摘要:在我国市场经济水平不断提高的情况下,光纤技术的发展速度越来越快,其应用范围也变得越来越广,不但能有效解决运营商大容量系统方面的传输问题,还能使传输距离扩大、光缆容量增多,从而成为促进我国电力通信事业可持续发展的重要因素。本文就光纤技术的发展进行合理分析,提出光纤技术在电力通信中的应用,以推动我国电网建设快速向着智能化方向发展。
关键词:光纤技术;发展;电力通信;应用
根据近几年光纤技术的应用情况来看,其种类越来越多,如200纳米的小外径光纤、超低损耗光纤等,已经在很多领域中得到推广。因此,对光纤技术的发展和其在电力通信中的应用有比较深入的了解,对于制定新的、更完善的电力通信解决方案有着极大意义。
一、光纤技术的发展现状
1、多模光纤
在光纤技术中,多模光纤是第一代的光纤技术,以多模光纤为基本的材料,使用850NM的LED作为光源。实际上,多模光源的纤芯、孔径较大,能够以最快的速度将将接受的信号耦合至光纤中,并且其熔接、连接的方式都比较简单。但是,随着电力行业的发展,电力通信的范围逐渐变大,多模光纤的所能够承载的信息量、载荷量已经不能满足用户的需求,限制了电力行业的发展。
2、单模光纤
为了弥补多模光纤的不足,相关研究人员设计出了新型的单模光纤。随着半导体激光器的产生,单模光纤技术得到了全新的发展,并且运用了光纤长波、长距离的传输窗口,将单模的光纤技术应用在电力通信中。单模管线技术主要使用了长度为1310m的单模激光器,可以有效的消除各个模之间的差别。与多模光纤技术相比。单模光纤技术在通信的过程中,其区段的衰减程度较小,消除色散的程度为0。
3、色散位移光纤
当单模光纤逐渐衰减值1550nm时,其波长的色散则会出现相对明显的差异,而这样的现象会降低通信的效率与质量。对此,研究人员研发出了色散位移光纤,其光谱的宽度为几纳米,能够将通信的波长降至最小。所以,第三代光纤技术,即色散位移光纤的通信波长为1550m。
二、光纤技术应用电力通信系统的要点
1、无金属自承式架空光缆
无金属自承式架空光缆的抗拉强度良好,最长跨距已超过1千米,抗拉元件普遍为芳纶纤维。同时,芳纶纤维属于无金属材料,具有质量轻便、防弹能力好、抗拉强度佳、负膨胀系数等特点,并且利用松套层绞填充法进行套装,总体抗腐蚀性强。相较于其他光纤技术,无金属自承式架空光缆的优势明显,绝缘性良好,抗电腐蚀性强,抗冲击性佳,防弹能力好,特别是与200千伏以上高压线路同塔建设或施工维护时,不需要停电操作。值得注意的是,受无金属自承式架空光缆特殊性的影响,先天性劣势无法避免,以干带电荷异常放电现象为例,即由于光缆表面污染层引发电场不均衡导致异常漏电,不仅严重灼烧光缆表面,还可能损坏光缆,埋下安全隐患,造成不可预估性损失。因此在实际施工的过程中,技术人员主动转变传统工作理念,坚持实事求是的工作原则,重视无金属自承式架空光缆的先天劣势,进一步杜绝漏电现象。
2、金属自撑式架空光缆
金属自撑式架空光缆的结构复杂,以高模量塑料为原料制作内填充防水化合物套管,再套入单模光纤或多模光纤,并且光缆芯部内含中心金属加强芯,一部分中心金属加强芯边缘处包裹聚乙烯。相较于其他光纤技术,金属自撑式架空光缆的优势明显,耐水性强,耐高温性佳,特别是管内油脂不仅能保护光纤材料,还能人为准确控制光纤长度,进一步保证光缆拉张性。值得注意的是,金属自撑式架空光缆的外部护套表面光滑,不仅能避免光缆安装磨损折弯,还能预防紫外线损伤,利用填充特种防水化合物于松套管内或填充缆芯等手段,增强光缆防水性能。
3、架空地线复合光缆
一般说来,架空地线复合光缆由内部光导纤维、中部钢芯、外部铝线共同组成。按结构类型,架空地线复合光缆可分为中心竖管式架空地线复合光缆、骨架式架空地线复合光缆、层绞式架空地线复合光缆。相较于其他光纤技术,架空地线复合光缆的优势明显,具备普通地线光缆及通信光缆的双重特点,例如:传输容量大、抗电磁干扰性强、导电性能佳、机械强度好、外力难以破坏等。
因此在实际施工的过程中,技术人员主动转变传统工作理念,坚持实事求是的工作原则,以光缆实际负荷量为立足点,制定详细施工方案,尽可能选择双层塑管护套,不仅能保护光缆,延长使用年限,还能预防紫外线损伤。此外,在更换地线线路的过程中,工作人员尽量保留原有线路性能,选择适宜光纤技术,保持架空地线与导线的合理距离,进一步保证施工安全性,便于后期维护更换,保障电力通信系统处于正常运转状态,更好的服务于社会。
三、光纤技术的发展方向
光纤指光导型纤维材料的总称,具备尺寸小、质量轻便、安装条件宽泛、使用年限长等优势,制作原材料类型丰富,便于铺设及市场推广,不仅能保护环境,减少金属资源浪费,还能节约成本投入。值得注意的是,光纤不存在辐射,制作原材料不含有害物质。按使用用途,光纤可分为传感型光纤及通信型光纤,特别是传感型光纤又称传输介质光纤,可细分为通用传感型光纤及专用传感型光纤。
一般说来,功能型光纤主要负责传输光波数据,即利用功能器将传输信息转为电波信号再转为激光束,调整激光器改变光强度与电波信号起伏一致由末端接收器转为电信号完成转码恢复原有信息。光纤通信技术现已形成较为成熟的理论体系,市场普及度高,适用范围广,例如:电梯系统等,最大程度保证数据传输的准确性,提高控制系统的反应速度,进一步改善服务质量,满足不同用户的需求。
有研究资料表明,我国商用光纤通信容量现已达到400Mb/s,并且传输距离现已超过上百公里,不受恶劣气候条件限制,不易被违法分子窃听截取,传输稳定性强。由此可见,光纤通信技术的传输容量大,传输距离长,抗干扰性强,并且光波数据无法内部窃取,保密性佳,传输较为安全,但是受光纤技术特殊性的限制,光纤切割及光纤连接的操作严格,存在着一定的操作难度。
此外,光纤通信技术的抗电磁干扰性强,光波数据无法内部窃取,客观保证光纤传输的速度及质量,但是受电力通信设备特殊性的限制,无法从根源上完全消除电磁干扰。如何消除电力通信设备的电磁干扰,提升光纤通信技术的抗电磁干扰性,是光纤技术在发展进程中所面临的主要问题。
四、光纤技术在电力通信中的应用
光纤的实际应用。为了全面提高城市中电力通信的利用程度,减少对光缆管道的挖掘,光纤得到了重视,因此将200μm的小外径光纤应用在电力通信的光纤管道中。与250μm的光纤相比,200μm与之的在玻璃结构方面并没有较大的差异,而主要的区别在于“涂覆层”。具体而言,200μm的小外径光纤极大的缩小了涂覆层的实际尺寸,提高了光纤自身的抗弯性,延长了光纤了使用寿命。考虑部分电力通信的光纤系统会受到未接等因素的影响,在设计线路时OPGW结构应该使用200μm的光纤,提高信息的输入量,避免出现载荷紧张的问题。
OPGW的结构功能较为全面,不仅装置了地线,还具有通信传输的功能,在电力通信中发挥着不可替代的作用。而ADSS结构同样是一种新型的光纤技术,并且广泛应用在电力通信中,“全介质”是主要的施工材料,能够更大限度的承受压力与负荷。由此可见,ADSS光纤技术对材料、环境的要求较高,在使用该项技术时,需要对其进行系统的检测与判断。ADSS光纤主要使用200kV、110kV、35kV电压的线路,其构建完成的线路能够直接应用在电力通信中。
结束语
综上所述,为了从根本上加快电力通信的发展,需要将光纤技术应有在该行业中,进而提高通信的质量与效率。以此为基础,电力通信线路的负荷达到了有效的缓解,减少了电力事故的发生,满足了用户与市场的具体需求。所以,为了促进我国电力通信的发展,提高通信的可靠性与安全性,可以将光纤技术应用在电力通信中。
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