電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的應(yīng)用實(shí)踐

楊紫忠 張建波 王禹 李帥

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司長(zhǎng)垣縣供電公司 河南新鄉(xiāng) 453400

1 概述

上世紀(jì)70年代，隨著低損耗光纖的問世，光纖開始以其自身特有的優(yōu)點(diǎn)逐步代替電纜，在一些國(guó)家和地區(qū)的電話局之間開始使用。全世界范圍內(nèi)也開始了光纖通訊的研究，在科研領(lǐng)域掀起了規(guī)模空前的研究熱潮。由于光纖通訊結(jié)構(gòu)清晰，優(yōu)點(diǎn)突出，因此，在發(fā)展中不斷前進(jìn)，隨著社會(huì)需要的增加，光纖通訊具有良好的發(fā)展前景。

2 電力系統(tǒng)中光纖通訊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 抗干擾

由于光纖的主要成分是石英，這種材質(zhì)具有只傳光、不導(dǎo)電的特性，因此，光纖一般不會(huì)受電磁場(chǎng)的干擾，在其中進(jìn)行光信號(hào)的傳輸也不會(huì)受電磁場(chǎng)的影響，它的抗干擾能力是其它通訊技術(shù)無法比擬的。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中有著大量的電氣設(shè)備，這些設(shè)備運(yùn)行時(shí)，難免會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，應(yīng)用光纖通訊，基本可以不受任何影響，確保通訊的穩(wěn)定性。

2.2 安全可靠

光纖通訊具有較高的保密性，其能夠保證每一組信號(hào)都經(jīng)由專屬的波段或頻率進(jìn)行傳輸，由此確保了信息傳輸?shù)陌踩浴Ｍ瑫r(shí)，光纖通訊的可靠性也比較高。正常情況下，構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)備越多，故障的發(fā)生幾率就越大，因光纖通訊系統(tǒng)中的設(shè)備相對(duì)較少，從而降低了故障發(fā)生率，可靠性隨之提升。不僅如此，光纖設(shè)備的使用壽命較長(zhǎng)，無故障工作時(shí)間最長(zhǎng)可以達(dá)到75萬個(gè)小時(shí)，只要安裝調(diào)試正確，光纖通訊便能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行[1]。

2.3 容量大

在進(jìn)行電力信息傳輸時(shí)，光纖的寬帶最大，它的通信容量是微波通信的十幾倍。對(duì)于電力通訊系統(tǒng)而言，每個(gè)單獨(dú)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息量都相對(duì)較小，但總的信息傳輸量卻比較大，通過光纖通訊可將獨(dú)立的信號(hào)經(jīng)由特定的波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸，由此大幅度提升電力信息的傳輸準(zhǔn)確性。目前，在所有通信系統(tǒng)中，光纖通訊的損耗最低，這一特點(diǎn)使光纖通訊具備了較長(zhǎng)的中繼距離。

3 電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的應(yīng)用分析

由于電力特種光纜附加于電力線或加掛于電力桿塔上，因此，受外力破壞的可能性小，可靠性高，雖然其電力特種光纜的造價(jià)相對(duì)較高，但施工建設(shè)成本相對(duì)較低，經(jīng)過多年的發(fā)展，電力特種光纜的制造及工程設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟，在國(guó)內(nèi)電力通訊系統(tǒng)中已經(jīng)開始得到大規(guī)模的應(yīng)用。電力特種光纜依附于電力系統(tǒng)自己的線路資源，避免了在路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾，有較大的主動(dòng)權(quán)和靈活性。電力光纖通訊系統(tǒng)與其它光纖通訊系統(tǒng)最大區(qū)別之一就是光纜的特別性。目前，在我國(guó)應(yīng)用較多的電力特種光纜主要有ADSS、OPGW和OPPC光纜。

3.1 ADSS光纜

ADSS光纜是全介質(zhì)自承式光纜的英文縮寫，這種光纜在我國(guó)很多電壓等級(jí)的輸配電線路中都有應(yīng)用，如220kV、110kV等等，尤其是在一些已經(jīng)建成的線路上應(yīng)用更多，它的應(yīng)用為電力系統(tǒng)直接通過高壓輸電桿塔建立通訊網(wǎng)絡(luò)提供了可能。ADSS光纜較為顯著的特點(diǎn)之一是能夠適用干特殊拉力環(huán)境以及跨越河流、山谷和雷電密集區(qū)的架空敷設(shè)，同時(shí)其還具備優(yōu)良的光纖傳輸性能、機(jī)械性能以及環(huán)境適應(yīng)性能，能夠與高壓電力線路同桿架設(shè)，并且傳輸信號(hào)不會(huì)受到強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境的任何干擾，也不會(huì)使通訊量受到影響，這一特點(diǎn)是電力通訊系統(tǒng)最為需要的，故此，ADSS成為電力通訊最有效的傳輸方式之一[2]。

3.2 OPGW光纜

OPGW光纜是光纖復(fù)合地線的英文縮寫，其也被稱之為光纖架空地線，簡(jiǎn)單來講就是在架空地線當(dāng)中復(fù)合光纖。OPGW光纜最為顯著的特點(diǎn)是可靠性較高、且不需要進(jìn)行維護(hù)，唯一的缺點(diǎn)是造價(jià)過高，既適用于新線路建設(shè)，也可應(yīng)用于舊線路改造。OPGW光纜一方面可以作為輸電線路的防雷線，可對(duì)輸電線路起到防雷屏蔽保護(hù)作用；另一方面可以借助復(fù)合在地線中的光纖進(jìn)行信息傳輸，這兩方面的功能使其被廣泛應(yīng)用于電力通訊系統(tǒng)當(dāng)中。

3.3 OPPC光纜

OPPC是光纖復(fù)合相線的英文縮寫。在電網(wǎng)中，有些線路可不設(shè)架空地線，但相線是必不可少的。為了充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源，滿足電力系統(tǒng)通訊的需要，與OPGW光纜技術(shù)相類似，在傳統(tǒng)的相線中以合適的方法加入光纖，就成為光纖復(fù)合相線（OPPC）。OPGW與OPPC雖然它們的結(jié)構(gòu)相似，但從設(shè)計(jì)到安裝和運(yùn)行，它們有原則的區(qū)別。OPPC光纜作為電力輸電線路中的相線，在輸送電能的同時(shí)又能進(jìn)行信息傳輸，充分利用了電力系統(tǒng)自身的線路資源，是用于電力通訊的又一種特種電力光纜。

4 光纖通訊未來的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 光纖通訊將發(fā)展成全光網(wǎng)

光電子技術(shù)的核心問題就是光轉(zhuǎn)換成電或者電轉(zhuǎn)換成光。未來的光通訊將會(huì)發(fā)展成全光網(wǎng)，未來的計(jì)算機(jī)將先后經(jīng)歷量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)兩個(gè)階段，光子計(jì)算機(jī)主要是利用光的并列特點(diǎn)，瞬間就能把一個(gè)二維圖像調(diào)過來[3]。

4.2 光存儲(chǔ)容量不斷增大

光存儲(chǔ)技術(shù)在上世紀(jì)末興起，它對(duì)信息的存取產(chǎn)生了巨大影響。現(xiàn)在普遍應(yīng)用的光盤就是光存儲(chǔ)的一種簡(jiǎn)單形式。現(xiàn)在正在充分利用光的特點(diǎn)研究比光盤的存儲(chǔ)密度和記錄速度更大的技術(shù)，也就是要在理論上開放光存儲(chǔ)的大容量技術(shù)。

5 結(jié)語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，光纖通訊技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用大幅度提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。在未來一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)光纖通訊技術(shù)各方面的研究力度，尤其是在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，充分發(fā)揮出光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平，這對(duì)于促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。