基于IOPPC 的全光链路智能光纤网络监测管理系统

邹晓明ZOU Xiao-ming；刘楚群LIU Chu-qun

（广东电网有限责任公司河源供电局，河源517000）

0 引言

IOPPC 试点项目选取新投运的110kV 线路，在基建阶段就将光纤编码应用于光缆、光缆接头盒、尾纤、跳纤等光纤介质产品，实现光纤介质产品的光学编码化[1]、智能化，系统光学识别光纤编码，将光纤链路物理组成部件转化为一个个独立的光纤编码加以识别、呈现、管理。另外，以光纤编码反射相同光波的能量作为诊断依据，实现光纤链路中光纤编码产品的实时监测、诊断和故障定位。最后，通过光纤线路、机房光学部件的全光链路管理与智能态势感知，搭建光纤网络的资源管理、物理关系识别、实时诊断监测一体的智能光纤网络监测管理系统。

1 IOPPC 技术特点

光纤复合相线（Optical Phase Condutor，以下简称OPPC）是将光单元复合在常规的钢芯铝绞线上，兼作传送负荷电流和光信号的复合式线缆。该光纤复合相线包括位于外层的电线股线以及位于内层的光单元，其中IOPPC是广东电网自主研发的新型光缆，光单元采用绝缘材料，用于传送光信号，电线股线为常规的电缆绞线，用于传送负荷电流[2]。使用光纤复合相线后光缆和输电线路一并架设，而传统的ADSS 光缆架设在相线下方，容易遭受外力破坏，因此IOPPC 光缆具备运行安全稳定、成本低的特点。（图1）

图1 IOPPC 光缆结构图

相比OPPC，IOPPC 有如下优势：首先是光单元全绝缘，无钢管护套，引下的光单元的接续、维护检测操作无需停电、无触电危险，减少光纤通信维护对电力用户的影响。另外，全绝缘光单元具有良好的密封性能、强韧度和耐热性能，受热超过一定温度后将软化而不至于粘滞在光纤上，实用性好。全绝缘OPPC 塑料包封最高耐受温度150℃，可承受线路短路时，大电流造成的导线短时温升至150℃的风险。OPPC 直接分离套管技术可将导线及光单元在任何位置实现直接分离，解决了传统OPPC 必须在耐张塔引下及分离光单元，极大提高了光单元分离的方便性。解决了需定长配盘、可快速事故抢修的问题。

2 基于光栅编码的智能光纤网络监测管理系统

如图2 所示，智能光纤网络监测管理系统由监测中心、监测站、扩展盘、集中器、智能配线盘、智能跳纤、故障定位器等设备组成。监测中心以服务器为基础，运行智能光纤网络监测管理系统软件，是系统资源数据、运行数据、GIS 数据的存储、计算、呈现中心，为系统网络数据集中管理的平台。监测中心通过网络分别与监测站、扩展盘、集中器连接，其中基本配置为监测中心和监测站，当需要智能光配时需配置扩展盘和集中器。

监测站（智能光纤网络管理系统监测站）是系统前置监测设备，对接入的光纤进行实时识别、实时监测、实时管理，并将测量数据上传监测中心。监测站背板拥有16 个端口，用于接入监测光纤；其中智能光配需要采用跳纤接入扩展盘，备纤光缆监测接入带故障定位器的光缆。

图2 智能光纤网络监测管理系统

图3 基于IOPPC 的智能光纤网络监测管理系统

扩展盘（智能扩展盘） 对监测站端口进行扩展和1550nm（1530-1560nm）通信光波进行耦合；监测站光纤端口使用普通单模跳纤接入到扩展盘背板光纤接口中即可实现监测站的光路连接；前面板分为两层一一对应的光纤（LC）单模端口，上层采用智能跳纤接入智能配线盘，下层对应端口采用普通跳纤接入通信设备光路。

集中器（集中控制器）通过网络将智能配线盘的基础数据集中向监测中心传送，通过CAN 总线最大连接96 个智能配线盘，智能配线盘带有RJ45 的供电和数据传输口。

智能光纤配线盘（配线盘）由12 芯智能尾纤组成，智能配线盘成对出现分别置于光缆两端，与光缆采用熔接串联。智能光纤配线盘光纤端口采用智能跳纤连接到扩展盘上层光纤端口；或者利用智能跳纤连接两个智能配线盘端口实现两根光缆的互联。智能光纤配线盘端口具备插拔感知和状态指示，端口下方拥有LED 指示灯，供电后12 端口指示灯开始跑马灯闪烁，插入跳纤指示灯呈绿色，端口故障指示灯变为红色。

光缆故障定位器（故障指示器）用于光缆接头盒内，对光缆进行光学分段，分段进行光缆识别、诊断使用；其分为光缆故障定位器和末端故障定位器两种，光缆故障定位器采用钢管封装，两端裸纤可直接和光缆熔接，用于光缆接头盒；末端故障定位器，采用铠装封装，两端采用FCLCSC 等端头，用于光缆末端配线盘。

3 智能光纤网络监测管理系统的应用研究

河源供电局选取110kV 塔绣线作为科技项目的具体应用场景，如图3 所示，24 芯的IOPPC 与24 芯的OPGW光缆分别选取一对业务通讯、一对非业务通讯、一对备用纤芯进行安装故障定位器，监控系统能自动识别光纤链路中光纤编码，实时展示光缆运行状态、各光纤链路组成部件之间的实时物理关系以及故障地理定位。以杆塔为点，在每个故障定位器安装处采集定位信息，监控系统以GIS 界面进行运行监测，提升了系统的可视化水平，更直观地将光缆故障地理信息展示出来，提升光缆的故障查找效率。

4 结语

本文在IOPPC 的基础上实施全光链路智能光纤网络监测管理系统，通过光栅监测站实现光纤、光纤连线等光路介质设备的远程智能识别，大力推进电网光纤链路管理的精细化工作，提升光纤链路网管理效率[3]。