光纤通信技术在电力系统中的运用

光纤通信技术在电力系统中的运用

陈琼

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摘 要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。光纤通信技术一般采用光波传导来进行数据传输，以满足电力系统的通信需求。在这个过程中，光纤是一种导电介质。在信息技术的快速冲击下，我国光纤通信技术得到了优化和创新，为当前电力系统通信设施的正常运行提供了重要的前提条件。光纤通信技术可以灵活地应用于电力系统，通过生产管理来加强电力系统的安全性。本文就光纤通信技术在电力系统中的运用展开探讨。

关键词：光纤通信技术；电力系统；应用

一、光纤通信技术在电力系统中应用的必要性

（1）信息传输损耗低。当前，随着当代社会主义经济的快速发展，为了有效缩小城乡地区的收入差距，促进我国的综合发展，电力企业认为，应尽快建立完善的通信中继站，形成封闭的数字电力通信网络传输技术网络，使所有家庭都能安全使用这种电力通信传输技术。比如，针对目前我国西部部分地区来说，为了尽快形成新的电力通信传输网络，就需要陆续建设很多的电力传输线和网络通信系统，但是由于西部部分地区地理位置的一些特殊性，给我国电力通信传输网络系统建设发展带来了很大的技术难度。因此，我国政府相关地方政府部门应该大力支持光纤通信技术的推广应用，从而大大减少光纤通信网在使用中的成本，降低网络信息源在传输中的损耗。（2）网络结构相对复杂的电力系统对通信技术要求更高。在整个电力系统网络通信的运行过程中，需要同时使用的电力通信设备网络类型多种多样，而不同通信设备之间的网络连接传输方式和网络信息转换的方式也各不相同，这种复杂的信息传输方式就会导致整个电力系统中间的通信网络结构以及网络群的构成变得十分复杂，对于电力通信网络技术的应用要求也就会相应较高。电力系统中经常使用各种信息传输技术线路，如电力干线信息传输和电力用户线信息扩展、载波通信设备和微波通信设备，直接进行电力信息交换和传输，不同电力设备的信息转换和传输技术手段不同，这直接导致了我国整个电力通信技术系统行业中信息交换和传输技术手段的多样化。

二、光纤通信系统组成

光纤网络作为一个通信系统，主要是利用光纤本身所具有的巨大带宽来实现大容量传输的目标。在网络中，由于业务类型和粒度大小不同，业务本身具有一定的不确定性，这就对光网络的带宽提出了更高的要求。对于各种网络业务，要求光网络能及时提供与业务相适配的带宽，以满足业务传输的需求。传统的带宽配置方式比较固定，缺乏灵活性。现在对于不同业务的带宽配置，一般都是采用智能化、自适应的方法，以满足不同类型的业务带宽需求，给不同用户分配合理的带宽。从大的方面来说，一个光纤通信系统可以分成三大部分。第一部分是光发射机，主要是对准备发射的信号进行一定的调制，使其成为可传输的光信号，然后再将这个光信号发送到一条光纤中进行传输。在光发射机中，有光源、电路驱动器、调制器等元件。第二部分是光接收机。在光接收机中，有光检测器、光放大器、控制电路等元件。光接收机的功能主要是从光纤中接收来自光纤传输中的光信号，然后经过一个光检测器，把光信号转变为电信号，由于这个电信号非常弱小，因此必须将这微弱的电信号送到一个电路中，经放大电路放大后成为容易识别的信号。第三部分就是传输介质光纤。光纤本身拥有巨大的带宽能力，适合传输大容量的业务。以前的光纤品质不太好，损耗大，进行长距离传输比较困难。现在的光纤制造技术已经有了巨大的进步，优良的光纤损耗率已经非常小，可以很容易地进行长途传输。在光纤通信系统中，从传输的基本方式来看，有3 种不同类型。第一种是点对点的传输方式，在这种点对点传输方式中，信号直接送到目标节点上，这种方式比较简单。第二种传输方式是一点对多点的方式，在这种方式下由一个点发出的信号可以同时分别传送给不同的节点。第三种是网络传输，在此方式下，一个信号能经过不同的路径送达目标节点，为了利用一条光纤的巨大带宽，WDM 光网络通常采用复用波长的方式将多个波长复合到一起，然后送到一根光纤中进行传输，这将极大地提高光纤的利用率。

三、光纤通信技术在电力系统中的具体应用

（一）架空地线复合光缆

架空光缆接地铝线钢芯复合碳纤维光缆结构由外向内分为架空铝线、钢芯和光纤三层。根据高纤光缆网络结构的巨大差异，大致可分为三类：层绞高纤光缆、骨架高纤光缆、中心高纤光缆和束管高纤光缆。这种传输光缆在电力系统中的广泛应用，将有助于大大提高电力系统的导电传输性能和机械传输强度，提高系统在使用和传输过程中的电力安全性，并具有较高的系统抗冲击性和无损保护性能。目前，该传输光缆已在多个领域应用于 110kV 输电线路，可实现电力系统传输光缆线路与电力光缆线路的同步发电建设。由于传输光缆的电流短路和大电流控制输出系统采用铝合金、纯铜铝丝网和保护层，因此在应用设计中，特别是在应用设计过程中，必须充分考虑系统的安全负载，应对该传输电缆本身采取有效的安全保护措施，利用双层塑料保护层外套等方式，避免接受紫外线的直接危害。

（二）金属自撑架空光缆

这样光缆结构很复杂，有更多的高模量塑料管套、防水材料的引入，光缆中心还需进行加强处理，四周需涂抹聚乙烯，以增强套管的防水性、耐热性，管套中涂抹油膏以保护光纤结构，增强对余长的控制，提升光缆抗拉性能。另外，这种光缆的外管套光滑异常，有助于减少安装摩擦，避免紫外线的伤害。在电力系统应用中，应添加防水胶，以增强光纤的防水性能。

（三）非金属自撑架空光缆

此类碳纤光缆产品抗拉保护性能强，最大抗拉距离长达1km，主要结构采用优质芳纶聚酯纤维材料构成，本发明具有重量轻、强度高、抗弹性强的优点。外层采用双马拉松层或双绞线连接，具有较强的光缆抗电磁和防腐能力。这些宽带光缆大多适用于 200kV 及以上的特高压宽带传输光缆线路。一般情况下，在施工和配电维护期间，无需停电维护即可正常运行。该工艺简单，但仍存在一些主要缺点，如干线宽带光缆的充电容易直接引起放电。干带状光缆一旦放电，就会落入灰尘中，直接降低光缆的电场均匀性，继而可能引发光缆漏电短路现象。此外，一旦供电线路发生放电，会直接导致供电光缆内部表层材料遭受过热灼伤，破坏内部光缆供电线路。

（四）光复用技术

该技术极大地促进了光纤通信技术的应用和发展，主要包括三种技术：(1)波分复用技术。它是指在光纤上同时传输多个波长的光载波，以提高光纤的传输能力。利用波长方向差实现单根光纤的双向传输，提高了其在电力通信应用中的灵活性。(2)频分复用系统。在该系统中，相邻峰值波长间隔不超过1 nm，光载流子之间的间隙密集，因而可应用于大容量、高速电力通信系统、分布式电力网络系统、传统滤波器、部分波频分复用系统器件不能区分光载波，因而可用于高分辨率可调滤光片等技术。(3)光码分多址。该技术可以直接实现光编解码，改善光通道复用和信号交换性能，提高网络容量，解决抗干扰和抗多径衰落等问题，增强电力通信的安全性和保密性。

五、结语

在现代信息技术飞速发展的今天，各种信息技术已经融入到我国电力系统的运行中，给电力系统的发展和运行带来了巨大的冲击和变革。会议需要的电力行业为了满足现在和新市场的开发，逐渐指的是光纤通信技术，为了支持电力系统的安全稳定运行，并借助灵活使用光纤通信技术，能够有效地衔接电力系统与各电力设施之间的关系，促进电力系统的正常运行。

参考文献：

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