基于電力通信的光纖通信技術應用分析

韓兵廣

（河北省通信建設有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

在信息時代發展背景下，電力通信系統設計會影響到人們正常的生產生活。為了保證電網運行的穩定性，需要在電力通信設計過程中融入光纖通信技術，提高信號傳輸效率，增強電力通信系統的抗干擾能力，緩解電力工程面臨的通信壓力。想要全面提高電力工程企業的發展質量，需要有針對性地進行光纖通信技術應用，為廣大電力用戶提供優質高效的通信服務，加強通信系統的適用性。

1 電力通信中光纖通信技術的重要性

我國電力市場的競爭變得越來越激烈，要想全面提高自身的市場競爭力，就需要電力企業加大對電力系統通信設備的開發力度，全面提高電力通信系統的運行安全，保證信息獲取及時性的同時提高電力通信的時效性[1,2]。讓電力通信系統成為人們日常聯系溝通的主要途徑，也是各領域工作開展不可或缺的重要技術，電力通信的實現能夠打破傳統空間和地域的限制，加強全球各國之間的密切聯系，電力通信系統的可靠性變得尤為重要。

2 光纖通信技術的特征

光纖通信技術具有的應用優勢，能夠滿足國家電力系統信息傳輸的根本需求。電力信號傳輸需要適應不同的天氣變化，降低自然環境與物理環境對光纖傳輸穩定性的影響，能夠自主實現數據修復。光纖通信技術的應用為電力通信企業創造更高的經濟效益，通過與多種網絡類型之間的融合發展，降低電力系統設計過程中的資金損耗。數字化光纖傳輸系統如圖1所示，詳細記錄了數據傳輸的主要路線及程序運行流程[3,4]。

圖1 數字化光纖傳輸系統

3 基于電力通信的光纖通信技術應用

3.1 光纖復合架空地線

在進行電力傳輸線路設置的過程中，光纖復合架空地線（Optical Fiber Overhead Ground Wire OPGW）中含有的光纖單元能夠支持光纖電力通信的實現，全面提高電力通信的安全性，不需要頻繁進行技術維護，但在設計階段需要投入較高的建設資金，通常被應用到新線路建設和舊線路地線更換中。光纖復合架空地線可以作為輸電線路的防雷線進行鋪設，能夠在雷雨閃電天氣屏蔽輸電導線，起到線路保護的作用，同時復合地線中的光纖單元具有信息傳輸功能。

光纖復合架空地線屬于架空地線與光纜的結合體，但其設計并不是簡單進行混合應用，自身具有理想的光學性能，能夠滿足架空地線對機械和電氣性能的根本要求，因此通常被用于架空接地線輸配電線路中，含有的光纖單元設置在系統保護管內起到運行保護的作用，全面提高光纖通信傳輸的可靠性和靈活性。OPGW在新線路建設中的應用與傳統線路建設形式相比，建設費用保持在穩定狀態，在舊線路更換中的應用只需要技術人員進行地線更換，不需要重新計算負荷，桿塔現有的建設強度足以支撐光纖通信[5]。

光纖復合架空地線的安裝方法與電力線張力放線的流程完全一致，不需要使用輔助工具，其整體結構包括鋁管型、鋁骨架型以及鋼管型(不銹鋼材質)。結合當前我國電力通信的發展情況來看，OPGW技術的創新與完善能夠全面提高電力工業的輸電容量，推動架空線的超高壓化發展，并逐漸向自動化管理轉變，是現代化電力工程改革的重要內容。OPGW屬于時代發展衍生出的高新技術產品，國外針對光纖復合接線產品的研發體系較為成熟，相比之下我國仍然處于技術發展階段，隨著國內OPGW的使用需求不斷增長，需要加大對OPGW的研發力度[6]。單層OPGW和雙層OPGW的截面如圖2所示。

圖2 光纖復合架空地線的截面圖

3.2 光纖復合相線

光纖復合相線（Optical Phase Conductor，OPPC）如圖3所示。在電網設計過程中，一部分線路可以不設置架空地線，但相線卻是不可或缺的技術設備。想要保證光纖聯網，需要對復合相線進行改良，與OPGW技術相同在相線結構中設置光纖單元。光纖復合地線和復合相線的整體設備結構存在趨同性，但結合設計、安裝以及運行各階段的工作開展情況來看，OPPC與OPGW之間存在明顯的原則性差異。其中OPPC的設計安全需要建立在電力系統所具有的線路資源上，有效避免運行階段頻率資源和電磁兼容等與自然因素間存在突出矛盾，全面提高路由協調性，屬于電力通信發展中形成的特種電力光纜。西方國家最開始嘗試在150 kV以下的電力系統中運用OPPC，現今OPPC成為電壓電力線路設計中的重要組成部分。結合OPPC在我國電網設計中的應用，35 kV以下線路主要采用三相電力系統傳輸形式，仍然沿用傳統的電力通信方式。需要借助OPPC取締傳統三相中的某一相，最終構成的三相電力系統主要結構為兩根導線與OPPC混合應用，不需要建立新的通信線路，足以滿足電網的自動化建設需求，解決當前線路的調度和通信問題，全面提高線路傳輸的整體質量。工程設計中OPPC的應用，需要對照OPGW的設計流程，保證三相導線設計的規范性，保證弧垂的張力，精準進行掛點計算，合理設置配盤與檔距等。同時在OPPC施工設計的過程中要采用光纖接續和光電子分離技術分離運行相線與光纖單元，OPPC的接頭盒與其他類型的光纜接頭盒存在明顯不同，主要分為中間與終端兩種形式，并對高壓絕緣性提出嚴格要求[7]。光纖復合相線常見的幾種結構如圖3所示。

圖3 光纖復合相線

3.3 電力特種光纜

電力特種光纜的常見類型有MASS、OPAC、ADSS以及OPGW等，電力特種光纜具有獨特的性質和特點，通過基礎支架設置獲取線路桿塔資源。ADSS和OPGW在我國電網設計中的應用更為廣泛，同時其光纜安裝形式具有特殊性，整體構造十分復雜，需要對傳統的安裝流程進行創新，通過特種光纜的設置降低外界因素對電纜的損害。電力特種光纜的研發費用較高，但在電力系統工程中的安裝階段，整個施工流程都在線路桿塔上進行，能夠降低施工過程中的資金投入，起到節約工程項目費用的作用[8]。

ADSS類型特種光纜的維修和維護流程十分簡便，能夠在保持電源連接狀態的過程中完成系統安裝，不會對用戶的正常電力使用造成影響，通常被應用在存在較大跨距和強電場的線路鋪設環境中，其運行不會對鐵塔帶來負面影響，具有良好的絕緣性能，能夠起到預防外界通信干擾的作用，提高電力傳輸系統運行的穩定性，將電力信息傳輸到多個工程區域。OPGW光纜的應用全面提高了電力通信質量，具有較長的使用周期，降低系統運行造成的線路損耗，安全性較高，能夠預防數據盜取風險，減少光纜維修和重建的次數，全面提高電力通信系統的運行效率，但缺少抗雷擊能力，經常出現線路損害問題，不利于電力通信系統工程的持續運行[9]。

4 光纖傳輸組網技術

4.1 同步數字體系

同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）的應用能夠實現信息交換和線路傳輸，將得到的通信數據統一傳送到多個區域的通信網絡中，有效解決核心網與局部網絡連接過程中存在的接入問題，保證網絡信息傳輸的同步性。采用標準映射法與復用法，進行傳輸信號轉換，獲得更高等級的SDH信號。此外，SDH在使用過程中體現出了優秀的傳輸能力，具有較高的安全性，能夠提高電力通信系統的運行可靠性[10]。

4.2 波分復用技術

波分復用技術的應用能夠讓同一根光纖復合出具有不同波長的光信號，主要分為密集型光波復用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）和粗波分復用（Coarse Wavelength Division Multiplexing，CWDM）兩種形式，參考相鄰峰值波長距離，得到的光纖復用傳輸波長信號數量不同。我國光纖通信技術的創新與完善，推動電力通信系統的進步發展，具有良好的發展前景。

5 結 論

電力企業高層管理人員需要了解光纖通信技術的功能特點，分析光纖通信技術為電力通信帶來的有利影響，制定出合理的應用方案，保證電力系統的穩定運行，全面提高電力通信的速度和效率。