电力通讯系统光纤通讯的应用实践

杨紫忠 张建波 王禹 李帅

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1 概述

上世纪70年代，随着低损耗光纤的问世，光纤开始以其自身特有的优点逐步代替电缆，在一些国家和地区的电话局之间开始使用。全世界范围内也开始了光纤通讯的研究，在科研领域掀起了规模空前的研究热潮。由于光纤通讯结构清晰，优点突出，因此，在发展中不断前进，随着社会需要的增加，光纤通讯具有良好的发展前景。

2 电力系统中光纤通讯的技术优势

2.1 抗干扰

由于光纤的主要成分是石英，这种材质具有只传光、不导电的特性，因此，光纤一般不会受电磁场的干扰，在其中进行光信号的传输也不会受电磁场的影响，它的抗干扰能力是其它通讯技术无法比拟的。因为电力系统中有着大量的电气设备，这些设备运行时，难免会产生电磁干扰，应用光纤通讯，基本可以不受任何影响，确保通讯的稳定性。

2.2 安全可靠

光纤通讯具有较高的保密性，其能够保证每一组信号都经由专属的波段或频率进行传输，由此确保了信息传输的安全性。同时，光纤通讯的可靠性也比较高。正常情况下，构成系统的设备越多，故障的发生几率就越大，因光纤通讯系统中的设备相对较少，从而降低了故障发生率，可靠性随之提升。不仅如此，光纤设备的使用寿命较长，无故障工作时间最长可以达到75万个小时，只要安装调试正确，光纤通讯便能够长时间可靠运行[1]。

2.3 容量大

在进行电力信息传输时，光纤的宽带最大，它的通信容量是微波通信的十几倍。对于电力通讯系统而言，每个单独传输的数据信息量都相对较小，但总的信息传输量却比较大，通过光纤通讯可将独立的信号经由特定的波长进行传输，由此大幅度提升电力信息的传输准确性。目前，在所有通信系统中，光纤通讯的损耗最低，这一特点使光纤通讯具备了较长的中继距离。

3 电力通讯系统光纤通讯的应用分析

由于电力特种光缆附加于电力线或加挂于电力杆塔上，因此，受外力破坏的可能性小，可靠性高，虽然其电力特种光缆的造价相对较高，但施工建设成本相对较低，经过多年的发展，电力特种光缆的制造及工程设计已经成熟，在国内电力通讯系统中已经开始得到大规模的应用。电力特种光缆依附于电力系统自己的线路资源，避免了在路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，有较大的主动权和灵活性。电力光纤通讯系统与其它光纤通讯系统最大区别之一就是光缆的特别性。目前，在我国应用较多的电力特种光缆主要有ADSS、OPGW和OPPC光缆。

3.1 ADSS光缆

ADSS光缆是全介质自承式光缆的英文缩写，这种光缆在我国很多电压等级的输配电线路中都有应用，如220kV、110kV等等，尤其是在一些已经建成的线路上应用更多，它的应用为电力系统直接通过高压输电杆塔建立通讯网络提供了可能。ADSS光缆较为显著的特点之一是能够适用干特殊拉力环境以及跨越河流、山谷和雷电密集区的架空敷设，同时其还具备优良的光纤传输性能、机械性能以及环境适应性能，能够与高压电力线路同杆架设，并且传输信号不会受到强电场环境的任何干扰，也不会使通讯量受到影响，这一特点是电力通讯系统最为需要的，故此，ADSS成为电力通讯最有效的传输方式之一[2]。

3.2 OPGW光缆

OPGW光缆是光纤复合地线的英文缩写，其也被称之为光纤架空地线，简单来讲就是在架空地线当中复合光纤。OPGW光缆最为显著的特点是可靠性较高、且不需要进行维护，唯一的缺点是造价过高，既适用于新线路建设，也可应用于旧线路改造。OPGW光缆一方面可以作为输电线路的防雷线，可对输电线路起到防雷屏蔽保护作用；另一方面可以借助复合在地线中的光纤进行信息传输，这两方面的功能使其被广泛应用于电力通讯系统当中。

3.3 OPPC光缆

OPPC是光纤复合相线的英文缩写。在电网中，有些线路可不设架空地线，但相线是必不可少的。为了充分利用电力系统自身的线路资源，满足电力系统通讯的需要，与OPGW光缆技术相类似，在传统的相线中以合适的方法加入光纤，就成为光纤复合相线（OPPC）。OPGW与OPPC虽然它们的结构相似，但从设计到安装和运行，它们有原则的区别。OPPC光缆作为电力输电线路中的相线，在输送电能的同时又能进行信息传输，充分利用了电力系统自身的线路资源，是用于电力通讯的又一种特种电力光缆。

4 光纤通讯未来的发展趋势

4.1 光纤通讯将发展成全光网

光电子技术的核心问题就是光转换成电或者电转换成光。未来的光通讯将会发展成全光网，未来的计算机将先后经历量子计算机和光子计算机两个阶段，光子计算机主要是利用光的并列特点，瞬间就能把一个二维图像调过来[3]。

4.2 光存储容量不断增大

光存储技术在上世纪末兴起，它对信息的存取产生了巨大影响。现在普遍应用的光盘就是光存储的一种简单形式。现在正在充分利用光的特点研究比光盘的存储密度和记录速度更大的技术，也就是要在理论上开放光存储的大容量技术。

5 结语

总而言之，随着科学技术水平的不断提高，光纤通讯技术获得了长足的发展，其在电力系统中的应用大幅度提高了系统运行的安全性、可靠性和稳定性。在未来一段时期，应当加大对光纤通讯技术各方面的研究力度，尤其是在电力系统中的应用研究，充分发挥出光纤通讯技术的优势，进一步提升电力系统的运行水平，这对于促进我国电力事业的发展具有极其重要的现实意义。