光纤复合低压电缆在智能电网中的应用分析

光纤复合低压电缆在智能电网中的应用分析

田萌

江苏海宏电力工程顾问股份有限公司江苏无锡214028

摘要：光纤通信技术是一种具有宽带高、抗干扰性能强及性价比高等独特优势，目前已经成为网络通信的最佳选择。电力光纤到户采用光纤复合低压电缆，英文简称“OPLC”，实现了电力流与信息流的同步传送，是通信网在智能电网领域的拓展延伸。光纤复合低压电缆是用电信息采集、智能用电互动以及实现资源共享的必然趋势，本文主要介绍了光纤复合低压电缆在智能电网中的应用。

关键词：光纤复合低压电缆；智能电网；电力光纤用户

前言：

伴随着坚强智能电网改造进程的不断推进，智能电力系统作为电网与用户交流互动的关键环节，是智能电网作用的集中体现。建设光纤复合低压电缆通信已经成为智能电网建设的头等大事。通过光纤复合低压电缆，电力光纤到户将电力与信息产业有机结合，系统集成整合、优势互补，在供电的同时又能解决电网信息化的难题，同时满足人们对信息多元化的需求，摆脱了以往重复布线的凌乱和麻烦，不但提供了线缆利用率，还能节约投入成本，实现节能降耗。

1.光纤复合低压电缆及其性能分析

1.1光纤复合低压电缆

光纤复合低压电缆是在生产低压0.4KV电缆时，将光纤复合进电缆中，最终形成的产品。其具备输送电和通信的双重能力，使电力流与信息流实时同步。光纤复合低压电缆结构示意图，具体如图1。

1.2光纤复合低压电缆性能

OPLC的的主要研究方向是在电缆正常运行中出现短路时，大量电流温度对光纤的影响以及机械应力对光纤能的影响、恶劣的电磁环境下对光纤性能造成的影响、电缆和光线各自寿命互相影响的可能性等。

1.2.1温度影响

目前，输送电的电缆中主要使用光纤测温技术，其测温的技术原理是通过布里恩散射原理背向喇曼散射温度效应。光纤复合低压电缆主要复合了光单元，与光纤维测温中的光纤相比在技术机理、应用材料、波长与光信号都不一样，不会由于电缆在使用运行发热的原因使光纤性能发生改变。

1.2.2寿命影响

至于使用寿命问题，光纤复合低压电缆的构成特征对电缆与光纤达到的良性使用年限的匹配度起到了决定性作用。护套材料的氧化直接决定了电缆寿命，通常设计的电缆使用寿命为20年，但在现实的使用中远不止这个数值，陆上光缆的设计使用年限也超过20年。能够对光纤复低压电缆使用年限产生影响的原因主要有以下几个方面：（1）空气的潮湿环境，如水及蒸汽分子对光纤表层的物理侵蚀；（2）光纤表面的细微裂痕不断呈现扩张趋势；（3）敷设光纤时不合理操作，留下了应力点的长期侵蚀。

光纤复合低压电缆的光纤被收容到束管之中，其中会填充特种油膏以防潮、防水、防热以及阻隔毒害气体，但光纤电缆自身存在极强的机械强度，受到外力作用时，光纤几乎不受影响。故此能够保证光纤复合低压电缆中的光纤使用年限。

1.2.3电磁环境影响

电流大小的检测主要是通过变电站内的光电互感器来完成的，这种检测器的作用机理是利用电子学与光学传感技术结合的原理制成的，电流电子式互感器，其中涵盖了无源磁光玻璃电子式电流互感器与电子式电流互感器两种。石英是光纤的主要成分，它具有只传光又绝缘，同时不受电磁影响的特点。因此在信号传送时不受电磁场的影响。光电互感器正是在此基础上将光线的特性应用于光脉冲信号传输过程中，因此，消除了光纤复合低压电缆中光通信受电磁环境的干扰的可能。

1.2.2机械应力影响

光纤机械能主要有：压扁、拉伸、曲折、扭转、缠绕以及曲绕等。经过试验且符合条件的光缆机械能应该具备以下特征：光纤全部完好、不断裂、护套无肉眼可见明显裂纹、护套内缆芯各元件无肉眼可见明显损坏、光纤内金属元件电气畅通、经试验后的光纤没有残余附加的衰减。光纤允许的拉伸与压扁力应该符合以下条件：长期正常拉力作用下无明显附加侵蚀衰减，光纤应变为0，在短期拉力作用下，光线附加衰减不超过0.10dB，光纤应变应小于0.1；长期正常压扁作用力下无明显附加侵蚀衰减，在短期压扁作用力下附加衰减应小于0.10dB。由于光纤复合低压电缆在成缆时对光单元做了保护处理，因此各项性能指标都能够达到要求。

2.PHTTH组网方式

光纤复合低压电缆将电缆与光缆融为一体，实现了输电与传输信息的同步，因此可以将电力流与信息流同时管理。设计电力光纤到户的组网时候，要对小区低压配电网进行充分的考虑和设计规划。

2.1PHTTH网络组成

核心网与接入网共同组成了智能电网通信网络的全部内容，智能电网通信网络在整个网络中处于接入网的位置。PHTTH是通过借助OPLC中的光纤媒质连接通信局端和用户的接入方式，其中光缆分配点、用户接入点、xPON局端和终端共同构成了PHTTH系统的全部内容。

在PHTTH应用中，OPLC局端通常设置在小区10KV配电室或110KV变电站，楼宇间一般会被作为光缆分配点的主要设置场所，楼宇单元是用户接入点的设置场所，xPON终端通常设置在家庭配电箱。

3.PHTTH应用

通过光纤与低压电力铺设向结合，电力光纤到户PHTTH，将本地通信网络接入用电小区，实现了用户高速宽带接入所带来的智能化、可靠性与现代化生活。通过与其它通信方式相结合能够为用户提供交互式智能用电管理系统及其服务。

PHTTH所承载的业务类型主要有电力系统内部业务及其相关扩展业务。电力系统相关业务、扩展业务以及典型的智能用电小区结构图，如下图1-3所示。

结语：

光纤复合低压电缆通过电力光纤到户，实现了电力能源与信息的传输的同步性，做到了共享资源，同时大大节省了投入成本与空间能源资源，为用户提供电力输送的同时满足了用户对信息的需要，使用户的生活更加简洁便利、舒适现代。加强光纤复合低压电缆在坚强电网中的应用对促进智能电网的发展完善、满足信息通信与日俱增的发展需求意义非同寻常。

参考文献：

[1]刘洪进，杨红蕾，韦祖国.光纤复合低压电缆、OPLC）的试制与应用浅析[J].现代传输，2011，02：52-54.

[2]刘建明，王继业，范鹏展，庄自超.电力光纤到户在智能电网中的应用[J].电力系统通信，2011，09：1-5.