光纜在線監測于電力行業的應用

◆周詳

光纜在線監測于電力行業的應用

◆周詳

（廣東電網有限責任公司 汕頭供電局 廣東 515000）

現如今通信技術越來越成熟，應用也越來越廣泛。在電力行業中，通信光纜所承載的業務數量及種類逐年增加，保障電網安全穩定運行的繼電保護業務也承載于通信光纜上，光纜一旦故障中斷，將導致繼電保護業務中斷，對電網的安全穩定運行造成不小影響，所以光纜的健康運行及故障后能否及時修復，對電網安全來說至關重要。本文將闡述如何利用光纜在線監測系統對通信光纜的狀態進行監測，以及在光纜發生故障時，如何減少找尋故障點的時間。

光纜；在線監測；電力行業

1 電力行業中光纜維護現狀

在國內電力系統中，電力通信經過二十多年的變化，現已將光纖通信作為電力系統內通信的最主要的手段，且眾多業務均承載于通信光纜上，光纜的安全也關乎電網的安全。目前光纜的健康狀況主要依賴于人工定期巡視及定檢測試，巡視主要是查看相關路徑是否有外部施工，是否有外力破壞的痕跡，而測試主要是檢查光纜的纖芯狀況，是否有老化的跡象，是否在巡視盲點有被損傷導致衰耗增大。若在巡視過程中發現有施工痕跡，會及時查看是否有損傷到光纜，并到相應站點進行測試，確定是否損傷到光纜，若有，則會馬上組織人員進行搶修，保障該光纜恢復正常；若在定檢測試中發現有異常衰耗，則會組織人員進行巡視查找故障點，及時擬定修復方案，及時修復光纜，從而保障光纜的正常穩定運行。

因為巡視及定檢測試具有周期性的特性，若在巡視周期內光纜狀態發生變化或者發生故障，均無法第一時間知道具體情況，而且也無法第一時間得知故障點的位置，需要人員進站進行測試，再派人員到現場尋找故障點，這樣會浪費較多的時間。在光纜故障期間，承載在該光纜上的繼電保護業務以及其他業務均會中斷，對于電力行業來說，繼電保護中斷時間越長，電網運行的風險也就越大，因此我們需要盡可能減少光纜中斷的時間，繼而減少繼電保護業務中斷時間，從而保證電網的安全穩定運行。

2 光纜在線監測

為了縮短查找故障點的時間，進而縮短光纜故障中斷的時間，我們可以采用光纜在線監測系統，對光纜的狀況進行時刻的監控及測試，從而能夠及時定位故障點，縮短查找故障點的時間。在巡視周期內及定檢測試周期內，也可以采用光纜在線監測系統，對光纜進行24小時監測，能夠提前發現光纜的老化、劣化，從而制定方案進行修復。

2.1 光纜在線監測的組成

光纜在線監測系統分為主站端和子站端。

2.1.1主站端組成及功能

主站端主要包括服務器、工作站、數據庫服務器、短信服務器等，主要功能為控制子站端的運行、存儲子站端上傳的數據、對數據進行對比、分析光纜狀況、發出告警信息等。

2.1.2子站端組成及功能

子站端主要是由存儲單元、光功率模塊、光時域反射儀模塊、電源模塊、主控模塊等組成，主要功能為接受主站端的命令對光纜進行測試、自身定期對光纜進行測試、自身對測試結果進行比對分析、及時上報測試數據等。

2.2 光纜在線監測工作原理

光纜在線監測利用光功率模塊收到的光功率值與設定的正常值進行比對，若在正常范圍內則判斷其為正常，若超出正常范圍則顯示異常并發出告警信息，并自動啟動光時域反射儀模塊進行測試，自動判斷分析故障原因；或者通過光時域反射儀模塊對光纜進行監測，對其曲線以及衰耗值與正常的曲線和衰耗值進行對比，若在范圍內則光纜健康狀況良好，若在正常值范圍外則進一步分析異常原因，定位故障點，并發出告警信息。

2.3 光纜在線監測工作方案

電力光纜中，有部分光纜纖芯已被各種業務占滿，部分光纜還剩余較多纖芯，考慮到多種情況，我們可以使用的方案大致分為以下三種：光功率在線監測、光功率備纖監測、光時域反射儀備纖監測。

2.3.1光功率在線監測

光功率在線監測是監測已經承載業務的纖芯狀態，采用分光器和波分復用器來實現監測功能。其利用分光器采集纖芯中百分之三的光，將其接受的光功率數值與設定的正常數值進行比對，若發現異常，則啟動光時域反射儀模塊，通過波分復用器將測試波長與工作波長進行合波，從而對光纜進行測試。由于分光器的原因，會造成業務有一定的損耗。

2.3.2光功率空余纖芯監測

當光纜有較多空余纖芯時，我們可以采用光功率空余纖芯監測。由于空余纖芯與已承載業務的纖芯在同一條光纜中，其性能可以類比于已承載業務的纖芯的性能。其工作原理類似于光功率在線監測，但是需要在對端接入光源，可以利用傳輸設備發送一路光源接入。

2.3.3光時域反射儀備纖監測

該方案也是利用空余纖芯，通過光時域反射儀進行間隔時間短的連續測試，對其測試所得曲線及衰耗與正常值進行對比，若發現異常則及時發出告警信息，并通過曲線信息馬上分析故障原因及故障點。

2.3.4三種方案比對

綜合成本及效果進行考慮，由于光功率在線監測需要在變電站設置分光器及波分復用器，并且電力光纜承載的業務較為重要，而該方案會對承載的業務造成一定的影響，故不予考慮；光功率空余纖芯監測雖不影響承載的業務，但需要在對端接入光源才能進行監測，并不是十分便利；光時域反射儀備纖監測則是利用該套系統中配套的光時域反射儀模塊進行間隔時間很短的連續測試，既不會影響承載的業務，又不需要新增其他儀器，相對比較方便，故選擇光時域反射儀備纖監測作為電力光纜在線監測的工作方案。

3 結語

光纜在線監測系統通過實時檢測光纜的纖芯狀況，及時反饋其檢測結果，使光纜運行維護人員時刻掌握光纜的運行狀況，及時排除可能存在的隱患。當光纜受到外力破壞時，能夠及時檢測定位故障點，大大節省了光纜運行維護人員查找故障點的時間，為光纜的快速修復提供了強有力的支撐，同時也保證了繼電保護業務的穩定運行，為整個電網的安全穩定運行提供了保障。

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