基于IOPPC 的全光鏈路智能光纖網絡監測管理系統

鄒曉明ZOU Xiao-ming；劉楚群LIU Chu-qun

（廣東電網有限責任公司河源供電局，河源517000）

0 引言

IOPPC 試點項目選取新投運的110kV 線路，在基建階段就將光纖編碼應用于光纜、光纜接頭盒、尾纖、跳纖等光纖介質產品，實現光纖介質產品的光學編碼化[1]、智能化，系統光學識別光纖編碼，將光纖鏈路物理組成部件轉化為一個個獨立的光纖編碼加以識別、呈現、管理。另外，以光纖編碼反射相同光波的能量作為診斷依據，實現光纖鏈路中光纖編碼產品的實時監測、診斷和故障定位。最后，通過光纖線路、機房光學部件的全光鏈路管理與智能態勢感知，搭建光纖網絡的資源管理、物理關系識別、實時診斷監測一體的智能光纖網絡監測管理系統。

1 IOPPC 技術特點

光纖復合相線（Optical Phase Condutor，以下簡稱OPPC）是將光單元復合在常規的鋼芯鋁絞線上，兼作傳送負荷電流和光信號的復合式線纜。該光纖復合相線包括位于外層的電線股線以及位于內層的光單元，其中IOPPC是廣東電網自主研發的新型光纜，光單元采用絕緣材料，用于傳送光信號，電線股線為常規的電纜絞線，用于傳送負荷電流[2]。使用光纖復合相線后光纜和輸電線路一并架設，而傳統的ADSS 光纜架設在相線下方，容易遭受外力破壞，因此IOPPC 光纜具備運行安全穩定、成本低的特點。（圖1）

圖1 IOPPC 光纜結構圖

相比OPPC，IOPPC 有如下優勢：首先是光單元全絕緣，無鋼管護套，引下的光單元的接續、維護檢測操作無需停電、無觸電危險，減少光纖通信維護對電力用戶的影響。另外，全絕緣光單元具有良好的密封性能、強韌度和耐熱性能，受熱超過一定溫度后將軟化而不至于粘滯在光纖上，實用性好。全絕緣OPPC 塑料包封最高耐受溫度150℃，可承受線路短路時，大電流造成的導線短時溫升至150℃的風險。OPPC 直接分離套管技術可將導線及光單元在任何位置實現直接分離，解決了傳統OPPC 必須在耐張塔引下及分離光單元，極大提高了光單元分離的方便性。解決了需定長配盤、可快速事故搶修的問題。

2 基于光柵編碼的智能光纖網絡監測管理系統

如圖2 所示，智能光纖網絡監測管理系統由監測中心、監測站、擴展盤、集中器、智能配線盤、智能跳纖、故障定位器等設備組成。監測中心以服務器為基礎，運行智能光纖網絡監測管理系統軟件，是系統資源數據、運行數據、GIS 數據的存儲、計算、呈現中心，為系統網絡數據集中管理的平臺。監測中心通過網絡分別與監測站、擴展盤、集中器連接，其中基本配置為監測中心和監測站，當需要智能光配時需配置擴展盤和集中器。

監測站（智能光纖網絡管理系統監測站）是系統前置監測設備，對接入的光纖進行實時識別、實時監測、實時管理，并將測量數據上傳監測中心。監測站背板擁有16 個端口，用于接入監測光纖；其中智能光配需要采用跳纖接入擴展盤，備纖光纜監測接入帶故障定位器的光纜。

圖2 智能光纖網絡監測管理系統

圖3 基于IOPPC 的智能光纖網絡監測管理系統

擴展盤（智能擴展盤） 對監測站端口進行擴展和1550nm（1530-1560nm）通信光波進行耦合；監測站光纖端口使用普通單模跳纖接入到擴展盤背板光纖接口中即可實現監測站的光路連接；前面板分為兩層一一對應的光纖（LC）單模端口，上層采用智能跳纖接入智能配線盤，下層對應端口采用普通跳纖接入通信設備光路。

集中器（集中控制器）通過網絡將智能配線盤的基礎數據集中向監測中心傳送，通過CAN 總線最大連接96 個智能配線盤，智能配線盤帶有RJ45 的供電和數據傳輸口。

智能光纖配線盤（配線盤）由12 芯智能尾纖組成，智能配線盤成對出現分別置于光纜兩端，與光纜采用熔接串聯。智能光纖配線盤光纖端口采用智能跳纖連接到擴展盤上層光纖端口；或者利用智能跳纖連接兩個智能配線盤端口實現兩根光纜的互聯。智能光纖配線盤端口具備插拔感知和狀態指示，端口下方擁有LED 指示燈，供電后12 端口指示燈開始跑馬燈閃爍，插入跳纖指示燈呈綠色，端口故障指示燈變為紅色。

光纜故障定位器（故障指示器）用于光纜接頭盒內，對光纜進行光學分段，分段進行光纜識別、診斷使用；其分為光纜故障定位器和末端故障定位器兩種，光纜故障定位器采用鋼管封裝，兩端裸纖可直接和光纜熔接，用于光纜接頭盒；末端故障定位器，采用鎧裝封裝，兩端采用FCLCSC 等端頭，用于光纜末端配線盤。

3 智能光纖網絡監測管理系統的應用研究

河源供電局選取110kV 塔繡線作為科技項目的具體應用場景，如圖3 所示，24 芯的IOPPC 與24 芯的OPGW光纜分別選取一對業務通訊、一對非業務通訊、一對備用纖芯進行安裝故障定位器，監控系統能自動識別光纖鏈路中光纖編碼，實時展示光纜運行狀態、各光纖鏈路組成部件之間的實時物理關系以及故障地理定位。以桿塔為點，在每個故障定位器安裝處采集定位信息，監控系統以GIS 界面進行運行監測，提升了系統的可視化水平，更直觀地將光纜故障地理信息展示出來，提升光纜的故障查找效率。

4 結語

本文在IOPPC 的基礎上實施全光鏈路智能光纖網絡監測管理系統，通過光柵監測站實現光纖、光纖連線等光路介質設備的遠程智能識別，大力推進電網光纖鏈路管理的精細化工作，提升光纖鏈路網管理效率[3]。