基于电力通信的光纤通信技术应用分析

韩兵广

（河北省通信建设有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引 言

在信息时代发展背景下，电力通信系统设计会影响到人们正常的生产生活。为了保证电网运行的稳定性，需要在电力通信设计过程中融入光纤通信技术，提高信号传输效率，增强电力通信系统的抗干扰能力，缓解电力工程面临的通信压力。想要全面提高电力工程企业的发展质量，需要有针对性地进行光纤通信技术应用，为广大电力用户提供优质高效的通信服务，加强通信系统的适用性。

1 电力通信中光纤通信技术的重要性

我国电力市场的竞争变得越来越激烈，要想全面提高自身的市场竞争力，就需要电力企业加大对电力系统通信设备的开发力度，全面提高电力通信系统的运行安全，保证信息获取及时性的同时提高电力通信的时效性[1,2]。让电力通信系统成为人们日常联系沟通的主要途径，也是各领域工作开展不可或缺的重要技术，电力通信的实现能够打破传统空间和地域的限制，加强全球各国之间的密切联系，电力通信系统的可靠性变得尤为重要。

2 光纤通信技术的特征

光纤通信技术具有的应用优势，能够满足国家电力系统信息传输的根本需求。电力信号传输需要适应不同的天气变化，降低自然环境与物理环境对光纤传输稳定性的影响，能够自主实现数据修复。光纤通信技术的应用为电力通信企业创造更高的经济效益，通过与多种网络类型之间的融合发展，降低电力系统设计过程中的资金损耗。数字化光纤传输系统如图1所示，详细记录了数据传输的主要路线及程序运行流程[3,4]。

图1 数字化光纤传输系统

3 基于电力通信的光纤通信技术应用

3.1 光纤复合架空地线

在进行电力传输线路设置的过程中，光纤复合架空地线（Optical Fiber Overhead Ground Wire OPGW）中含有的光纤单元能够支持光纤电力通信的实现，全面提高电力通信的安全性，不需要频繁进行技术维护，但在设计阶段需要投入较高的建设资金，通常被应用到新线路建设和旧线路地线更换中。光纤复合架空地线可以作为输电线路的防雷线进行铺设，能够在雷雨闪电天气屏蔽输电导线，起到线路保护的作用，同时复合地线中的光纤单元具有信息传输功能。

光纤复合架空地线属于架空地线与光缆的结合体，但其设计并不是简单进行混合应用，自身具有理想的光学性能，能够满足架空地线对机械和电气性能的根本要求，因此通常被用于架空接地线输配电线路中，含有的光纤单元设置在系统保护管内起到运行保护的作用，全面提高光纤通信传输的可靠性和灵活性。OPGW在新线路建设中的应用与传统线路建设形式相比，建设费用保持在稳定状态，在旧线路更换中的应用只需要技术人员进行地线更换，不需要重新计算负荷，杆塔现有的建设强度足以支撑光纤通信[5]。

光纤复合架空地线的安装方法与电力线张力放线的流程完全一致，不需要使用辅助工具，其整体结构包括铝管型、铝骨架型以及钢管型(不锈钢材质)。结合当前我国电力通信的发展情况来看，OPGW技术的创新与完善能够全面提高电力工业的输电容量，推动架空线的超高压化发展，并逐渐向自动化管理转变，是现代化电力工程改革的重要内容。OPGW属于时代发展衍生出的高新技术产品，国外针对光纤复合接线产品的研发体系较为成熟，相比之下我国仍然处于技术发展阶段，随着国内OPGW的使用需求不断增长，需要加大对OPGW的研发力度[6]。单层OPGW和双层OPGW的截面如图2所示。

图2 光纤复合架空地线的截面图

3.2 光纤复合相线

光纤复合相线（Optical Phase Conductor，OPPC）如图3所示。在电网设计过程中，一部分线路可以不设置架空地线，但相线却是不可或缺的技术设备。想要保证光纤联网，需要对复合相线进行改良，与OPGW技术相同在相线结构中设置光纤单元。光纤复合地线和复合相线的整体设备结构存在趋同性，但结合设计、安装以及运行各阶段的工作开展情况来看，OPPC与OPGW之间存在明显的原则性差异。其中OPPC的设计安全需要建立在电力系统所具有的线路资源上，有效避免运行阶段频率资源和电磁兼容等与自然因素间存在突出矛盾，全面提高路由协调性，属于电力通信发展中形成的特种电力光缆。西方国家最开始尝试在150 kV以下的电力系统中运用OPPC，现今OPPC成为电压电力线路设计中的重要组成部分。结合OPPC在我国电网设计中的应用，35 kV以下线路主要采用三相电力系统传输形式，仍然沿用传统的电力通信方式。需要借助OPPC取缔传统三相中的某一相，最终构成的三相电力系统主要结构为两根导线与OPPC混合应用，不需要建立新的通信线路，足以满足电网的自动化建设需求，解决当前线路的调度和通信问题，全面提高线路传输的整体质量。工程设计中OPPC的应用，需要对照OPGW的设计流程，保证三相导线设计的规范性，保证弧垂的张力，精准进行挂点计算，合理设置配盘与档距等。同时在OPPC施工设计的过程中要采用光纤接续和光电子分离技术分离运行相线与光纤单元，OPPC的接头盒与其他类型的光缆接头盒存在明显不同，主要分为中间与终端两种形式，并对高压绝缘性提出严格要求[7]。光纤复合相线常见的几种结构如图3所示。

图3 光纤复合相线

3.3 电力特种光缆

电力特种光缆的常见类型有MASS、OPAC、ADSS以及OPGW等，电力特种光缆具有独特的性质和特点，通过基础支架设置获取线路杆塔资源。ADSS和OPGW在我国电网设计中的应用更为广泛，同时其光缆安装形式具有特殊性，整体构造十分复杂，需要对传统的安装流程进行创新，通过特种光缆的设置降低外界因素对电缆的损害。电力特种光缆的研发费用较高，但在电力系统工程中的安装阶段，整个施工流程都在线路杆塔上进行，能够降低施工过程中的资金投入，起到节约工程项目费用的作用[8]。

ADSS类型特种光缆的维修和维护流程十分简便，能够在保持电源连接状态的过程中完成系统安装，不会对用户的正常电力使用造成影响，通常被应用在存在较大跨距和强电场的线路铺设环境中，其运行不会对铁塔带来负面影响，具有良好的绝缘性能，能够起到预防外界通信干扰的作用，提高电力传输系统运行的稳定性，将电力信息传输到多个工程区域。OPGW光缆的应用全面提高了电力通信质量，具有较长的使用周期，降低系统运行造成的线路损耗，安全性较高，能够预防数据盗取风险，减少光缆维修和重建的次数，全面提高电力通信系统的运行效率，但缺少抗雷击能力，经常出现线路损害问题，不利于电力通信系统工程的持续运行[9]。

4 光纤传输组网技术

4.1 同步数字体系

同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）的应用能够实现信息交换和线路传输，将得到的通信数据统一传送到多个区域的通信网络中，有效解决核心网与局部网络连接过程中存在的接入问题，保证网络信息传输的同步性。采用标准映射法与复用法，进行传输信号转换，获得更高等级的SDH信号。此外，SDH在使用过程中体现出了优秀的传输能力，具有较高的安全性，能够提高电力通信系统的运行可靠性[10]。

4.2 波分复用技术

波分复用技术的应用能够让同一根光纤复合出具有不同波长的光信号，主要分为密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）和粗波分复用（Coarse Wavelength Division Multiplexing，CWDM）两种形式，参考相邻峰值波长距离，得到的光纤复用传输波长信号数量不同。我国光纤通信技术的创新与完善，推动电力通信系统的进步发展，具有良好的发展前景。

5 结 论

电力企业高层管理人员需要了解光纤通信技术的功能特点，分析光纤通信技术为电力通信带来的有利影响，制定出合理的应用方案，保证电力系统的稳定运行，全面提高电力通信的速度和效率。