小區配電網中的通信系統安裝工藝探討

郝家敏

(華東送變電工程公司，上海201107)

[摘要] 介紹了小區智能配電網中通信系統的幾種組網方式，闡述了基于EPON技術的小區配電網中通信解決方案，總結了施工中目前存在的難點及不足，并結合施工經驗及小區配電網的施工特點，提出了優化安裝施工工藝，可以有效提升小區配電網中通信系統的可靠性與穩定性，旨在為同行業者提供借鑒與參考。

關鍵詞 EPON 小區配電網 通信 安裝工藝

中圖分類號 TM73;TN915.853

1目前常用的配電網通信技術

1.1電力線載波通信

電力線載波通信(PLC)是電力系統特有的通信方式，利用輸電線作為傳輸媒介，將數據調制成載波信號或擴頻信號耦合到現有電力上，傳輸語音數據、遠動信號、電報及遠方保護信號其優點在于電力線非常堅固，可以應對自然界的各種不利因素(如惡劣天氣、外力破壞等)，保證載波電路的穩定運行，同時其傳輸信號的路徑與電力線的路徑吻合，可以降低投資成本，維護也很方便。但其缺點也顯而易見：電力線間歇性噪聲大，信號衰減嚴重，大規模組網比價困難。該技術現在主要用于對實時性與可靠性要求不高的小規模系統中。

1.2無線通信技術

無線通信使用電磁波作為通信載體，不需要固體介質。微波通信具有容量大、建設速度快、抗災能力強等優點，主要用于視距或超視距的中繼通信。其缺點是繞射能力差，易受干擾。目前使用無線通信技術的方式主要有窄帶數傳電臺、擴頻電臺、寬帶無線通信以及無線公網通信(GPRS)等。

1.3光纖通信

光纖通信是以光波為信號載體，以光纖為傳輸媒介的通信方式。光纖通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大以及抗電磁干擾能力強等優點。光纖通信的具體組網方式目前主要有以下幾種：基于SDH/MSTP的光通信、基于“RS232/485光貓”的光通信、基于工業以太網交換機的光通信以及基于以太網無源光網絡( EPON)的光通信。

基于SDH/MSTP的光通信在主干電力傳輸網中的應用非常廣泛，高傳輸帶寬、支持多種環網保護協議、抗干擾性強等性能為電力通信提供了一個健壯的平臺。但在配電網自動化通信中，SDH設備對其工作環境要求較高、帶寬利用率較低、施工難度較大、成本較高。

基于“RS232/485光貓”的光通信利用光貓設備將RS232/485信號進行長距離延伸，從而將配電自動化終端以RS232/485總線方式連接起來，上行通信接口通過協議轉換設備在通信子站進行匯聚。大量的配電自動化終端設備通過光纖進行串接，組網簡單、成本低廉、配置靈活，但它無法實現和子站設備間的統一網管、通信效率低、無法承載大容量以太網數據、抗電磁于擾能力差、光纖資源利用率低。

基于工業以太網交換機的光通信組網是通過在配電網中各個監測點布放工業級交換機，進行光纖連接組建基于EAPS協議的光纖以太網。工業以太網交換機具備高帶寬、環網保護、IP化趨勢等優點，但其對配電網光纖走向要求較高，無法滿足配電網通信的點到多點通信結構、擴容性、抗多點失效等要求。

基于以太網無源光網絡( EPON)的光通信克服了以上幾種光通信組網方式的缺點，具有高帶寬、擴展性強、與現有以太網兼容、管理方便等特點，在配網通信中應用廣泛。同時EPON繼承了以太網的低成本和易用性，是光纖到戶(FTTH)中性價比最高的組網方式，為智能電網的遠景應用提供了擴展空間。

2 EPON在配網通信中的應用

EPON通信網絡的全部構架分三層：主控制層、骨干通信層與接入端通信層。其在配網中的常用解決方案如圖1所示。

其中，主控制層為以太網構建，骨干通信層一般采用SDH/MSTP環網，接入端通信層采用PON結構組網。在小區配電網項目施工中，主控制層、骨干通信層均已建好，我們面對的主要是接入通信層PON組網的施工。

EPON(Ethernet Passive Optical Network)，基于以太弱的無源光網絡，是一種采用點到多點(P2MP)結構的單纖數據雙向傳輸的光纖通信技術，由局側的光線路終端(Optical Line Terminal，OLT)、中間的光分布網絡(Opti-cal Distribution Network，ODN)以及用戶側的光網絡單元(Optical Network Unit，ONU)組成。一個基本的EPON組成如圖2所示。

3小區配電網通信系統安裝施工現狀分析

3.1設計深度不足

電力通信系統的設計要求設計人員對電力系統和通信系統都很熟悉，而在現實中，這樣的設計人員相當匱乏，導致在電力通信工程設計中，囿于設計人員自身的素質，施工圖設計都達不到足夠的深度。在作者接觸的住宅小區配套項目中.通信部分的設計圖紙一般只有外線光纜走向圖、系統通信施工圖，而對于小區內光纜的路徑，一般只有一句“沿電纜通道敷設”。系統通信一般只有變電站內通信設備的安裝圖、，對于用戶電能采集器、集中器等用戶側部分基本不涉及，造成施工單位無圖可依，小區內的通信安裝亂象叢生，使得以后的維護工作量增加。

3.2涉及專業多，需其他專業協作施工

通信系統是小區配網的重要支持系統，貫穿所有專業。住宅小區配套項目一般有電纜專業、土建專業、變電專業、通信專業參與。在通信施工中，因為圖紙設計深度不足，許多通信預留孔洞沒有設計，這就要求土建階段通信施工人員就要介入，確保通信預留孔洞滿足要求。許多新建小區都采用箱式變電站，空間有限，通信專業要與變電專業協調，確保通信設備的安裝空間。小區內的配線光纜一般都采用光纖復合低壓電纜( OPLC)，而OPLC是電纜專業施工的，為了確保OPLC敷設長度滿足通信需要，在電纜敷設時需要通知電纜專業施工人員，不得隨意切斷OPLC電纜。作者就多次遇到電纜施工人員隨意切斷OPLC，導致光纖長度不足，只得重新敷設一根光纜的事故。

3.3施工人員缺乏通信知識，施工質量低下

通信作為一個獨立的專業，與其他專業有許多本質的不同?，F階段，由于電力設施許可證的門檻，電力通信項目的施工大都由熟悉電力安裝的單位負責施工。這些施工隊伍有豐富的電力工程施工經驗，但對于電力通信這樣跨學科的特殊項目，在經驗和知識上大都不足。作者在實際工作中就多次遇到過施工人員敷設光纜時采用電纜的施工方式，造成光纜受損無法使用的事故。由于缺乏光纜線路、通信設備施工特點的相關經驗和知識，造成電力通信施工質量的低下。

4 EPON安裝工藝要點

4.1光纜敷設

主干光纜敷設：小區配電網中使用的光纜均為普通非金屬光纜，其機械強度較小，一般采用人力沿已建排管內敷設。光纜在敷設前應進行單盤測試，以確保光纜出廠質量合格。在管道內光纜施工前，應檢查進行管孔位置、管孔是否通暢。先在管孔內敷設保護子管，多根子管宜采用不同顏色加以區分。光纜敷設過程中應保持勻速牽引，牽引速度在10 m/min左右。施工中全線保持聯絡暢通。在光纜路徑轉彎處(上下或左右)加裝導向滑車，以防止光纜彎曲半徑過大，造成損傷。光纜施工中的彎曲半徑不得小于光纜外徑的20倍。光纜敷設到位后要預留足夠的接續長度，一般余纜長度為5m。光纜端部要密封處理并做好標記，以方便接續人雖確定光纜連接的終端名稱。

樓宇內光纜敷設：樓宇內進戶光纜一般選用皮線光纜，此種光纜抗拉強度弱，在敷設時要特別注意牽引力度。樓內垂直方向沿弱電豎井內走線槽敷設，超高建筑每50 m導引一次，同時將下端已敷設到位的光纜綁扎牢固，防止自重損傷光纜或過長導致光纜扭曲、打小圈。無弱電豎井的建筑，要加裝阻燃硬質PVC保護管。樓內水平方向皮線光纜要安裝在硬質阻燃PVC保護管或鋼管內，采用暗管時，預埋管線控制在30 m以內，超過30 m要設過路箱，每段預埋管的彎曲不得超過2處，不得形成S彎。

OPLC復合電纜一般由電纜專業施工，其施工方法參照低壓電纜敷設方式。OPLC進入變電站后，站內通信設備與OPLC線纜還有較長距離，此段一般選用尾纜連接，尾纜特性與皮線光纜類似，敷設在站內電纜溝或線槽內，敷設前要先敷設保護管，然后穿保護管敷設。

4.2 ODN及ONU設備安裝

ODN包括線路和設備，其設備主要是光連接器與光分路器(分光器)。小區配網中的ONU按照遠景規劃，一般有3種用途：配網自動化、用電信息采集(自動抄表)、三網融合。目前筆者接觸的項目只有配網自動化、用電信息采集用ONU。配網自動化用ONU安裝在箱式變電站(WX)，環網柜(WH)、街坊站(PT)、開關站(KT)中的FTUlRTU/TTU等設備附近，用電信息采集用ONU安裝在用戶電表附近。

配網用ONU與ODN設備安裝在設計位置，箱式變電站、環網柜等成套設備都設有通信小箱，里面有專門安裝位置，按照圖紙說明安裝即可。街坊站與開關站內的相關設備一般安裝在通信屏內，安裝位置在ODF(光纖配線模塊)的上方。

用電信息采集用ONU安裝在配電間內(一般在二樓或底層)，每幢樓的每一單元安裝一個，;通過信息集中器與采集器與智能電表采用RS485通信電纜連接。ONU安裝在定制的ONU表箱內，ONU安裝的位置應便于電源連接(ONU設備的用電沒有設計圖紙)，引入的電源線加裝阻燃硬質PVC保護管。安裝高度一般在1.5 m。

4.3光纜接續工藝

在電力通信工程中，光纜接續采取熱熔法，不采用冷接法。熱熔法的原理是光纖熔接機的電極放出高溫電弧將石英光纖熔化，同時運用準直原理平緩推進，以實現光纖模場的耦合。熱熔法的熔接質量比冷接法高出許多。熔接前要去除光纜前端牽引時直接受力的部位，然后根據接頭盒的固定位置及盤纖余量確定開剝的外護層長度，用滾刀等專業工具去除光纜的外護層。外護層去除后，清理光纖束管外的油膏，然后根據接頭盒的加強件固定位置切除多余的光纜加強芯，將光纜固定在接頭盒內，并切除光纖束管，露出光纖，清理光纖附著的油膏，同時確定纖序。在光纖上套上帶有鋼絲的熱縮套管，然后用米勒鉗出去光纖的涂覆層，并用酒精擦拭干凈。將光纖放入光纖切割刀進行端面制備，光纖切割時要準、穩、快。光纖應是被崩斷的，切好后的光纖用肉眼觀察應端面平整，無毛刺、缺損。若出現缺陷，應重新切割。將制備好端面的光纖放入熔接機內，按照熔接機操作步驟進行光纖熔接。光纖熔接要按照纖序依次進行，連續完成，不得隨意終端，以防止弄錯順序。光纖熔接機一般都可以即時顯示單點雙向平均熔接損耗，此數值應小于0.05 dB，最大不超過0.1dB，整個中繼段所有接續損耗大于0.05 dB的接頭比例不應大于10%。光纖全部熔接好后進行盤纖及接頭盒封裝操作。光纖的盤圈以美觀為準，盤圈的半徑不應小于40 mm，盤繞后要可靠固定，并不得有扭絞受壓現象。接頭盒按照廠家要求進行封裝，密封要良好。架空光纜的中間接頭盒固定在電桿或吊線上，管道光纜的中間接頭盒應牢固固定在人孔壁上。終端接頭盒一般采用ODF，安裝在通信屏內。接頭盒封裝好后要對余纜進行盤扎，余纜盤圈應整齊有序、美觀，不得交叉扭曲受力，捆綁點應不步于4處。

4.4跳纖安裝

小區配網中光纖的跳纖至關重要。跳纖本身的安裝并不復雜，跳纖的對應關系才是施工的難點。在一個1000戶的中型小區內，可能有1～2個中心站、2～5個街坊站、10個以上的箱變或環網柜、100個左右住戶單元，要實現配網自動化以及自動抄表，通信信號從未端傳至信息平臺中間要經過許多環節，整個光通道的建立需要上千根的跳纖，一根跳纖的端口錯誤可能會造成一個或一片信號無法上線。在設計圖紙上，一般光纖通道僅設計到箱變，箱變到環網柜、環網柜到用戶、分光器端口的分配一般不做設計，需要施工單位根據現場情況做優化設計。光纖跳纖的優化設計應從下到上進行規劃，即從最末端的ONU端口開始，繪制其信號通道所有節點的拓撲圖，同時整理出每個節點的上下層光纖線路連接表。這項工作需要獲得現場的第一手資料，并且比價枯燥，但對信號的上線率的提升以及消缺、后期維護等工作有極大的幫助。筆者施工的項目均采用了這種方法進行跳纖布置，所有終端的首次信號上線率都在90%以上，其他施工單位的首次上線率基本都達不到75%。跳纖安裝時，連接法蘭(SC型跳纖)或卡扣(FC型跳纖)要連接緊，跳纖盤整以美觀為準。跳纖安裝好要懸掛標識牌。

5結束語

與傳統的小區配網通信系統相比，基于EPON的通信組網方式有很多優點，最重要的優點是易于拓展更深層次的應用，所以在新建小區多采用這種方式進行配網自動化與自動抄表的建設。對新技術知識和經驗的缺乏，增加了施工的難度，造成了施工質量的下降。理解EPON技術的內涵、積累施工經驗是提升小區配網通信項目施工質量的有力保證。

參考文獻

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