光纤通信工程中光缆线路敷设研究

光纤通信工程中光缆线路敷设研究光纤通信在配电网自动化上的应用论文1前言随着国家经济的发展和人民生活水平的提升，人们对电力的必需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。配网馈线自动化是配网系统提升供电可靠性最直接有效的技术手段之一。在近几年国家加大了对城网和农网的改造，国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。在配网自动化实现的过程中，我们发现通信问题是一个难点问题。在此，仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点熟悉和体会。2配电网自动化对通信的要求同调度SCADA系统一样，配电自动化系统也必需要一个有效的通信网，同时他有自己的特点：终端数量极多。配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器，要对这些设备进行监控就必需要许多FTU和TTU，同时这些FTU随配电设备安装，地域分布广，通讯节点分散。配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求：〔1〕可靠性：配网系统的通信设备有很多暴露在室外，环境恶劣，因此必必需能够抵抗高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，尽量避免各种电磁干扰，确保长期稳定可靠地工作，并要求在线路停电时，通信系统仍能正常工作。〔2〕经济性：合计到配电网系统的总体经济效益，通信系统的投资不应过大，力争充分利用现有的主网通信资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。〔3〕寻址量大：通信系统不仅要合计目前及将来的数据传输的必需要，还要合计系统升级的要求。〔4〕双向通信：配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能，就必必需要求具有双向通信能力。〔5〕容易操作和免维护。依据以上的要求，伴随着光纤价格的下降，目前，光纤通信正广泛地应用于电力系统。3光纤通信自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，应用的光波波长为1.0~1.μm靘，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤〔SMF〕、多模光纤〔MMF〕、长波长低射散光纤〔LMF〕、保偏光纤〔PMF〕及塑料光纤〔POF〕等很多种；常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。有用的光纤通常都是由多根光纤、强化芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的互相转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N*64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的必需要，光纤MODEM的连接示意图如下：另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大强化。其功能示意图如图2所示：图2(I)中，A,B,C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，假设在D点发生故障，则如图2(II)所示，光路在A站和C站愈合〔环回〕，使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使修理人员及时修复故障段光缆。4光纤通信的特点光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点，不过投资费用相对较高，尤其关于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设，施工费用将更大。5光纤通信在配电网上的实现方案光纤通信的组网方式非常灵活，可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。依据配电自动化系统的特点，光纤网通常必需组成环型网，并与计算机局域网连接，实现数据共享。常用的组网方式如图3所示。图3中：“S〞表示网络服务器，“W1、W2、Wn〞表示工作站，“b〞表示变电所，“k〞表示开闭所，“T〞表示配电变压器。实际工程制定中，充分合计到电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可以采纳多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的制定思想。基本构架为1~3个SDH/STM-1双纤自愈环相交或相切，而且在必需要时，可通过改换光卡的方式在线升级为SDH/STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心，建议制定为相切环，以调度中心为切点，如图4所示；如果局调度中心局域网偏离网络地理中心，建议制定为相交环，由于调度中心不在交点，为了环间可靠转接，各环相交至少两点，互为保护路由，如图5所示。6结束语在实际的配网自动化的通信系统，必必需构建一个成本低、收效高的双向通信系统，用可以接受的费用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同时，由于配电网自动化系统所要完成的功能太多而系统复杂，采纳单一的通信系统来满足所有的功能必需要是不现实的，也是不经济的。因此，在配电网自动化系统中，要应用多种通信方式，按综合的经济技术指标而选取其中最优的组合。在电力系统中较常用的通信方式还有一。原公布者：mengwangww管路敷设标注方法sc：焊接钢管tc：电线管薄钢管pc：硬质塑料管ct：电缆桥架cp：金属软管SR：钢线槽RC：水煤气管导线敷设部位：CT：电缆桥架敷设SR：沿钢索敷设CLE：沿柱或跨柱敷设WE：沿墙面敷设CC：沿现浇板内暗敷设CE：沿天棚面或顶棚面敷设AC：吊顶内敷设ACE：在能进入的吊顶在敷设BC：暗敷设在梁内CLC：暗敷设在柱子内wc：暗敷设在墙内WE：沿墙明敷设FC：预埋在地面内cc：暗敷设在顶板内SR：沿钢线槽敷设BE：沿屋架或跨屋架敷设CLE：沿柱或跨柱敷设WE：沿墙面敷设CE：沿天棚面或顶棚面敷设ACE：在能进入人的吊顶内敷设BC：暗敷设在梁内CLC：暗敷设在柱内WC：暗敷设在墙内CC：暗敷设在顶棚内ACC：暗敷设在不能进入的顶棚内FC：暗敷设在地面内SCE：吊顶内敷设，要穿金属管一，导线穿管表示MT-电线管PC-PVC塑料硬管FPC-阻燃塑料硬管CT-桥架MR-金属线槽M-钢索CP-金属软管PR-塑料线槽RC-镀锌钢管二，导线敷设方式的表示DB-直埋TC-电缆沟BC-暗敷在梁内CLC-暗敷在柱内WC-暗敷在墙内CE-沿天棚顶敷设CC-暗敷在天棚顶内SCE-吊顶内敷设F-地板及地坪下SR-沿钢索BE-沿屋架，梁WE-沿墙明敷三，灯具安装方式的表示CS-链吊DS-管吊W-墙壁安装C-吸顶R-嵌入S-支架CL-柱上穿焊接钢管敷设：SC穿电线管敷设：MT穿硬塑料管敷设：PC穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷设：FPC电缆桥架敷设：CT金属线槽敷设：MR塑料线槽敷设：PR用钢索敷〔一〕光缆的户外施工：较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的，还要注意土地的使用权，架设的或地埋的可能性等。必必需要有很完备的制定和施工图纸，以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。1.户外架空光缆施工：A.吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，我国应用最广泛，但挂钩加挂、整理较费时。B.吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但必需要专门的缠扎机。C.自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采纳。D.架空时，光缆引上线干处须加导引装置，并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个干上要余留一段用于伸缩的光缆。E.要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多地区一般要每公里有3个接地点，甚至选用非金属光缆。2.户外管道光缆施工：A.施工前应核对管道占用状况，清洗、安放塑料子管，同时放入牵引线。B.计算好布放长度，一定要有足够的预留长度。详见下表：自然弯曲增加长度〔m/km〕人孔内拐弯增加长度〔m/孔〕接头堆叠长度〔m/侧〕局内预留长度〔m〕注50.5~18~1015~20其它余留安制定预留C.一次布放长度不要太长〔一般2KM〕，布线时应从中间开始向两边牵引。D.布缆牵引力一般不大于120kg，而且应牵引光缆的强化心部分，并作好光缆头部的防水强化处理。E.光缆引入和引出处须加顺引装置，不可直接拖地。D.管道光缆也要注意可靠接地。3.直接地埋光缆的敷设：A.直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘，标准见下表：B.不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。C.沟底应保正平缓牢固，必需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。D.敷设时可用人工或机械牵引，但要注意导向和润滑。E.敷设完成后，应尽快回土覆盖并夯实。4.建筑物内光缆的敷设：A.垂直敷设时，应特别注意光缆的承重问题，一般每两层要将光缆固定一次。B.光缆穿墙或穿楼层时，要加带护口的保护用塑料管，并且要用阻燃的填充物将管子填满。C.在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道，待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。1.光缆的施工要求1.1复测〔1〕核对光缆路由走向、敷设方式及接头位置。〔2〕复测路由地面距离，为光缆配盘、分配及敷设提供必必需的资料。1.2光缆留长在现有管道内敷设光缆，为确保光缆安全，预留光缆尽量盘留在通信管道的人〔手〕孔内，基站留长按15米预留，冗余留长按15‰。预留，接头留长按10米/侧预留。为方便维护，放缆时应以接头井为1#，安顺序类推，逢5、10、15……5的倍数手孔，应安20m作预留。1.3光缆检验〔1〕施工单位在开工前应对运到工地的光缆、器材的规格、程式进行数量盘点和外观检查，如发现异常应重点检查。对光缆、连接器等还应进行光学特性、电特性的测试。〔2〕核对单盘光缆规格、程式及制造长度应符合订货合同规定的要求。〔3〕光缆开头检验时，应核对光缆外端的端别，并在缆盘上做醒目标注。光缆端别的识别方法应符合以下规定：面对光缆截面，由领示色光纤按/顺时针排列时为A端，反之为B端。〔4〕光缆现场检验光纤衰减常数、光纤长度。〔5〕单盘光缆检验完毕后应恢复光缆端头密封包装及光缆盘包装。〔6〕光纤连接器应具有合格的重复性和互换性。尾纤的长度应符合制定要求、外皮无损伤。尾纤各项参数应符合合同规定。连接器的损耗应符合合同规定。1.4光缆敷设〔1〕新建管道内光缆均采纳硬塑料管保护，塑料管一次布放的长度以方便光缆穿放为原则。〔2〕光缆弯曲半径应不小于光缆外径的10倍，施工过程中不小于20倍。〔3〕布放光缆的牵引力应不超过光缆同意的张力80%，瞬时最大牵引力不得超过光缆同意张力的100%，牵引力应加在光缆的强化件〔芯〕上。光缆布放过程中应无扭转，严禁打小圈、浪涌等现象发生。〔4〕布放光缆必必需严密组织并有专人指挥，牵引过程中应有合格联系手段。光缆布放完毕，应检查光纤是否合格。光缆端头应做密封防潮处理，不得浸水。〔5〕光缆穿入管道或管道拐弯或有交*时，应采纳导引装置或喇叭保护管，不得损伤光缆外护层，光缆一次牵引长度一般不应大于1000米，超长时应采纳∞字分段牵引。〔6〕光缆放置在规定的托架上，并应留适当余量，避免光缆绷的太紧。接头所在人〔手〕孔内的光缆预留后应符合制定要求。预留光缆应按规定的位置妥善放置。〔7〕架空光缆的预留在接头杆处预留，其两侧电杆作适当预留，预留长度15--20m；过河架空光缆，河宽大于30m的河流两岸各余留15—20m，架空段每10个杆档光缆余留15-20m。过河光缆余留在河岸的第一根杆子的邻杆上：接头余留应在接头杆上，各个接头点余留10m。1.5光缆的保护〔1〕人〔手〕孔内的光缆采纳蛇型软管〔或塑料软管〕保护，并绑在电缆托架上。〔2〕所选用的管孔必必需清洁、干净。1.6站内光缆〔1〕站内光缆应做标志，以便识别。光缆在站内应选择安全位置，当处于易受外界损伤位置时，应采纳保护措施。〔2〕光缆路由经走线架，拐弯点时应绑扎。上下走道或爬墙的绑扎部位，应垫以胶管，避免光缆受损伤。〔3〕站内光缆成端后，必必需在ODF箱前面板粘贴配纤示意图。1.7光缆的接续及安装〔1〕一般规定A光缆接续内容包括：光缆接续，护层和力口强芯的连接，接头损耗的测量，接头盒的封装以及接头保护的安装。B光缆接续前应核对光缆程式和接头位置并依据接头预留长度的要求留足光缆。C按光缆端别核对光纤并编号作永久性标志。D光纤接续环境必必需整洁，应在工作车内或有遮盖物的环境中操作，严禁露天作业。E光纤接续应连续作业，以确保接续质量。采纳措施，不得让光缆受潮。〔2〕光缆接续A光缆接续的全部过程应采纳质量监视。B光缆接续全部完成后，多余光缆应盘在光缆接头盒的管架上，盘绕方向应一致。光缆盘绕弯曲半径应不大于厂家规定的曲率半径，接头部分应平直不受力光纤盘留后，用海绵等缓冲材料压住光纤形成保护层。C管道光缆接头盒的安装，接头盒宜挂在人孔壁上或置于电缆托板间，手孔内光缆接头盒应尽量放置在较高位置，避免雨季时人孔内积水浸泡。D架空光缆接头盒的安装，接头盒均设置在杆上〔接头杆〕，两杆中间不设悬空接头；接头杆尽量避免设在河中孤立杆、山头杆等不易施工和维护的场合；接头盒应牢固固定在接头杆上。2.管道的施工要求2.1PVC管、蜂窝管通信管道施工要求〔1〕PVC管、蜂窝管其管身应平滑无伤痕，管孔无变形。〔2〕放管前应将管外凹状定位筋朝上放置，并严格按照管外箭头标志方向顺延，不可颠倒方向。〔3〕在放管时，严禁泥沙混入管内，开始放第一支管时，就要用小塞子塞住露在人井端的子管，以防施工时泥沙进入子管内。〔4〕管与管的驳接方法与步骤：A管材红色方向标明箭头朝上涂胶水至划线处，再将直通一端内侧涂上胶水。将直通内的定位槽对准管外的定位筋插入，用木槌或短木棒打紧至管端划线处。B再在直通的另一端内侧涂上胶水，将另一管的管外涂上胶水至划线处，将管插入直通内，打紧至划线处。本工序务必注意接头两端管材上划有的红色方向箭头插在接头同一条定位槽内。〔5〕当实际距离小于单管长度时，必需要按实际长度截掉组装管堵，其方法如下：A先量好实际尺寸，在必需锯断处画上断环线。B用钢。〔一〕光缆的户外施工：较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的，还要注意土地的使用权，架设的或地埋的可能性等。必必需要有很完备的制定和施工图纸，以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。1.户外架空光缆施工：A.吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，我国应用最广泛，但挂钩加挂、整理较费时。B.吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但必需要专门的缠扎机。C.自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采纳。D.架空时