現代化背景下光電復合低壓電纜綜合研究與應用

王勝維

摘 要 “光電復合電纜”，具有光電合一的特性，既不會給原有線路增加額外負荷，又能夠節約空間資源。一次施工既能傳輸電能，又能提供光纖通道，節省了二次施工的費用，還解決了光纜的電腐蝕，光纜的防雷問題。 本文對光電復合低壓電纜綜合研究與應用進行了探討分析。

關鍵詞 光電復合；低壓電纜；綜合研究

前言

OPLC全稱為光纖復合低壓電纜，是將光纖復合在低壓0.6/1kV及以下配、用電網用中的光纖復合電纜產品，主要用于智能小區或辦公樓等配用電網分支，由管道、隧道或直埋等接入光-電分線箱，可垂直或水平布線，引入智能電表和光器件終端。此外，由于接入方式多樣性及使用環境的復雜性，光纖復合在低壓電纜可根據需求定制，按照電壓不同、光纖芯數不同、結構不同進行個性化定制。光纖復合低壓電纜最大的特點是融合了光纖通信與電力傳輸的功能，該產品主要是基于產品的功能以及使用環境等方面考慮進行設計和開發。

1 光纖復合低壓電纜的特點

一是集光纖和電力輸配電纜于一身，避免二次布線，可有效降低施工、網絡建設等費用。相比傳統的FTTH而言，使用光纖復合低壓電纜作為智能電網用戶端接入方案，節約大量的金屬、管道、塑料等資源，可有效降低進入小區和用戶的各項成本，是目前性價比最高的“最后一公里”接入方案。

二是適用于多種業務類型，適應性強，擴展性強，產品適應面廣。使用光纖復合低壓電纜，配合相應的設備和器件，由此構建主流的XPON（EPON和GPON）技術，可在一根傳輸線上實現多種業務，如IPTV、互聯網接入、多媒體電話，語音通信，家庭智能電表等業務。

三是具備較強的機械性能，如抗沖擊性能和良好的耐測壓性能，環境適應能力強。在研發該產品時，要充分考慮到產品的使用環境的復雜性，寬通研發的光纖復合低壓電纜按照GB/T7424中E1、E3、E4進行拉伸、壓扁、沖擊等試驗，均符合并優于標準的要求。

四是綠色和安全性能優越。主要考慮到光纖復合低壓電纜用于用戶接入，在產品設計中融入無鹵阻燃、耐火等特性思路，使用綠色環保的材料，基于安全的考慮，使用阻燃、耐火材料。寬通的光纖復合低壓電纜完全符合GB/T18380.3、GB/T19216.21、GB/T17651.2等的標準要求[1]。

2 光纖復合低壓電纜的結構與設計

OPLC是將光單元和電力電纜、布電線絕緣線芯通過絞合成纜過程復合為一體。電纜的導體和絕緣的優劣等對電性能起決定性作用，而光單元的衰減特性直接影響光單元的中繼距離和傳輸容量。光單元的衰減包括彎曲損耗，微彎損耗和吸收損耗所產生的衰減。彎曲損耗是因為光纖彎曲產生的損耗，光纖的彎曲曲率半徑小到一定程度時纖芯內光射線不能滿足全內反射條件，使光功率由傳輸模式轉為輻射模式而造成損耗；而微彎損耗是在光纖復合低壓電纜成纜過程中，光單元中的軸線發生隨機的微小變化，由此而引起的損耗稱之為微彎損耗；光纖的衰減是衰減系數來表示的。另外，溫度對光單元的衰減有一定的影響。

目前，OPLC電纜結構形式主要有三大類：

一類是光單元位于絕緣單線中心，并進行成纜絞合繞包，這時，光單元位置于多個絕緣單線的中間，優點是節省了成纜時的光纖冗長，缺點是在產品敷設運行過程中，不利于光單元的散熱和彎曲，影響光單元的使用壽命和增大了光單元衰減性能。

另一類是光單元位于絕緣單線的外側，優點是光單元散熱性能好，節約了部分填充材料，并且在彎曲的過程中，光纖衰減系數最小。

最后一類是光單元位于護套的內側，優點是散熱性能優越，但易影響成品的外觀與不圓度。產品型號由功能代號及電單元加光單元結構型號組合表示。主要是電單元的導體、絕緣、鎧裝、護套材料選用和光單元結構及纖芯類別表示。根據具體適用的場合不同，產品型號表示也不相同[2]。

3 OPLC應用建議

OPLC利用一條光電復合纜建設沿電力線路的光纜，比常規的導線+普通光纜成本節省約10%，同時節省一次施工費用。既有成本優勢，又有施工工程量優勢。在技術方面， OPLC由于光纜單元與強電單元復合，相對ADSS可以防止光纜被惡意破壞有防盜優勢，而且對線跨越高度明顯優于電纜，安全可靠性大大提高，因此采用OPLC具有相對技術及經濟優勢，建議在0.6/1kV 及以下電壓等級的低壓配用電網中敷設光纜優先采用方案二。

4OPLC成為電力光纖到表到戶的創新解決方案

我國智能電網在接入端光纖化才剛剛起步。國家電網和南方電網的專家指出，智能電網一定需要利用光纖光纜，特種電力光纜和光電復合纜強力支撐。我國利用OPGW、OPPC、ADSS等特種光纜已建成世界上最大的、先進可靠的電力專用光通信網絡，其應用水平處于國際先進。總體上呈"骨干網強、接入網弱"、"高（電壓） 端強，低端弱"的態勢，配電/用戶接入側通信差距較大、通信網基礎最薄弱。低壓配、用電網通信技術已成為制約智能電網應用的瓶頸。由于傳統FTTH方案在用戶端改造和鋪設的成本過高，目前在用戶端接入電網的光纖化率幾乎為零，我國智能電網在接入端的光纖化剛剛起步，因此，PFTTH電力光纖到表到戶方案采用電力OPLC成為電力光纖到表到戶的創新解決方案，主要適用于 0.6/1kV 及以下電壓等級，填補了電力光纖到表到戶的空白，是解決低壓配網、低壓集抄及入戶通信網所需要的先進、可靠通信介質。

5 結束語

光纖通道是目前最為理想的傳輸通道，因此積極探索嘗試考慮新的技術手段實現以光纖通道作為配電側的通信通道，從而解決配電側的通信通道問題就顯得十分必要。“光電復合電纜”，具有光電合一的特性，不會給原有線路增加額外負荷，能夠節約空間資源。一次施工就能傳輸電能又能提供光纖通道，又節省了二次施工的費用。還能很好的解決光纜的電腐蝕，光纜的防雷問題。

參考文獻

[1] 陸春校，徐眉，魏學志.光纖復合低壓電纜前景展望與工藝結構探討[J].電線電纜，2015，（2）：13-18.

[2] 張剛.電力光纖到戶光纜檢測系統的設計[J].現代電子技術，2015，04（04）：56-59.