护,将增加光缆的耐压能力,对防雷、防机械损伤、防鼠、蛀蚀都有好处。
电力系统的通信系统具有业务量大、可靠性要求高等特点,在对电力系统的光纤通信网络进行建造的过程里,要对电力通信本身的要求以及具体项目的优势进行综合考虑,然后再进行建设。在电力通信系统主要有三种专门使用的光缆,即:架空地线复合光缆、金属自撑式架空光缆和无金属自撑式光缆。
1.1架空地线复合光缆
架空地线复合光缆由外层的铝线、中间钢芯以及被包含在中间层钢芯内部的光导纤维三层构成。根据具体架空地线复合光缆的不同结构类型我们可以将架空地线复合光缆分为三类,即层绞式、骨架式、中心束管式。架空地线复合光缆具有包括普通地线功能和通信光缆功能在内的双重功能,其主要的特点包括:通信容量大,抗强电干扰力强,导电新能好,机械强度高,不易被外力破坏,安全性较高。当前,架空地线复合光缆在110kV的线路中运用普遍,在建设电力输电线路的同时也可以进行架空地线复合光缆通信通道的建设。架空地线复合光缆传输短路电流的部分由铝合金、纯铝丝等低强度的金属保护材料组成,因此在设计时要根据负荷量的大小进行合理设计。要选择有双层保护套的塑料管护套来对紫外线进行防护,从而对架空地线复合光缆进行保护。在更换线路地线时,要在保留其原有性能的基础上选择性能相当的光缆,从而确保架空地线复合光缆与现存的相导线距离合理安全,更换后电力系统也能安全运行。
1.2金属自撑式架空光缆
金属自撑式架空光缆的结构相对复杂,是在高模量的塑料做成的内填充防水化合物套管中套入单模光纤或者多模光纤,在光缆芯部还有中心金属加强芯,一些金属加强芯的还会包裹一层聚乙烯。金属自撑式架空光缆的松套管具有较好的耐水解性以及温度特性,存在于管内的油膏可以保护光纤,而且光纤的余长能被控制,从而确保光缆的抗拉性能良好。除此之外,金属自撑式架空光缆外部有十分光滑的护套,可以减少在安装过程中对光缆的摩擦,而且这种护套也可以防护紫外线。使用金属自撑式架空光缆时可以通过在松套管内填充特种防水化合物或者对缆芯进行完全填充来确保光缆的防水性能。
1.3无金属自承式架空光缆
无金属自承式架空光缆抗拉强度大,最大跨距可以超过一千米,属于无金属材料。其主要抗张元件是具有重量轻、有防弹能力、强度大并且具有负膨胀系数的芳纶纤维。芳纶纤维是利用松套层绞的填充方式进行套装的,整体抗电腐蚀能力非常强。无金属自承式架空光缆具有很强的优越性,绝缘性能好,抗电腐蚀性高,抗冲击性能好,防弹性好,可以和200kV甚至200kV以上的高压线路同塔建设并且施工维护的时候不需要电电,非常方便。但是,无金属自承式架空光缆也有一些无法避免的短处。比如干带电荷的放电现象,当光缆出现污层,不均匀的电场就会导致漏电现象,光缆的表层会被放电灼伤,甚至可能会导致光缆损坏。
2结束语
关键词 电力通信;光传输;网络特点;优化分析
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)108-0205-02
0引言
随着科学技术的不断发展,电力部门进入了活跃期,人们对于电力通信的依赖性越来越强。在原来思念一个人就去找他,现在思念一个人就打电话;在原来对于朋友的突然造访,会感到惊喜,现在如果一个朋友突然造访很多人会觉得措手不及。这就是电力通信技术的发展给人们的生活带来的变化。在电力通信事业发展之初,电话还是寥寥无几,要给远方的亲人打电话,往往要先拍张电报约定好时间,再去邮电局取号,过程之麻烦可想而知。通信技术发展到现在,人们随时随地可以与亲人通电话报平安。当然人们现在对于电力通信的要求不单单是这一方面,随着高速化网络时代的到来,人们的工作生活都已经进入了网络化。网络办公娱乐已经成为人们日常生活的一部分,在快节奏的今天更加需要快速的网络服务来满足工作生活要求。
1电力通信光传输网络的组成及特点
光传输网络是电力通信网络的重要部分,它是以光导纤维为传输介质,光波为载体的传输网络。光传输具有很多优点,比如它对通信的容量非常大,在传输过程中损耗非常低,对环境具有很好的兼容性。同时也不可避免的存在功能低的特点,并没有充分发挥光传输的最大效益,因此必须对电力通信光传输网络进行优化,使光传输网络发挥最大的效益。
2电力通信光传输网络的组成
电力通信光传输网络主要由三部分组成即信号源端的信号发射机、传输介质光纤以及信号终端的信号接收机。如果传输距离比较远,那么仅仅有以上三部分并不能够保证信号的传输,还需要将数字传输系统插入线路中[1]。主要组成及传输路径为:电发射端机将接受到的用户信号传输到TX,由TX经光缆、允中送器、光缆输送到RX,再由RX将信号传输至电接收端机,最终电接收端机将接受到的信号发送到另一用户完成整个传输过程。
2.1电力通信光传输网络的特点
2.1.1抗干扰能力强
光纤是电力通信光传输网络的介质,它的主要原料是石英。石英是一种良好的非导电性材料,石英的非导电性特点保证了电力通信光传输网络免受电磁的干扰。为了保证电力通信系统的良好运行可以将光传输网络与电力光缆组成复合光缆。
2.1.2通信容量大
电力通信光传输网络的介质光纤与其他传输介质所传输的信号相比,宽带更大、频带更宽。加之光传输网络所采用的传输技术使得对于信号具有更大的传输容量。
2.1.3保密性好
原始的信号传输是通过电磁波的形式传输的,在传输的过程中容易发生泄漏从而导致串扰窃听事件。光纤传输是将信号以光波的形式传输,在传输过程中光导纤维能够限制光信号的外泄,即使有光信号的外泄,光导纤维的环绕性包裹也会使外泄的光波很微弱,无法进行监听,从而保证用户隐私。
2对于电力通信光传输网络进行优化的必要性
在以光传输为主要内容的电力通信系统中,不仅传输容量增大,传输的抗干扰能力也大大增强并且对于信号的保密性能好,不易发生信号泄漏及窃听事件。但对于光传输的运用并不完全,并没有发挥出光传输的最大效益[2],因此电力通信光传输网络进行优化是非常必要的,即是满足人们电信生活的需求,也是满足社会经济效益的需求。
3对于电力通信光传输网络进行优化的方案
3.1对光缆线路进行优化即运用统一型号的光缆
在目前的光缆市场中,要想采购整个光运输途径中的统一型号光缆非常困难,但运用统一型号光缆是电力通信光传输网络发展的必走之路[3]。不同型号的光缆对于光波的容纳能力不同,对于光波的传输速度不同,同时在传输过程中发生的损耗也有一定的差异,因此为了保证光传输过程中信号的稳定性以及保证传输速度,必须购买同一型号的光缆。现在人们越来越要求速度,网络已经进入了4G化时代,一部高清电影的下载只需要1分钟30秒,如此快的信号传输速度对于光缆的要求必然是非常高的,原始的光缆线路已经越来越无法适应网络发展对于信号传输的要求。光缆就如同公路,信号就是行驶在公路上的车辆,汽车的产生促进了高速公路的修建,高速公路的建立保证了汽车行驶功能的充分发挥。
3.1.1变电站优化
随着网络集控方式的发展,电力通信管传输网络的优化过程,需要将220kV变电站改为110kV变电站[4]。这种改变会使电力通信光传输网络的升级和组网变的更加容易,大大提高了信号的传输量,同时节约了升级成本。
3.1.2对信号接收层进行优化
电力通信光传输网络的根本点是信号接入层,由信号发射机接收用户的传输信号及由信号接收机接收光缆传输的信号。按整个传输网络的走向采取从头至尾的优化方案,最开始的优化点位信号发射机、最终结束于信号接收机将信号传输至另一用户。信号发射机与信号接收机都具有信号接收与运输的功能,用户将信号传输给信号发射机,发射机在将信号传输至光缆。在这个过程中必须保证信号发射机接收的用户信号准确无误,这是保证信号准确传递的根本。在购买信号发射机的过程中要综合考虑两方面的问题即成本和效果,实现成本最小化与利益最大化。一般计算利益最大化的方案是运用二元一次不等式。
4对于电力通信光传输网络优化的应用
优化后的电力通信光传输系统速度更快、信号更稳、安全性更高、对于信号的容纳能力更强。优化后的光传输网络更能够适应高速化的办公时代的要求,能够保障网络资源的平均分配。以上所提出对于电力通信光传输网络的优化成本低、效益高、管理方便灵活性大,适应目前的市场条件。
5 结论
电力通信光传输网络优化适应网络发展的需求,适应人们日常生活的需求。电力通信光传输网络优化是通信技术发展过程中的必经之路,这一优化并不是短时间内可以完成的,是一条长期发展的道路,需要有关工作人员长期探索与研究,通过长期的探索与研究一定会促进电力通信的安全性、稳定性,保证电力行业健康有序的发展。
参考文献
[1]梁健桢.探讨电力通信光传输网络优化的运用.电力技术资讯,2013,6.
[2]王剑,杨帆.浅谈电力通信光传输网络优化的分析与应用.技术应用.
关键词:电力工业;光纤通信;光纤保护
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
1 电力光纤通讯的特性
电力光纤通讯主要形式有OPGW(光纤复合架空地线)、ADSS(自承式光缆)、OPLC(光纤复合低压电缆),随高压线路架设。电力光纤和普通光纤没什么区别,主要用于电力通讯、继电保护、自动化传输等如下图1所示。
图1 电力通讯光纤
传输衰耗和色散是光纤的两大特性。继电保护用光纤对衰耗值要求较高,不同波长的光信号衰耗值不同。色散是指输入脉冲在传输过程中的展宽,产生码间干扰,增加误码率,限制通信容量及传输距离。色散包括模式色散、材料色散、波导色散。模式色散存在于多模光纤中;材料色散由于光纤材料本身的折射率随频率而变化;波导色散是由于光纤的制作工艺(几何结构、形状)的不完善而产生。综合传输衰耗和色散,可知单模光纤1310nm波段是最佳传输窗口,所以现在继电保护用光纤均使用单模光纤1310nm波段。
2电力网络用光纤
目前电力光纤网络使用的光缆主要有3种:普通非金属光缆、自承式光缆(ADSS)和架空地线复合光缆(OPGW)。架空地线复合光缆虽然造价较高,但在高电压等级及同杆双回和多回线路使用时,占线路综合造价比例较低,并可以兼作继电保护通道。架空地线复合光缆在电力光纤网络中越来越广泛的应用。
3光纤保护通道的几种方式
3.1线路保护专用光纤通道
俗称为裸纤保护,是指占用光缆中的一对纤芯,无需经过光纤通信设备的保护传输方式。其特点是共享光缆资源,为确保保护的稳定性和可靠性,两站间的距离一般在30km以内,我省目前裸纤保护最长距离约为60km,这对保护设备提出较高要求。通道组织如下图1所示。
图1 线路保护专用光纤通道
3.2线路保护复用2M通道
俗称为2M保护,是指占用由光纤通信传输设备(SDH,光端机)提供的一对2M通道的保护传输方式,其特点是共享光纤通信设备资源,对光纤通道的依赖性强,要求通道不中断、误码率低。
3.3线路保护复用64k通道
俗称为PCM保护,是指占用由光纤通信接入设备提供的一个64k通道的保护传输方式,其特点是共享光纤通信接入设备资源,对PCM接入设备的依赖性强,要求设备运行稳定、不中断。在同一变电站内,为便于维护,保护用PCM一般与通信用PCM同规格型号,依据使用的要求不同,具体配置不同,但要作醒目标识(红色标识,注明复用保护),以便于区别。
4通道双重化问题
(1)光纤保护通道与高频保护通道配合使用。一般一种保护通道采用2M通道或光纤通道,另一种保护通道采用高频通道。目前此种通道方式,在某些光纤通信电路不很完善的地区,新建变电站仍有使用。
(2)光纤保护通道。一般一种保护通道采用2M通道,另一种保护通道采用专用光纤通道;或两种保护通道均采用2M通道。目前随着光纤通信电路的完善,此种通道方式已被越来越广泛的使用。同一光缆的不同纤芯能否构成通道的双重化需要根据光缆的型式来确定。对于普通光缆和ADSS光缆,由于其可靠性较差,同一光缆内的光芯不同不能视为通道双重化,只能通过光缆的双重化达到通道双重化的要求。对于OPGW光缆,由于其具有较高的可靠性,在目前光纤网络未能形成环网的现状下,同一光缆纤芯的不同可视为通道双重化;当形成了光纤网络环网后,OPGW光缆也应实现两条路由的双重化,能在一条光缆损坏后通过另一个路由正常运行。
5光纤保护应用中存在的问题
(1)光纤熔接质量不高,导致光纤的衰耗指标不稳定,光纤活接头或光纤尾纤连接器积灰造成通道衰耗增加影响光纤保护的正常运行,进而引起保护装置通道告警,造成光纤保护退出运行。需满足衰耗元素:
1.光纤衰耗:0.3dB/km(单模)
2.接头衰耗1dB/点
3.熔接衰耗0.3dB/点
连接衰减包括熔接衰减接头衰减,熔接衰减与熔接手段和人员的素质有关,一般热熔为0.01~0.3dB/点;冷熔0.1~0.3dB/点;接头衰减与接头的质量有很大关系,一般为1dB/点。系统衰减余量一般不少于6dB。
(2)在工程设计中,对于具备光纤通信网络的厂站端,应优先采用光纤传输方式作为保护信息的通道,高频载波通道则是可选择的另一种保护信号传输主通道或备用通道。对于线路的两个站端之间架设有光缆,应至少为每回线路保护提供4芯光纤芯作为保护专用通道;线路的两个站端具备光纤通信网络,应至少为每条线路保护提供两个复用通道接口(64k或2M);对于光纤通道和载波通道混合使用的方式,要求线路开通B相高频载波通道。解口线路同时相接随架空线路光缆时,应在解口点以两条独立的光缆形式连接,而不应以一条光缆在解口点熔接。
(3)在使用中,光纤电流差动保护装置应设置光接口,使用专用光纤芯时,则保护装置光接口直接与专用光纤芯相连,采用复用接口时,保护装置的光接口通过光电信号调制设备与通信终端相连;光纤纵联方向、纵联距离零序保护则应通过保护信号复用接口装置,将保护开关量命令转换成光信号,使用专用光纤芯时,纵联保护通过保护信号复用接口装置直接与专用光纤芯相连,采用复用接口时,纵联保护通过保护信号复用接口装置转换成光信号,再通过光电信号调制设备与通信终端相连。可能使用的高频收发信机应和纵联距离零序保护及保护信号复用接口装置同一组屏,以方便二次回路的切换。保护采用光纤复用接口时,应设置光电信号调制设备,不同线路保护用的光电信号调制设备可共同组屏,但电源和接口必须清晰,并相互独立。光电信号调制设备屏应放置通信机房,并尽可能接近光端机,与光端机的DDF数字配线架(2Mb/s接口)或VDF音频配线架(64kb/s同相接口)相连。光电信号调制设备电源可与通信设备用电源保持一致。
(4)保护应用光纤通道的要求
①保护采用专用光纤通道方式时,保护可选用单模光纤类型传输。
②保护采用光纤复用通道方式时,可采用2Mb/s通道或64kb/s同相通道,视通道资源情况优先选用2Mb/s通道。
③保护复用光纤通道误码率应小于1.0E-06.
④保护复用光纤通道传输网络的中间接点数不宜超过6个,中间传输距离不宜超过2000KM,传输总时间(包括接口调制解调时间)应小于10ms所以,光纤通道具有传输容量大,抗电磁干扰能力强,运行可靠性高等特点,有着常规通信方式无可比拟的优良性能,系统保护应积极采用光纤传输方式作为保护通道。
6 结束语
电力通信的战略地位必须首先为电力生产服务,因为电力通信的物质基础是电力系统,其生存基础是特殊的保障性通信。就发展来看,通信网要统筹考虑,按照普遍服务原则,须用最新电信网技术不断更新发展。
参考文献
[关键词]光缆自动监测系统;油田通信;实际运用
中图分类号:TN929.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0379-01
光缆自动监测系统可及时监测光缆此刻的状态,并对光缆进行监测,如发现油田通信存在问题,便会及时向工作人员报告,从而提高我国油田通信的质量。同时,该系统也与卫星定位以及地理信息系统技术相结合,工作人员可通过该系统提供的资料及时定位障碍所处位置。故而,该系统成为各个企业应用的主要系统之一,成为提高油田通信质量的主要技术。
一、光缆自动监测系统特点及其功能
(一)光缆自动监测系统特点
该系统主要作用是自动测试油田光缆线路的传输是否稳定,并适时确定光缆运行状态,如监测过程中发现光缆处于非正常状态,该系统便会借助OTD测试技术与以及GIS技术,自行测试光缆,并确定故障发生位置,判定此时光缆通信是否处于通、断的异常状态,并适时将可以处理的故障以及隐患消除。若系统无法对故障进行处理,则会向有关工作人员发出警报。该系统的存在既可以缩减故障发生时间,同时也可降低光缆发生故障的概率,从而大幅提高油田通信质量。加之该系统适用范围较广,所以可有效提高油田通信效率。
(二)系统功能
一旦监测系统确认光缆出现问题,系统便会向工作人员发出警告,同时自行判定光缆所处运行状态,并向相关工作人员提供关于故障的所有数据,以便工作人员对故障进行分析与处理。该系统工具有以下几种功能:第一,点名测试。系统可利用远程特定有待测试的光纤进行测试工作,并获取测试结果,借此确认光纤传输特点。第二,定期测定。工作人员可为系统设定监测周期,系统便会在工作人员指定的时间点完成测试工作,并将所测得的有关数据以及分析结果存储于数据库当中,按照所测得的结果执行对应的工作,了解线路的变化状态。第三,故障报警能力。系统借助光功率收集或是其他报警信息收集技术,获取光缆线路发出的报警信息。收到信息之后,系统便会自行对光缆进行测试,并对测试结果进行分析,告知相关工作人员。第四,光功率警告。系统可及时监测油田通信过程中,线路的损耗情况。借此了解线路当中存在的隐患,以免线路之后出故障。
二、光缆自动监测系统具体运用
(一)监控中心
油田监控中心的工作是收集系统测试的数据,并对数据进行处理。该工作环节主要依赖Ethemet以及LAN等网络技术完成。该中心同MC监控中心以及MS监测站相连接,使得油田通信变为可能。监控中心内含有如下多种设备组成:控制设备、大面积显示屏、网络适配器以及GIS服务器等。其中,控制设备指服务器、工作站等设备。监控中心主要工作是对各个监测站进行控制。
除对监测站进行控制之外,监控中心还需构建、管理以及维护一个数据库。该数据库内所存储的信息以光缆管理信息以及其余监测站信息为主,同时还要储存之前全部的历史数据,便于有关工作人员对光纤质量的分析与评估。施工人员需注意,应结合油田通信的实际需求为监控中心设立多个通信结构,以便监测站以及上级与下级监测中心之间可以在网络结构存在差异的状态下交流自身所获取的数据。不仅如此,工作人员还需建立一个适用于监控中心同监测站之间以及各个监控中心之间的通信协议,从而使数据得到增强。如监控中心为油田通信工作人员供应某一个图形用户接口。工作人员利用这一接口,便可对光纤进行测验、对远程设备进行控制、浏览数据库以及分析所获取的曲线数据。不仅如此,监控中心也能确定光纤或是光缆发生故障的地理位置,并在第一时间内将所确定的位置向工作人员报告,使得有关工作人员可以在短时间内前往故障发生位置维修光纤以及光缆。监控中心的服务器与地区局内的客户端向连接,不仅可以令监控中心具备极为强大的功能,同时也便于管理人员对油田通信工作实施管理以及操控,成为油田监控中心较为理想的设计方案。除此以外,企业在应用光缆监测系统过程中,需按照共用原则分布纤芯,不得占有其余纤芯的资源。
(二)监测站
监测站是光缆监测工作的执行部分,是光缆自动监测系统的重要组成部分。该设备主要对光缆线路进行远程自动监测工作,时刻监测光纤以及光缆的损耗情况。监测站共由以下几类设备组成:网络适配器、OTDR模块、路由器、程控光开关设备、波分复用设备、MODEM、含有OTDR的方针应用报警监测模块以及控制模块等。监控系统当中,线路的监测工作可分为以下两种:在线监测状态以及离线监测状态。针对干线与传输系统的监测工作而言,应使用在线监测进行管理。而针对干线备纤,应使用离线监测践行管理。如此一来,便可令各个监测站及时按照远程监控中心或是本地下达的命令进行工作。此外,企业需定期对监测站本身进行监测与维护,确保监测站处于对电路以及光纤正常监控的状态,以免监测站发生误报或是发现异常数据而未提前预报的现象,进而影响油田通信质量,也令油田企业承受一定经济损失。
结束语:
随着油田行业以及网络信息技术的不断发展,企业对油田通信质量有了更高的要求,需要油田通信更为稳定、安全。光缆自动监测系统能及时发现光缆光纤中发生的故障,并定位故障位置,向工作人员发出警告,使得工作人员维修工作的开展更为便捷,也提高了油田通信的整体质量。为此,各企业应熟练应用这一技术,以保证自身油田通信的质量,提高自身经济效益。
参考文献:
[1] 盛昀瑶,吴红亚,邓亨建等.光缆自动监测系统在油田通信中的应用[J].油气田地面工程,2014,09:67-68.
关键词:电力通信;光缆;运行维护
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
对电网发展来说,电力通信发挥着极其重要的作用。电力光缆上承载了大量的电网数据,包括电力系统继电保护、安稳、远动数据、计量、图像监控、办公OA网络、语音等业务的传输都需要用到电力光缆通信。保障电力通信光缆的可靠安全运行越发重要。但目前许多电力通信光缆总是因为外界原因不能正常运行,电力通信光缆故障防范的重要一点就是外力破坏防范。一般电力通信光缆所发生的故障有:光缆自身质量不佳、施工不当、外部环境不合理以及外单位野蛮施工破坏等人为因素。除此之外还有雷击、电腐蚀、强电流等自然破坏因素。
1、电力通信光缆运行维护的重要性
对电力通信光缆运行进行维护,划分不同的维护界面,能够明确巡视光缆和运行事故处理的主要负责人和负责单位,增强维护人员的责任心,为电力通信光缆运行维护工作提供可靠的依据,确保光缆维护工作到位。同时,电力通信光缆运行维护提高了电力营业厅中信息系统的安全性和稳定性。企业光缆主干形成坚强的拓扑环网结构,即使其中一处被破坏也不会中断信息传输。营业厅通常与附件的变电站形成链式连接,电力通信光缆多建设在10kV及以下电压等级的线路上,无法保证其可靠性。对通信光缆运行的维护,能够减少光缆线路受外力破坏的几率,降低光缆脱落、挂钩等故障发现的频率,有效提高了电力通信光缆的运行水平。
2、电力通信光缆故障处理原则
当电缆发生故障时,应当及时查找故障部位及原因,以尽可能缩短检修时间、节省检修成本。电力通信光缆故障处理的原则有:
2.1、对于出现的通信中断、光缆拉伤或刮伤、线路损坏、线路断裂等严重事故或故障,线路检修部门应当与通信专业人员及时赶赴现场进行抢修处理;
2.2、光缆线路的抢修应当坚持“先抢通、后修复”、“先主干、后分支”的原则在尽可能短的时间内完成光缆的修复使用;
2.3、500kV以上的通信光缆经常选用OPGW光缆,然而其经常出现接地不可靠的问题,如某500kV变电站在龙门架处发现与瓷瓶连接的OPGW光缆有发热发亮的问题,检查发现时未作接地,线路感应起电而造成连接点的高温发热。对于OPGW光缆应当运用与架空地线一样的接地方法进行接地,尤其在变电站部位,应当在门型架构的下部与上部分别接地。
2.4、在不妨碍通信光缆继续工作的条件下,专业通信人员与检修部门和输电部门要共同配合处理的故障问题有:需重新更新余缆的捆绑;出现安全距离不够时需要增加光缆对建筑物、重要设施及地面的安全距离;修改不符合设计要求的异常线路问题;需要更换或增加出现破损的光纤挂钩;诊断故障原因并清理影响光缆安全工作的杂物;
2.5、ADSS光缆外护套的电腐蚀问题经常导致断缆、短纤等故障,电腐蚀问题与光缆的施工、结构设计、质量、挂点设计等相关。在电腐蚀问题处理时可以在容易发生电腐蚀的ADSS光缆部位涂抹防腐材料或缠绕特种耐电腐蚀修补胶带,如ADSS光缆出现故障,应当对一个耐张段内的螺旋减震器、耐张、光缆、悬垂金具等进行更换,对于没有出现损伤的部件可以继续利用。
3、电力通信光缆运行维护相关措施分析
3.1、光缆维护中的日常检测方法
在电力通信光缆的日常维护中,比较常用的检测方法有后向散射法和插入法两种。另外还有一种剪断法,虽然该种方法具有良好的测试精度且仪器设备操作简单,但其会造成电缆破坏,影响光缆运行,因此不对此种方法深入讨论。
3.1.1、后向散射法测试,其主要原理为:通常光纤散射光的强弱能够对光纤不同长度部位的不同点衰减大小进行反映,利用此种特点可以检测反向传输至输入端的背向菲涅尔反射光功率和散射光功率,然后根据检测结果对光纤的损耗系数进行分析计算,从而确定光纤断点的具置。
3.1.2、插入法,其主要工作原理为:使用光功率计和稳定光源测量计算光纤的衰减大小,在测量过程中应当保证被测光纤的工作波长应当与所用仪器的波长相同。
3.2、加强对电力通信光缆维护人员的培训
首先,要加强对维护人员的培训和安全教育,坚持持证上岗的基本原则,提高维护人员的专业素养;其次,定期对电力通信光缆运行的相关工作人员进行业务培训,使他们充分了解光缆运行的基本原理,熟练掌握设备使用的专业知识和规范,能够全面系统地掌握电力通信的相关知识体系;再次,要保证工作人员严格按照要求进行设备操作,建立完善的工作责任制和合理的奖惩机制,一旦发现问题明确责任人,并对其给予相应处罚,通过强制性措施规范维护人员的工作,做到防患于未然。此外,由于光缆容易受到外力破坏,所以需要配置专人对重点位置进行监督管理,提高维修人员的专业技术水平,提高他们的应急处理能力,定期开展事故演练,加强对备用光纤的管理,做到及时抢通。
3.3、优化电力通信光缆运行维护的检测方法
在实际维护工作中,需要定期对电力通信光缆进行检测。目前,常见的检测方法包括插入法、剪断法、后向散射法。剪断法所用的设备操作简便,具有较高的检测精度,但是其检测过程会对光缆造成损害,所以并不常用。其中插入法指的是利用稳定光源,对光功率进行测量,计算出光纤的衰减变化,其所用设备利用的波长等于被测光纤的工作波长。后向散射法是基于散射光强弱程度对光纤不同长度位置上的衰减大小的反映,对反向传输至输入端口的背向散射光进行检测,通过菲涅尔反射光功率计算光纤的损耗系数,从而判断光纤出现断点的位置。
3.4、加强通信光缆的安全防护宣传
为了防止光缆外力遭到破坏,尽量早发现、早解决。重点地段必须进行迁移、警示、套管或者请专人看守等方案。在通信光缆容易遭到外力破坏的地区,必须设置警示标牌,同时加强巡视;在光缆和电力线路接口处要进行绝缘保护;除此之外,还要积极主动和当地相关部门汇报通信设施的运行情况,建立健全常态联系制度,取得相关部门的大力支持,也可通过媒体广播等向群众宣传通信设施的安全防护知识。
3.5、严把光缆质量关
目前,国内还没有建立专门检测和监督ADSS光缆质量的机构,因此,一些ADSS光缆存在较为严重的质量隐患,在施工前很难对其进行检测确认,而这些隐患很有可能引发质量事故。因此,应慎重选择出现过质量问题或者是售后服务不合格的厂家,严格把关光纤配线系统的质量问题。重视光缆施工的验收工作,坚持按照严格标准,规范实行。4.5提高运维管理水平对于电力工作人员必须保证其在工作之前要有必要的培训,确保“持证上岗、无证下岗”的基本原则,只有这样才能从根本上提升电力通信光缆维护人员的整体素质。所有电力通信光缆工作人员必须进行定期的业务培训,培训包括新型设备的运用和专业知识的学习。主要从原理上对工作人员进行培训,使其对电力通信光缆进行全面系统的了解和认识。
3.6、加强故障检测工作
在电力通信光缆运行维护和故障检测工作中,经常采用插入法、后向散射法以及剪断法。相较于前2种方法,剪断法所采用的设备较简易,精准度也较高,但其在检测过程中产生的损害较大,有伤光缆材料。因而,笔者建议,在条件允许的情况下要尽量采用插入法和后向散射法。
4、结语
做好光缆的运行维护,保障光缆的安全,是电力通信运维人员的重要职责。为了能够做好光缆的运维,运维人员首先要了解光缆发生故障的原因,然后有针对性地采取相应措施。
参考文献
[1]梁芝贤,张晓东,魏明海.电力通信光缆运行维护及外力破坏防范措施[J].电力系统通信,2011,06:67-72.
[2]王琴,梅雪,沈晗阳.电力通信光缆的运行及维护探讨[J].信息通信,2014,06:186.
【关键词】 通信光缆 应对措施 OPPC光缆
一、淮安供电公司通信光缆现状及存在问题
1、通信光缆现状
截止2013 年底,淮安供电公司维护和管理着通信光缆线路共5262km,其中OPGW光缆1225km,ADSS光缆1419km,普通光缆2618km。
2、存在问题
(1)变电所的布点密度上相对较低,尤其是广大的乡镇地区,而这些地区存在大量的乡镇供电所,其电话、MIS系统及视频会议系统等信息业务需要可靠的光缆传输通道,目前乡镇供电所的光缆大量采用普通光缆,运行年限长,敷设光缆的电力线路本身通道条件也比较恶劣,光缆对地距离裕度不大,导致频繁遭自然及外力破坏。这部分光缆线路对乡镇供电所的通信网信息可靠传输构成了极大威胁。(2)随着城市化、小城镇建设步伐加快,有限的电力线路通道资源成了各方争夺的焦点,主要依附电力线路敷设的光缆线路同样面临着通道资源紧张的现状,导致一些重要的传输通道不得不迂回建设,甚至缓建。(3)近几年来,随着“大二次整合”及智能电网建设的试点和推广,传统的电力系统通信概念及其与电网二次系统的专业分界点均发生了很大变化,就变电站内而言,目前属于通信专业的屏柜只有传输设备柜及综合配线柜两部分,110kV及以下变电站采用VIP网络电话,原有的PCM不再使用。应该说,这种现状是电力系统技术发展的必然结果,也是提升电网专业管理、运行维护水平的必然要求。(4)在新技术应用上,需要做一些大胆的探索。在条件适宜的工程中进行OPPC光缆的试应用,缓解光缆线路面临的通道资源紧张的矛盾。
二、应对措施
基于通信光缆在电力通信网中的重要作用,我们不但在主观认识上要给予足够的重视,更要在制度建设的细节上予以关注,避免专业管理上的盲区,特别是在当前“三集五大”提升过程中,要努力从制度设计上促进各专业,各部门之间紧密配合。同时,针对上述问题,还需要重点采取以下应对措施:
1、积极向上争取项目,抓住国网及省网加强农、配网建设的大好时机,尽量争取与农、配网线路同步进行乡镇供电所及地处农村变电所的光缆改造,同时结合乡镇地区新建110kV及以上变电站的配套线路建设,完善现有的乡镇供电所及农村变电所的光缆路由,使之更合理、安全、经济。
2、针对通道资源紧张的现状,在通道比较好的供电所线路上进行OPPC光缆的试应用。下面就OPPC光缆的作一些简单介绍:
(1)OPPC光缆是一种新型电力特种光缆。将传统输电导线中的一根或多根钢丝用不锈钢管光单元进行替换,使钢管光单元与(铝包)钢线、铝(合金)线共同绞合。它具有以下特点:实现传输电能与光纤通信的完美融合;充分利用输电线路走廊资源实现光通信;没有给原有线路附加额外负荷带来的隐患。良好的耐腐蚀性,可提高OPPC的使用寿命;具有良好的热稳定性,保证光通信不受影响;不存在雷击断股、短路电流过热的事故隐患。(2)OPPC光缆与“导线+ADSS”解决方案比较:10kV、35kV线路一般没有架空地线,通常在导线下架设ADSS光缆。因旧线路的对地高度,以及跨越铁路,公路,江河等自然环境的影响,需要对杆塔的高度、场强分布进行设计。但过去立杆塔没有考虑以后挂ADSS,导致ADSS对地安全距离不够,这样就会出现挂点距离偏高、造成ADSS腐蚀断裂事故的发生。OPPC光缆的应用可以解决这一矛盾。(3)选用OPPC费用构成概算比较。某35kV单回路输电线路,使用LGJ-185/45导线,架设ADSS、架设OPPC的两个方案,比较直接投资成本:
综上几点,OPPC光缆不但解决通道资源紧张的矛盾,同时相比于常用的ADSS光缆,也节约建设资金。当然它也存接续难,故障处理较常规光缆复杂的缺点。
【关键词】 铁路通信 光缆 现场维护
一、引言
铁路通信光缆承载着铁路运输调度指挥及铁路骨干环网大量信息的传输,是保障铁路运输生产安全高效的重要组成部分。
光缆线路的维护直接关系到光通信系统能否长期正常运行,做好光缆线路维护工作,可以延长光缆使用寿命,保证光缆各项技术指标符合要求。
近年来,大容量波分系统的开通使用,对光纤的技术指标提出了更高要求,增加了线路维护工作的技术难度。在此,结合济南局光缆的维护工作,对如何保证铁路通信光缆线路的安全和质量进行探讨。
二、造成光缆线路故障的原因
光纤是由玻璃纤维制成,通常其外径为125um。单模光纤的纤芯只有7-8um,多模光纤的纤芯也仅为50um,虽然光缆本身利用FBT加强芯、油膏和塑料外护套等保护光纤,使光缆具有了一定的抗外力强度。
但由于大建设时期伴随的野蛮施工、强烈的外力的冲击、加之光缆自身的原因如接头盒的开裂、进水、腐蚀和光缆自然老化等因素,特别是在进行城镇乡村建设,公路扩建,兴建水利等施工项目以及自然灾害等破坏,严重危及光缆线路的安全。
三、铁路通信网光缆现场维护
3.1通信线路维护工作范围与基本要求
3.1.1日常维护
根据区域特点定期进行光缆线路巡视和护线宣传,及时发现问题,排除故障因素,确保通信畅通;对通信线路及附属设备进行补强,保证光缆线路及附属设备的完整良好,预防故障发生。
3.1.2重点整治
重点更换不合适的接头、地线、地线断开装置;整理埋深不够、防护不善等问题;克服传输特性严重下降区段;改善线路径路不符合建筑接近限界规定的处所。增强线路抗灾抗干扰能力,巩固提高光特性指标,确保线路传输质量。
3.2 通信线路中修
通信线路中修是提高线路强度和传输特性,延长线路使用寿命的重要工作。在中修工作中必须采取强度与特性并重的原则。中修后的线路质量应符合本规则要求。
中修工作项目与内容:
(1)埋深不够光缆下落,水泥槽、钢管等防护设施补强,不安全地段光缆线路移设或防护。
(2)补充光缆标石、警示牌。
(3)手孔、人孔渗水、漏水整修。
(4)光缆衰耗不合格点处理。
(5)架空线路线杆检查整修、基础加固、地面硬化;拉线、承力索、支架、吊夹、防火夹整修、更换,紧固件加固、除锈、更换不合格紧固件。
(6)保安装置及地线补充和整修。
3.3.自然灾害预防及抢修
为保证在自然灾害及特殊情况下满足通信需求,减轻灾害影响,通信(电务)段应事前做好防洪、防寒、防雷、防风等季节性工作及灾害抢修准备工作。
通信(电务)段建立抢修组织,培训抢修技能,定期组织抢修演练。当发生灾害危及通信线路正常使用时,各单位应紧密联系,采取抢修、迂回等有效的措施,并及时向上级汇报。
在灾害季节期间,各级领导干部和线路维护工作人员,均应坚守岗位,建立昼夜值班制度和汇报联系制度,遇有灾害发生立即组织抢修。
四、结语
光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代技术。尤其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
在归纳光纤光缆的组成和结构以及光纤的材料和分类的基础上,重点分析了造成光缆线路故障的原因,并给出了解决方法。结合铁路工作实际情况,给出了光纤光缆日常维护工作要求。
针对目前光纤光缆维护存在的问题,提出了改进光缆施工和维护的方法。结合济南局光缆的维护工作,对如何保证铁路通信光缆线路的安全和质量进行了总结。
参 考 文 献