智能變電站預制光纜應用研究

摘 要：近些年來，我國不斷加大智能變電站建設，智能變電站中光纜用量巨大，采用傳統熔接方式，不但工藝復雜、費時費力、影響項目工期，而且還易受人員操作水平、環境溫濕度及粉塵影響，造成各熔點的質量良莠不齊，在環境條件急劇變化或長期運行中留下安全隱患。為確保智能變電站能夠可靠、安全運行，在智能電網建設過程中，預制光纜應用十分重要。該文立足預制光纜角度，結合變電站特殊性，提出變電站預制光纜選型、光纜敷設等相關問題。

關鍵詞：智能變電站 預制光纜

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0040-02

智能變電站建設周期短，各環節銜接緊湊，光纜系統建設受到土建、電氣安裝、調試等諸多環節限制。光纜的各項性能指標并不是靜態的。經過敷設、接續等施工環節，光纜的性狀會有一定程度的變化，會對纖芯種的信號傳輸質量造成直接或潛在影響。如果變化超出光纜本身的性能極限，還可能引發纖芯損壞、通信中斷等異常情況。

1 光纜類型選擇

首先，光纜分類。對于光纜而言，分類方法較多，光纜名稱非常繁多，一般按照纜芯、光纜敷設、光纖狀態和使用環境進行分類。根據光纖狀態，主要分為半松半緊光纜、松結構光纜與緊結構光纜，他們之間的主要區別是，在光纜中，光纖松緊狀態、二次被覆方式不同。對于緊結構光纜，主要由緊套光纖組成，在光纜中，光纖沒有自由移動空間，若光纜受到外力作用，必然會承受一定張力。松結構光纜由松套光纖所構成，在光纜中，光纖有自由移動空間，以減少外界影響。在光纜中，光纖自由度介于上述兩者之間，屬于半松半緊結構。現階段，松結構光纜使用較多，根據纜芯結構不同，主要分為層絞、骨架、中心束管等管理，層絞式光纜在中心加強構件上絞合光纖，易于控制纜中光纖。針對中心束管光纜，在光纜中心位置沒有光纖絞合，加強構件在中心管外面放置。骨架式是指骨架槽中由緊套光纖。中心束管、層絞式兩種光纜生產較為簡單，光纜中光纖受力較小，或不受力，因此運用較為廣泛，尤其是層絞式光纜。根據敷設方式，主要分為水底式、直埋式、管道式、架空式光纜。根據光纜使用環境，主要分為室內、室外光纜。

其次，光纜類型選擇。針對變電站光纜運用，因電磁環境較為復雜，在站區內，設置埋管敷設光纜，在變電站內設置光纜的要求較高。為確保變電站內光纜可靠性和便于施工，縮小光纜溝空間，可選擇鎧裝管道光纜。同時，因中心加強件不容易接地，和鎧裝層產生感應壓差，導致感應擊穿。同時，應選擇非金屬材料制作中心加強件，為防止鎧裝層感應電流，造成設備、人身安全危害，鎧裝光纜兩端必須接地。

2 預制光纜分類

預制光纜分為連接器型預制光纜與分支器型預制光纜兩種類型。

2.1 連接器型預制光纜

插頭光纜組件主要由插頭、室外光纜和其他輔助材料組成，插頭通過附件和室外光纜組合在一起，能適應戶外敷設。插座光纜組件主要由插座、室內光纜、單芯活動連接器和其他輔助材料組成，用于柜內、艙內的設備互連或同插頭光纜組件配接。

其特點在于多芯連接器外有高強度金屬外殼保護，可以抵抗施工時如踩踏、擠壓等偶發因素影響，與固定光纜處有尾管及注膠等工藝結構，強度大、具備很高的拉力水平（≥800 N），滿足復雜敷設路徑要求。并且戶外連接器小巧、緊湊，對接簡單、牢固，具備IP68防塵防水等級，耐侵蝕，滿足智能變電站長期運行需要。同時連接器對接精度高、衰減小（典型值0.2db），并且消除光路熔接斷點，降低光路損耗，可以有效保障信號傳輸質量。

光纜端與跳線端可以通過限位插針及限位插孔實現盲插操作，并通過螺紋旋緊結構緊密連接，安裝簡便，預制多芯室外連接器型室外光纜結構示意如圖1所示。

2.2 分支器型多芯預制光纜組件

分支器型多芯預制光纜組件內部無斷點，在室外光纜兩端經分支器直接預制室內分支，并以套管等防護方式妥善保護。預制光纜組件包括室外光纜、分支器、標記熱縮管、防護材料等組成。

其特點在于擴展能力強，支持多至144芯的大芯數應用，可以根據需要直接插接裝置或經配線架跳接裝置。消除熔接斷點（如果直接跳接裝置則全光路沒有斷點），降低衰耗，提高通信傳輸質量。

保護套管為高強度金屬軟管，可以有效抵抗踩踏、擠壓等意外因素，有效保護分支。保護套管與分支器間采用螺紋旋緊結構，帶密封圈，達到IP67防塵防水等級，前端帶拖曳孔，滿足變電站施工需要。分支器小巧緊湊，節省安裝空間，具有很強的拉伸（≥1000N）及防水性能。多芯分支器型預制室外光纜結構示意如圖3所示。

3 預制光纜性能指標

預制光纜技術作為智能變電站領域的新興技術，在應用中必需充分考慮智能變電站的建設、運行特點。例如，預制光纜必須具備足夠防水等級以滿足雨季及場地施工需求；光纜預制端需帶拖曳孔，以保持光纜拖放時整體平順，并且必須能承受足夠拉力，防止拉伸損壞；分支器及保護套管需要有足夠強度，防止人員踩踏等情況損傷預制分支。此外，智能變電站施工中穿管、墻孔等情況也比較普遍，預制光纜包括分支器、保護管在內的整體外徑不宜過大，以降低光纜穿孔難度。

由于預制光纜為工廠預制、并非現場制作，如果因產品質量或性能指標不滿足施工、運行強度而造成損壞，將造成時間與成本上的雙重損失。

4 變電站預制光纜敷設主要原則

（1）光纜配置原則。對于設備屏柜內通信，選擇雙頭尾纖連接。在小室內柜間通信，可選擇雙頭非金屬尾纜連接，在小室內通信，可選擇非金屬鎧裝光纜連接。

（2）在小室內，可統一敷設多模預制光纜，一般敷設兩根。敷設路徑應互相獨立，或者互相分隔。

（3）光纜成端。在每個二次設備室內，可設置一面光纖配線屏，在各裝置內，不能再配置接頭盒，或者是光纖分配單元。在出室光纜統一配線屏配線。在屏內、屏間的連接，無需通過配線屏。針對智能變電站，在每個間隔間，設置光纖配線箱，實現間隔雙重化，實現統一配纖。

（4）光纖配線屏配置。針對變電站，按照配線需求，可設置1面～2面的光纖配線屏，每級電壓可配置一個光纖配線屏，實現專用保護。在二次設備室內，可使用室內尾纜，實現統一配線。

5 變電站預制光纜的施工要點

（1）在站內，對于非金屬預制光纜敷設，必須設置塑料護管保護。在電纜溝內，可直接敷設鎧裝光纜。

（2）在敷設鎧裝預制光纜時，保證金屬鎧裝層兩頭必須接地。

（3）在敷設預制光纜時，必須控制彎曲半徑，針對光纜動態彎曲半徑，應大于25倍預制光纜外徑，而靜態彎曲半徑，則應大于15倍的預制光纜外徑。

（4）針對預制光纜布放，應控制好牽引力，應小于光纜張力范圍的80%。對于瞬間最大牽引力，應小于光纜張力范圍100%，在預制光纜加強件上集中牽引力。

（5）布放預制光纜時，由纜盤上方放出，保持松弛弧形，在光纜布放過程中，應避免扭轉，防止打小圈，或出現浪涌現象。

（6）光纜穿入管道拐彎和管孔，若出現交叉情況，應選擇喇叭口保護管，或設置導引裝置，防止損傷光纜外保護層。

（7）光纜的拐彎點和走線架，應綁扎好，對于爬墻、上下走到綁扎位置，應設置墊膠管，防止光纜受側壓力影響。

（8）待預制光纜布放完成后，應檢查光纖良好。對于光纜端頭，必須做好密封防潮處理。

（9）針對預制光纜施工，可與其他要點和預制電纜同步施工。

6 結語

綜上所述，對于智能變電站建設，預制光纜的大量運用，為確保智能變電站能夠可靠、安全運行，必須規范站內預制光纜。因此，必須規范預制光纜類型選擇，合理選擇預制光纜接頭，按照光纜敷設原則，合理控制預制光纜施工要點，以實現實現變電站信息交換和信息采集光纖化，使預制光纜替代傳統電力，降低二次光纜電線，確保智能電網可靠、安全運行。

參考文獻

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