光纖通信技術在電力系統的應用研究
摘要:隨著我國經濟發展水平的不斷提高與電力改革的日益深化,人們對電力系統通信技術方面提出了更高的要求。作為一項新型的技術,光纖通信技術在電力系統中的應用,不僅能夠在很大程度上使通信的效率與質量得以提高,而且對于傳統通信技術方面存在的不足也有一定的改善作用。本文首先對光纖通信技術在電力通信中應用的優勢進行了分析,并對其在電力系統中的具體應用以及其發展趨勢進行了一定的探討,以供同行參考。
關鍵詞:光纖通信技術;電力系統;應用
1引言
隨著現代化高科技的不斷發展,以光纖通信作為通信傳輸方式的通信網逐漸發展起來,這能夠使信息傳輸得以加快,能夠在很大程度上滿足社會的需求。在電力通信中,起初鋪設光纜主要是引用電信的傳統方法,例如管道、地埋與架空等,這也是光纖通信系統的主題。為了能夠使電力通信更加地穩定可靠,對光纖通信技術地研究與分析進行加強十分關鍵,同時,可以將研究的結果作為光纖通信技術的發展理論基礎。因此,對光纖通信技術在電力系統中的應用進行加強具有十分重要的現實意義。
2光纖應用于電力通信的優勢所在
2.1帶寬大、傳輸速度高
在電力通信中,光纖相較于傳統的銅線或電纜在帶寬上更加寬廣。若銅線或電纜是城市中緩慢流淌的人工河流,那么光纖則是奔騰入海的黃河。進入信息時代,電力通信網面對著越來越大的需求,為了更快地發展電力系統、實現電網的全面數字化,必須進一步提高信息的傳輸量,而帶寬大、傳輸速率高的光纖通信技術,正好可以滿足電網通信越來越高的要求。
2.2信息傳輸損耗低
經濟的發展使得電力通信不斷擴大建設范圍,為了推動數字電視與有線電視在偏遠地區的發展,電力行業不得不在一定范圍內建立中繼站,以形成電力通信傳輸網絡。以我國西部地區為例,若要形成電力通信網絡,必須要進行諸多傳輸網絡的建設,而該地區地形復雜,使得通信工程常面對著極為復雜的建設難題。再加上傳統電信傳輸網多為銅線或電纜,其性能無法支持長距離傳輸,甚至在較短距離內的傳輸也出現了明顯的信號損耗,導致中繼站投入費用不斷加大,這無疑不利于電力行業的發展。
2.3抗干擾、腐蝕性
光纖在電力通信方面具有非常高的安全性,既可以抵抗外界物質帶來的腐蝕,又可以與其他電力線路絕緣,和雷電絕緣,屏蔽雷擊、保護其他電力線路,甚至還能抵抗周邊環境帶來的電磁干擾,使信息與數據在傳輸過程中不會受到破壞。
3光纖在電力通信中的具體應用
3.1自承式光纜
自承式光纜是一種主要用于江河、山谷以及雷電集中區域的光纖,其通信網絡主要依靠高壓輸電線的桿塔來架設網絡。這種光纜不會改變輸電線桿塔的結構,直接掛載在桿塔上,故給桿塔造成的負載非常小。其技術保障非常可靠,使得該光纜質量極少受到其他因素的影響,在通信量也有很可靠的保障。尤其在環境性上、傳輸性上以及光纜的機械性上,都有非常鮮明的優越性,即使遇到沖擊與震動也不會出現任何問題。并且,由于這種光纜的主材料是質量輕、強度高的非金屬,在抗電磁干擾與耐腐蝕兩方面可謂優勢鮮明,故可以實現最有效的數據傳輸。
3.2光纖復合地線
所謂光纖復合地線,主要是指在電力傳輸地線中同時存在的光纖單元。根據骨架的不同,可分為鋼管型、鋁骨架型以及鋁管型3種,在骨架的支撐和保護管的保護下,光纖單元得以具備較高的安全性與可靠性。作為一種架空地線,該光纖不僅具有光學性能,也具有電氣性能與機械性能,可以用于輸配電線路的架空接地。由于光纖復合地線可以屏蔽掉輸電線路遭遇的雷擊,所以不必經常進行維護。需要注意的是,該光纖投資成本高,故多用于新電路建設與舊電路更新。受不同區域經濟條件限制,這種光纖主要應用于東部沿海的工業城市,在西部仍然有待進一步的普及。
3.3光纖復合相線
如其名,光纖復合相線在結構上與光纖復合地線非常相似,但在設計上、安裝上以及日常的運行上,則與光纖復合地線存在著極為顯著的差異。在設計方面,以光纖使用的接線盒為例,相線除了使用終端接線頭,還要使用中間接線頭。在安裝方面,相線對于技術的要求要比其他兩種光纖高得多,除了要在安裝前計算好掛點與弧垂張力等參數或系數,還要以光電分離技術與光纖接續技術將光纖單元進行分離。而在運行方面,由于該光纖要架設在高壓輸電線的桿塔上,日常還要涉及到與高壓線之間的絕緣問題。盡管這種光纖在設計、安裝及運行上都比較復雜,但是這種光纖構成的三相電力體系卻可以實現電網通信的自動化,對于提高電網傳輸質量/數量有著非常積極的意義。并且,這種光纖還能避免電力通信在路由協調、頻率資源分配以及電磁兼容等方面發生矛盾沖突,其地線絕緣的運行原理也能起到節約電能的效果。
3.4全介質自承光纜
在35kV、110kV與220kV的電壓輸電線路中,對于全介質自承光纜的應用比較多,該技術主要是通過改進升級原有的線路,直接利用高壓輸電線桿塔自己的通信網絡。通常來說,全介質自承光纜技術的環境適應性較強、抗干擾性高,而且傳輸性能與光纜機械性能也比較高,在實際施工的過程中,與其他傳輸線路一起鋪設,而不受其他外界電磁信號的干擾,這對于電力通信系統高效性與便捷性的提高有著十分重要的現實意義。全介質自承光纜將非金屬材料作為主要的組成材料,例如,光纜的外套主要是由耐痕材料或者是聚乙烯材料構成的,這能夠使光纜的抗干擾能力得以很大程度的提高。在對全介質自承光纜進行工程設計的過程中,應該根據實際需要,來對外護套進行選擇,并且需要結合工作環境的變化,例如溫度、風速以及雨雪等自然因素,來對施工工藝進行制定,從而使電力通信系統的安全性得以保證。
4電力通信中光纖通信技術的發展方向
4.1光接入網
隨著經濟社會的不斷進步,科學技術水平的提高,網絡技術的不斷發展,具有網絡主宰高度集成數字化的智能網絡將成為未來的一大發展趨勢。目前,網絡的主要接入方法仍然是采用具有良好傳輸質量的雙絞線,其與光纖接入網還存在著較大的差距,后者不僅能夠使網絡管理與維護的成本得以降低,而且還能夠通過光透明網絡的形成達到多媒體的實現。
4.2光纖的使用
隨著社會中IP業務量的迅速增加,需要對電信網絡進行不斷地創新與發展,而新型光纖的出現就是其發展的基礎。與傳統單模光纖相比較來說,新型光纖不僅傳輸距離較遠,而且傳輸的質量也比較高,因此,新型光纖的研究與開發是電力系統發展的關鍵。由此可見,隨著城域網與干線網建設要求的不斷提高,電力通信系統的良好發展需要對新型光纖進行研究與開發,而無水吸收峰光纖和非零色散光纖等新型光纖就是社會發展下的產物,目前,在技術上已經得到了支持與認可,只有對新型光纖進行不斷地開發才能促進其長遠發展。
4.3光網絡
光網絡是指具有容量大、網絡范圍廣、網絡節點多等特點的網絡系統,同時,對網絡的透明度進行增加不僅能夠對不同的信號進行有效地連接,而且對于網絡靈活性與網絡恢復速度的提高而言十分有利,進而在很大程度上使電力系統的正常運行得以保障。目前,在很多發達國家中,對于光聯網項目方面投入了較多的人力與資金,隨著光聯網在通信系統中的不斷發展,光聯網技術在我國也逐漸應用起來,使其在電力通信的發展中逐漸占據重要地位。
5 結語
隨著光纖通信技術的不斷發展,對于電力系統的發展有著十分重要的推動作用。在電力系統中應用光纖通信技術,能夠極大地提高電力通信系統的傳輸效率與質量,對于現代電力系統的建設有著十分重要的現實意義。因此,對電力系統光纖通信網研究進行不斷地深入,將會極大地促進電力系統建設的逐漸完備。
參考文獻
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作者:黃道芳 單位:福建水口發電集團有限公司
責任編輯:電力交易小郭
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