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光纤在继电保唬；；；；；ぶ械睦

2004-01-01

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摘要：介绍了光纤的根基结构、根基工作道理和特点，，，，，，，以及电力光纤网络的近况，，，，，，，分析了电力光纤网络和电力光缆的发展方向。。。。。。。沉点分解了目前在电力光纤网络中光纤保唬；；；；；さ募钢指绞胶椭匾氐悖，，，，，会商了光纤保唬；；；；；ぴ谙质道弥锌赡苡龅降奈侍饧捌浣饩龇ㄗ。。。。。。。

关键词：光纤；；；；；；；电力光缆；；；；；；；光纤保唬；；；；；お

光纤作为继电保唬；；；；；さ耐方橹视涤胁慌鲁哐褂肜椎绲绱抛倘拧⒍缘绯【怠⑵荡砗退ズ牡偷抛诺悖，，，，，随着电力光纤网络的逐步美满，，，，，，，光纤保唬；；；；；ひ步诩痰绫；；；；；；；ち煊蛑械玫礁矸旱睦。。。。。。。本文的钻研沉点是光纤保唬；；；；；さ慕鲇胂质道弥写嬖诘奈侍猓，，，，，同时还对光纤的工作道理和电力光纤网络的近况进行遍及性介绍。。。。。。。

1光纤的根基工作道理

1.1光纤的结构与分类

光纤为光导纤维的简称，，，，，，，由直径约莫0.1 mm的细玻璃丝组成。。。。。。。继电保唬；；；；；に霉庀宋ㄑ豆庀耍，，，，，是由纤芯和包层两部门组成的，，，，，，，如图1所示。。。。。。。纤芯区域实现光信号的传输；；；；；；；包层则是将光封关在纤芯内，，，，，，，并保唬；；；；；は诵荆，，，，，增长光纤的机械强度。。。。。。。

按光在光纤中的传输模式，，，，，，，光纤可分为单模光纤和多模光纤。。。。。。。多模光纤(multi modefiber)的中心玻璃芯较粗(芯径为50 μm或62.5 μm)，，，，，，，可传多种模式的光，，，，，，，但其模间色散较大，，，，，，，限度了传输数字信号的频率，，，，，，，并且随着距离的增长，，，，，，，其限度成效越发显著。。。。。。。单模光纤(single mode fiber)的中心玻璃芯很细(芯径通常为9 μm或10 μm)，，，，，，，只能传一种模式的光，，，，，，，因而，，，，，，，其模间色散很。。。。。。。，，，，，合用于远程传输，，，，，，，但仍存在着资料色散和波导色散，，，，，，，这样单模光纤对光源的带宽和不变性有较高的要求，，，，，，，带宽要窄，，，，，，，不变性要好。。。。。。。

1.2继电保唬；；；；；び霉庀说奶氐

继电保唬；；；；；び霉庀硕运ズ闹狄蠼细撸，，，，，分歧波长的光信号衰耗值分歧，，，，，，，表1对单模光纤和多模光纤在3个波长区域的传输个性进行了比力。。。。。。。

由表1能够看出，，，，，，，单模光纤的传输衰耗最。。。。。。。，，，，，波长1.31 μm处是光纤的一个低损耗窗口。。。。。。。所以此刻继电保唬；；；；；び霉庀司褂玫ツ９庀耍，，，，，使用1.3 μm的波长段。。。。。。。2电力光纤网络和电力光缆

2.1电力光纤网络近况及瞻望

光纤网络的传输机能、不变性及其自适应的保唬；；；；；じ丛芰Χ怨庀思痰绫；；；；；；；すぷ鞯目康米⌒云鸬焦丶饔。。。。。。。目前，，，，，，，在电力网络通讯领域中宽泛使用的是以电时辰复用为根基工作道理的SDH/SONET同步数字系统，，，，，，，它拥有壮大的保唬；；；；；じ丛芰凸潭ǖ氖毖踊。。。。。。。但由于选取电时辰复用来提高传输容量的步骤有肯定的局限性，，，，，，，使其在电力网络这种出现高速扩容及复杂拓扑结构的网络中慢慢难以满足组网的要求，，，，，，，因而从目前的电复用方式转向规复用方式将是电力光纤网络的必然发展方向。。。。。。。规复用方式有光时辰复用、波分复用(WDM)和频分复用等方式，，，，，，，其中波分复用技术已逐步进入大规模商用阶段。。。。。。。由于选取电时辰复用系统的扩容潜力已。。。。。。。，，，，，而光纤的200 mm可用带宽资源仅仅利用了不到1%，，，，，，，若是同时在一根光纤上传送多个发送波长适当错开的光源信号，，，，，，，则能够大大增长光纤的信息传输容量，，，，，，，这就是WDM的根基思路。。。。。。。选取WDM系统的重要益处是充分利用光纤的巨大带宽资源，，，，，，，使传输容量能够迅速扩大几倍甚至上百倍，，，，，，，在大容量远程运输时能够节约大量光纤和再生器，，，，，，，大大降低传输成本。。。。。。。WDM技术在电力光纤网络上拥有相当大的发展潜力，，，，，，，能够节俭电力光纤网长距离传输的成本，，，，，，，提高电力光纤网络传输的靠得住性。。。。。。。因而，，，，，，，随着WDM技术的逐步成熟和演化，，，，，，，WDM技术将在电力保唬；；；；；す庀送缟系玫娇矸旱氖褂。。。。。。。

2.2电力网络用光缆

目前电力光纤网络使用的光缆重要有三种：通常非金属光缆、自承式(ADSS)光缆和架空位线复合(OPGW)光缆。。。。。。。

通过表2的对比能够发现，，，，，，，OPGW光缆固然造价较高，，，，，，，但在高电压等级及同杆双回和多回线路使用使丶线路综合造价比例较低，，，，，，，并能够兼作继电保唬；；；；；ね。。。。。。。以1条220 kV线路为例，，，，，，，选取光纤保唬；；；；；び胙∪「咂当；；；；；；；さ募壑迪嗟保，，，，，但高频保唬；；；；；ぴ谙呗妨讲嗷贡匾錾枳璨ㄆ鳌Ⅰ詈系缛萜骱徒岷下瞬ㄆ鞯壬璞福，，，，，OPGW光缆则显得更为经济，，，，，，，并且还拥有靠得住性高、守护用度低的利益。。。。。。。随着光缆综合价值的降落，，，，，，，OPGW光缆在电力光纤网络中将得到宽泛的利用。。。。。。。

3光纤保唬；；；；；さ母绞郊捌涮氐

光纤保唬；；；；；つ壳耙言诠诓棵诺赜虻玫浇衔矸旱氖褂茫，，，，，对已投入运行的光纤保唬；；；；；ぃ，，，，，按道理划分重要有光纤电流差动保唬；；；；；ず凸庀斯厮健⒃市硎阶萘；；；；；；；ち街。。。。。。。

3.1光纤电流差动保唬；；；；；

光纤电流差动保唬；；；；；な窃诘缌鞑疃；；；；；；；さ幕⊙莩龌吹模，，，，，根基保唬；；；；；さ览硪彩腔诳讼；；；；；；；舴蚋缌鞫桑，，，，，它可能梦想地使保唬；；；；；な迪值ピ，，，，，道理单一，，，，，，，不受运行方式变动的影响，，，，，，，并且由于两侧的保唬；；；；；ぷ爸妹挥械缌担，，，，，提高了运行的靠得住性。。。。。。。目前电流差动保唬；；；；；ぴ诘缌ο低车闹鞅溲蛊鳌⑾呗泛湍赶呱洗罅渴褂茫，，，，，其活络度高、作为单一靠得住急剧、能适应电力系统震荡、非全相运行蹬着点是其他保唬；；；；；ご缶炙薹ū攘Φ。。。。。。。光纤电流差动保唬；；；；；ぴ诩坛辛说缌鞑疃；；；；；；；さ恼庑├娴耐保，，，，，以其靠得住不变的光纤传输通路保障了传送电流的幅值和相位正确靠得住地传送到对侧。。。。。。。功夫同步和误码校验问题是光纤电流差动保唬；；；；；っ娑缘闹匾际跷侍。。。。。。。在复用通路的光纤保唬；；；；；ど希，，，，，保唬；；；；；び敫从米爸霉Ψ蛲降奈侍舛杂诠庀说缌鞑疃；；；；；；；さ恼吩诵衅鸬焦丶淖饔茫，，，，，因而目前光纤差动电流保唬；；；；；ざ佳∪≈鞔臃绞剑，，，，，以保障时钟的同步；；；；；；；由于目前光纤均选取64 Kbit数字通路，，，，，，，电流差动保唬；；；；；ね分屑纫偷缌鞯姆担，，，，，又要传送功夫同步信号，，，，，，，通路资源严重，，，，，，，要求数据的误码校验位不能过长，，，，，，，这样就影响了误码校验的精度。。。。。。。目前部门厂家推出的2 Mbit数字接口的光纤电流差动保唬；；；；；つ芎芎玫亟饩鑫舐胄Ｑ榫鹊奈侍。。。。。。。

3.2光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；

光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；な窃谀壳案咂倒厮健⒃市硎阶萘；；；；；；；さ幕⊙莩龌矗，，，，，以不变靠得住的光纤通路包办高频通路从而提高保唬；；；；；ぷ魑目康米⌒。。。。。。。光纤关锁保唬；；；；；さ募敌藕拍芎芎玫囟怨庀吮；；；；；；；ね菲鸬郊喽阶饔茫，，，，，这比目前高频关锁保唬；；；；；け匾蛋嗳嗽卑词被セ恍藕乓约ㄍ氛？？？？？？康米∮敕窕盥缌撕芏啵，，，，，提高了关锁式保唬；；；；；さ淖魑康米⌒。。。。。。。此表由于光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；ぴ诘览砩嫌肽壳按罅吭诵械母咂当；；；；；；；だ嗨疲，，，，，在实现光纤通路的敷设后只需更换光收发讯机即可接入目前使用的高频保唬；；；；；ど希，，，，，因而拥有刷新方便的特点。。。。。。。与光纤电流纵差保唬；；；；；け攘Γ，，，，，光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；げ皇芨汉傻缌鞯挠跋欤，，，，，不受线路散布电容电流的影响，，，，，，，不受两端TA个性是否一致的影响。。。。。。。

昭通地域电网超高压线路拥有负荷较沉、部门线路较长等特点，，，，，，，使差动保唬；；；；；せ盥缍炔患啊⑸⒉嫉缛莸缌鞔螅，，，，，限度了光纤分相电流差动保唬；；；；；さ氖褂茫，，，，，因而光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；ぴ谡淹ǖ赜虻缤鸩降玫搅私峡矸旱睦。。。。。。。如光纤网络能有效解决双沉化的问题，，，，，，，光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；ぞ徒鸩桨旄咂当；；；；；；；ぃ，，，，，在超高压电网中得到宽泛利用。。。。。。。

3.3昭通电网光纤保唬；；；；；さ睦们榭

20世纪90年代中期，，，，，，，光纤保唬；；；；；ぞ驮谡淹ǖ缤鹜吠度胧褂茫，，，，，目前已投入运行的光纤保唬；；；；；び薪15套，，，，，，，从早期单纯的短距离光纤纵差保唬；；；；；ぱ荼涞浇侥昶鹜分鸩秸贾鞯贾拔坏墓庀嗽市硎奖；；；；；；；ぃ，，，，，从运行情况看令人中意，，，，，，，作为靠得住性高，，，，，，，缺点次数少。。。。。。。在满足前提的钟注长距离线路上，，，，，，，光纤允许式、关锁式纵联保唬；；；；；ぴ谡淹ǖ缤玫礁矸旱睦。。。。。。。

4光纤保唬；；；；；は质道弥写嬖诘奈侍猹

4.1施工工艺问题

光纤保唬；；；；；な浅哐瓜呗返闹鞅；；；；；；；ぃ，，，，，通路的安全靠得住对电力系统的安全、不变运行起到沉要的作用。。。。。。。由于光缆传输必要经过转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等衔接环节(见图2所示)，，，，，，，并且光纤的施工工艺复杂、施工质量要求高，，，，，，，因而若是在保唬；；；；；ぷ爸猛度朐诵星暗氖┕ぁ⒉馐灾写嬖谖蟛睿，，，，，则会导致保唬；；；；；ぷ爸玫奈笞魑，，，，，进而影响全网的安全不变运行。。。。。。。综合各地由于施工工艺不良造成光纤保唬；；；；；ね顺鲈诵械陌咐，，，，，需把稳杜绝以下两类问题的出现：

a) 断点的熔接质量不高，，，，，，，往往使断点左近的光纤纤芯受到应力的作用，，，，，，，导致光纤的衰耗指标不不变，，，，，，，影响光纤保唬；；；；；さ恼Ｔ诵。。。。。。。

b) 光纤活接头积灰造成通路衰耗增长，，，，，，，进而引起保唬；；；；；ぷ爸猛犯婢，，，，，造成光纤保唬；；；；；ね顺鲈诵。。。。。。。

4.2通路双沉化问题

光纤保唬；；；；；び糜220 kV及以上电网时，，，，，，，依照220 kV及以上线路主保唬；；；；；に粱荚虻囊螅，，，，，纵联保唬；；；；；さ男藕磐芬惨笏粱，，，，，高频保唬；；；；；び梢蚨诜制绲南啾鹕像詈希，，，，，因而能满足双通路的要求，，，，，，，若是使用2套光纤保唬；；；；；ぷ魑呗返闹鞅；；；；；；；ぃ，，，，，通路双沉化的问题则一向限度着光纤保唬；；；；；さ拇蠊婺Ｍ乒憷。。。。。。。

统一光缆的分歧纤芯能否组成通路的双沉化必要凭据光缆的型式来确定。。。。。。。对于通常光缆和ADSS光缆，，，，，，，由于其靠得住性较差，，，，，，，统一光缆内的光芯分歧不能视为通路双沉化，，，，，，，只能通过光缆的双沉化达到通路双沉化的要求。。。。。。。对于OPGW光缆，，，，，，，由于其拥有较高的靠得住性，，，，，，，在目前光纤网络未能形成环网的近况下，，，，，，，统一光缆纤芯分歧可视为通路双沉化；；；；；；；当形成了光纤网络环网后，，，，，，，OPGW光缆也应实现两条路由的双沉化，，，，，，，能在一条光缆败坏后通过另一个路由正常运行。。。。。。。随着波分复用技术的逐步利用和光纤容量的大幅增长，，，，，，，光纤保唬；；；；；そ椿挂荡丝掏骋桓饫吕锏亩喑粱⒃诖洳ǔど系亩喑粱，，，，，以及在传输路由上的多沉化，，，，，，，从而最大限度地提高光纤保唬；；；；；ぴ诵械目康米⌒。。。。。。。

4.3光纤保唬；；；；；ぶ卫斫缑娴幕治侍

随着保唬；；；；；び胪ㄑ断谓拥娜找骁敲埽，，，，，继电保唬；；；；；ぷㄒ涤胪ㄑ蹲ㄒ抵卫斫缑嫒找婺岩苑直妫，，，，，如不从造度上解决这一问题将直接影响到光纤保唬；；；；；さ目康米≡诵。。。。。。。对于独立纤芯的保唬；；；；；ぃ，，，，，通讯专业与继电保唬；；；；；ぷㄒ抵卫淼姆纸绲阍谕ㄑ痘康墓庀伺湎呒苌。。。。。。。配线架以上蕴含保唬；；；；；ぷ爸玫哪嵌挝蚕耍，，，，，属于继电保唬；；；；；ぷㄒ凳鼗ぃ，，，，，这就要求继电保唬；；；；；ぷㄒ等嗽本弑缚隙ǖ墓庀诵Ｑ槭鼗ぜ际酰唬；；；；；配线架以下，，，，，，，一向到对侧变电站通讯机房的配线架，，，，，，，均属通讯专业治理守护，，，，，，，通讯专业在配线架上工作要开第二种工作票，，，，，，，若是影响到保唬；；；；；び孟诵镜目康米⌒裕，，，，，要通知继保治理人员，，，，，，，由继保治理人员决定是否将光纤保唬；；；；；ね顺鲈诵。。。。。。。对于使用复用通路的保唬；；；；；ぃ，，，，，通讯专业与保唬；；；；；ぷㄒ抵卫淼姆纸绲阍谕ㄑ痘柯龀灞嗦氲髟(PCM)的数字电接口上。。。。。。。接口以上蕴含数字接口装置、机房到保唬；；；；；ぷ爸玫墓庀司艏痰绫；；；；；；；ぷㄒ抵卫硎鼗ぃ唬；；；；；PCM设备属通讯专业治理守护，，，，，，，在PCM设备上进行工作必要开第二种工作票，，，，，，，若是影响到保唬；；；；；び媒涌诘目康米⌒裕，，，，，要通知继保人员决定是否将光纤保唬；；；；；ね顺鲈诵。。。。。。。

4.4光纤保唬；；；；；ぴ谂月反飞系奈侍

线路光纤保唬；；；；；ぴ谂月反肥辈环奖悴僮鳎，，，，，由于光纤活接头不能轻易拔插，，，，，，，每次拔插都必要沉新作衰耗测试，，，，，，，并且时时性拔插也容易造成活接头的败坏，，，，，，，因而不宜使用拔插活接头的法子实现光纤通路的切换。。。。。。。在我国部门省、市的电网中并没有单独的旁路保唬；；；；；ぃ，，，，，旁路代路时是切换互换回路，，，，，，，因而不存在通路切换问题，，，，，，，但在昭通地域有独立的旁路保唬；；；；；ぃ，，，，，对于光纤关锁式、允许式纵联保唬；；；；；ち偈蹦芄谎∪∏谢欢次回路的方式，，，，，，，但对于光纤差动电流保唬；；；；；ぴ蛭薹ù罚，，，，，目前都是采取旁路保唬；；；；；さザ涝錾枰惶坠庀瞬疃；；；；；；；さ牟街杞饩。。。。。。。已有部门厂家在钻营解决光纤保唬；；；；；で谢晃侍獾姆ㄗ樱，，，，，如使用光开关来实现光纤通路切换。。。。。。。

5实现语

只管目前光纤保唬；；；；；ぴ诔ぞ嗬牒统哐故涞缦呗飞系睦没褂锌隙ǖ木窒扌裕，，，，，在施工和治理当用上仍存在不及，，，，，，，但是从长远看，，，，，，，随着光纤网络的逐步美满、施工工艺和保唬；；；；；げ芳际醯牟恍萏岣撸，，，，，光纤保唬；；；；；そ季菹呗繁；；；；；；；さ闹鞯贾拔。。。。。。。

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