现代化背景下光电复合低压电缆综合研究与应用

王胜维

摘 要 “光电复合电缆”，具有光电合一的特性，既不会给原有线路增加额外负荷，又能够节约空间资源。一次施工既能传输电能，又能提供光纤通道，节省了二次施工的费用，还解决了光缆的电腐蚀，光缆的防雷问题。 本文对光电复合低压电缆综合研究与应用进行了探讨分析。

关键词 光电复合；低压电缆；综合研究

前言

OPLC全称为光纤复合低压电缆，是将光纤复合在低压0.6/1kV及以下配、用电网用中的光纤复合电缆产品，主要用于智能小区或办公楼等配用电网分支，由管道、隧道或直埋等接入光-电分线箱，可垂直或水平布线，引入智能电表和光器件终端。此外，由于接入方式多样性及使用环境的复杂性，光纤复合在低压电缆可根据需求定制，按照电压不同、光纤芯数不同、结构不同进行个性化定制。光纤复合低压电缆最大的特点是融合了光纤通信与电力传输的功能，该产品主要是基于产品的功能以及使用环境等方面考虑进行设计和开发。

1 光纤复合低压电缆的特点

一是集光纤和电力输配电缆于一身，避免二次布线，可有效降低施工、网络建设等费用。相比传统的FTTH而言，使用光纤复合低压电缆作为智能电网用户端接入方案，节约大量的金属、管道、塑料等资源，可有效降低进入小区和用户的各项成本，是目前性价比最高的“最后一公里”接入方案。

二是适用于多种业务类型，适应性强，扩展性强，产品适应面广。使用光纤复合低压电缆，配合相应的设备和器件，由此构建主流的XPON（EPON和GPON）技术，可在一根传输线上实现多种业务，如IPTV、互联网接入、多媒体电话，语音通信，家庭智能电表等业务。

三是具备较强的机械性能，如抗冲击性能和良好的耐测压性能，环境适应能力强。在研发该产品时，要充分考虑到产品的使用环境的复杂性，宽通研发的光纤复合低压电缆按照GB/T7424中E1、E3、E4进行拉伸、压扁、冲击等试验，均符合并优于标准的要求。

四是绿色和安全性能优越。主要考虑到光纤复合低压电缆用于用户接入，在产品设计中融入无卤阻燃、耐火等特性思路，使用绿色环保的材料，基于安全的考虑，使用阻燃、耐火材料。宽通的光纤复合低压电缆完全符合GB/T18380.3、GB/T19216.21、GB/T17651.2等的标准要求[1]。

2 光纤复合低压电缆的结构与设计

OPLC是将光单元和电力电缆、布电线绝缘线芯通过绞合成缆过程复合为一体。电缆的导体和绝缘的优劣等对电性能起决定性作用，而光单元的衰减特性直接影响光单元的中继距离和传输容量。光单元的衰减包括弯曲损耗，微弯损耗和吸收损耗所产生的衰减。弯曲损耗是因为光纤弯曲产生的损耗，光纤的弯曲曲率半径小到一定程度时纤芯内光射线不能满足全内反射条件，使光功率由传输模式转为辐射模式而造成损耗；而微弯损耗是在光纤复合低压电缆成缆过程中，光单元中的轴线发生随机的微小变化，由此而引起的损耗称之为微弯损耗；光纤的衰减是衰减系数来表示的。另外，温度对光单元的衰减有一定的影响。

目前，OPLC电缆结构形式主要有三大类：

一类是光单元位于绝缘单线中心，并进行成缆绞合绕包，这时，光单元位置于多个绝缘单线的中间，优点是节省了成缆时的光纤冗长，缺点是在产品敷设运行过程中，不利于光单元的散热和弯曲，影响光单元的使用寿命和增大了光单元衰减性能。

另一类是光单元位于绝缘单线的外侧，优点是光单元散热性能好，节约了部分填充材料，并且在弯曲的过程中，光纤衰减系数最小。

最后一类是光单元位于护套的内侧，优点是散热性能优越，但易影响成品的外观与不圆度。产品型号由功能代号及电单元加光单元结构型号组合表示。主要是电单元的导体、绝缘、铠装、护套材料选用和光单元结构及纤芯类别表示。根据具体适用的场合不同，产品型号表示也不相同[2]。

3 OPLC应用建议

OPLC利用一条光电复合缆建设沿电力线路的光缆，比常规的导线+普通光缆成本节省约10%，同时节省一次施工费用。既有成本优势，又有施工工程量优势。在技术方面， OPLC由于光缆单元与强电单元复合，相对ADSS可以防止光缆被恶意破坏有防盗优势，而且对线跨越高度明显优于电缆，安全可靠性大大提高，因此采用OPLC具有相对技术及经济优势，建议在0.6/1kV 及以下电压等级的低压配用电网中敷设光缆优先采用方案二。

4OPLC成为电力光纤到表到户的创新解决方案

我国智能电网在接入端光纤化才刚刚起步。国家电网和南方电网的专家指出，智能电网一定需要利用光纤光缆，特种电力光缆和光电复合缆强力支撑。我国利用OPGW、OPPC、ADSS等特种光缆已建成世界上最大的、先进可靠的电力专用光通信网络，其应用水平处于国际先进。总体上呈"骨干网强、接入网弱"、"高（电压） 端强，低端弱"的态势，配电/用户接入侧通信差距较大、通信網基础最薄弱。低压配、用电网通信技术已成为制约智能电网应用的瓶颈。由于传统FTTH方案在用户端改造和铺设的成本过高，目前在用户端接入电网的光纤化率几乎为零，我国智能电网在接入端的光纤化刚刚起步，因此，PFTTH电力光纤到表到户方案采用电力OPLC成为电力光纤到表到户的创新解决方案，主要适用于 0.6/1kV 及以下电压等级，填补了电力光纤到表到户的空白，是解决低压配网、低压集抄及入户通信网所需要的先进、可靠通信介质。

5 结束语

光纤通道是目前最为理想的传输通道，因此积极探索尝试考虑新的技术手段实现以光纤通道作为配电侧的通信通道，从而解决配电侧的通信通道问题就显得十分必要。“光电复合电缆”，具有光电合一的特性，不会给原有线路增加额外负荷，能够节约空间资源。一次施工就能传输电能又能提供光纤通道，又节省了二次施工的费用。还能很好的解决光缆的电腐蚀，光缆的防雷问题。

参考文献

[1] 陆春校，徐眉，魏学志.光纤复合低压电缆前景展望与工艺结构探讨[J].电线电缆，2015，（2）：13-18.

[2] 张刚.电力光纤到户光缆检测系统的设计[J].现代电子技术，2015，04（04）：56-59.