光纖通信工程中光纜線路敷設研究

光纖通信工程中光纜線路敷設研究光纖通信在配電網(wǎng)自動化上的應用論文1前言隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提升，人們對電力的必需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質量提出了更高的要求。配網(wǎng)饋線自動化是配網(wǎng)系統(tǒng)提升供電可靠性最直接有效的技術手段之一。在近幾年國家加大了對城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)的改造，國內(nèi)各大供電局對配電網(wǎng)自動化的投入也在加大。在配網(wǎng)自動化實現(xiàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)通信問題是一個難點問題。在此，僅就光纖通信在配網(wǎng)自動化方面的應用談一點熟悉和體會。2配電網(wǎng)自動化對通信的要求同調度SCADA系統(tǒng)一樣，配電自動化系統(tǒng)也必需要一個有效的通信網(wǎng)，同時他有自己的特點：終端數(shù)量極多。配網(wǎng)系統(tǒng)擁有眾多的開閉所、配電變壓器、柱上斷路器，要對這些設備進行監(jiān)控就必需要許多FTU和TTU，同時這些FTU隨配電設備安裝，地域分布廣，通訊節(jié)點分散。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的規(guī)模、復雜程度和自動化程度決定了通信系統(tǒng)應滿足下述要求：〔1〕可靠性：配網(wǎng)系統(tǒng)的通信設備有很多暴露在室外，環(huán)境惡劣，因此必必需能夠抵抗高溫、低溫、日曬、雨淋、風雪、冰雹和雷電等自然環(huán)境的侵襲。同時，盡量避免各種電磁干擾，確保長期穩(wěn)定可靠地工作，并要求在線路停電時，通信系統(tǒng)仍能正常工作?！?〕經(jīng)濟性：合計到配電網(wǎng)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟效益，通信系統(tǒng)的投資不應過大，力爭充分利用現(xiàn)有的主網(wǎng)通信資源，進行主、配網(wǎng)整體規(guī)劃，避免重復投資。〔3〕尋址量大：通信系統(tǒng)不僅要合計目前及將來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋匦枰?，還要合計系統(tǒng)升級的要求?！?〕雙向通信：配網(wǎng)自動化要實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能，就必必需要求具有雙向通信能力?！?〕容易操作和免維護。依據(jù)以上的要求，伴隨著光纖價格的下降，目前，光纖通信正廣泛地應用于電力系統(tǒng)。3光纖通信自激光器和低損耗光纖問世以來，光纖通信系統(tǒng)以其技術、經(jīng)濟上無可比擬的優(yōu)越性而迅速崛起，并風靡全球。該系統(tǒng)是以光纖為傳輸介質，以光為載波信號傳遞信息的通信系統(tǒng)，應用的光波波長為1.0~1.μm靘，整個系統(tǒng)由電端機、光端機、光纜和中繼器構成。光纖可分為單模光纖〔SMF〕、多模光纖〔MMF〕、長波長低射散光纖〔LMF〕、保偏光纖〔PMF〕及塑料光纖〔POF〕等很多種；常用的為單模和多模光纖，多模光纖就是傳輸多個光波模式，而單模光纖只傳輸一個光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長，目前一般地，光信號在多模光纖內(nèi)可傳6km左右，在單模光纖內(nèi)可傳30km。因此，單模光設備的價格要高于多模光設備。有用的光纖通常都是由多根光纖、強化芯、保護材料、固定材料等組合成光纜構成的傳輸線。光纖MODEM可完成光信號與數(shù)字信號之間的互相轉換。光纖MODEM一般有一個以上的數(shù)據(jù)口用以傳遞同步或異步信號。通信速率可達到2Mbps或更高，配網(wǎng)常用的通信速率一般為同步N*64K或異步19200bps以下。故足以滿足配網(wǎng)通信的必需要，光纖MODEM的連接示意圖如下：另外，還有一種光纖MODEM具有雙環(huán)自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大強化。其功能示意圖如圖2所示：圖2(I)中，A,B,C三點是通過自愈光MODEM實現(xiàn)的雙環(huán)網(wǎng)，假設在D點發(fā)生故障，則如圖2(II)所示，光路在A站和C站愈合〔環(huán)回〕，使通信不受影響，同時向主站發(fā)出相應的告警及定位信號，使修理人員及時修復故障段光纜。4光纖通信的特點光纖通信具有通信容量大，衰減小，不怕雷擊，抗電磁干擾、抗腐蝕、保密性好、可靠性高、敷設方便等優(yōu)點，不過投資費用相對較高，尤其關于城區(qū)內(nèi)直埋式電纜線路的光纖敷設，施工費用將更大。5光纖通信在配電網(wǎng)上的實現(xiàn)方案光纖通信的組網(wǎng)方式非常靈活，可以構架成星型、鏈型、樹狀、網(wǎng)狀、單纖網(wǎng)、雙纖網(wǎng)、環(huán)上多分支、多環(huán)相交、多環(huán)相切等各種拓撲結構的網(wǎng)絡。依據(jù)配電自動化系統(tǒng)的特點，光纖網(wǎng)通常必需組成環(huán)型網(wǎng)，并與計算機局域網(wǎng)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。常用的組網(wǎng)方式如圖3所示。圖3中：“S〞表示網(wǎng)絡服務器，“W1、W2、Wn〞表示工作站，“b〞表示變電所，“k〞表示開閉所，“T〞表示配電變壓器。實際工程制定中，充分合計到電力通信專網(wǎng)拓撲結構的復雜性，SDH傳輸系統(tǒng)可以采納多達126個E1(2M口)全交叉連接和雙主光環(huán)+多光分支的制定思想。基本構架為1~3個SDH/STM-1雙纖自愈環(huán)相交或相切，而且在必需要時，可通過改換光卡的方式在線升級為SDH/STM-4。如果局調度中心局域網(wǎng)位于網(wǎng)絡地理中心，建議制定為相切環(huán)，以調度中心為切點，如圖4所示；如果局調度中心局域網(wǎng)偏離網(wǎng)絡地理中心，建議制定為相交環(huán)，由于調度中心不在交點，為了環(huán)間可靠轉接，各環(huán)相交至少兩點，互為保護路由，如圖5所示。6結束語在實際的配網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)，必必需構建一個成本低、收效高的雙向通信系統(tǒng)，用可以接受的費用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同時，由于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)所要完成的功能太多而系統(tǒng)復雜，采納單一的通信系統(tǒng)來滿足所有的功能必需要是不現(xiàn)實的，也是不經(jīng)濟的。因此，在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，要應用多種通信方式，按綜合的經(jīng)濟技術指標而選取其中最優(yōu)的組合。在電力系統(tǒng)中較常用的通信方式還有一。原公布者：mengwangww管路敷設標注方法sc：焊接鋼管tc：電線管薄鋼管pc：硬質塑料管ct：電纜橋架cp：金屬軟管SR：鋼線槽RC：水煤氣管導線敷設部位：CT：電纜橋架敷設SR：沿鋼索敷設CLE：沿柱或跨柱敷設WE：沿墻面敷設CC：沿現(xiàn)澆板內(nèi)暗敷設CE：沿天棚面或頂棚面敷設AC：吊頂內(nèi)敷設ACE：在能進入的吊頂在敷設BC：暗敷設在梁內(nèi)CLC：暗敷設在柱子內(nèi)wc：暗敷設在墻內(nèi)WE：沿墻明敷設FC：預埋在地面內(nèi)cc：暗敷設在頂板內(nèi)SR：沿鋼線槽敷設BE：沿屋架或跨屋架敷設CLE：沿柱或跨柱敷設WE：沿墻面敷設CE：沿天棚面或頂棚面敷設ACE：在能進入人的吊頂內(nèi)敷設BC：暗敷設在梁內(nèi)CLC：暗敷設在柱內(nèi)WC：暗敷設在墻內(nèi)CC：暗敷設在頂棚內(nèi)ACC：暗敷設在不能進入的頂棚內(nèi)FC：暗敷設在地面內(nèi)SCE：吊頂內(nèi)敷設，要穿金屬管一，導線穿管表示MT-電線管PC-PVC塑料硬管FPC-阻燃塑料硬管CT-橋架MR-金屬線槽M-鋼索CP-金屬軟管PR-塑料線槽RC-鍍鋅鋼管二，導線敷設方式的表示DB-直埋TC-電纜溝BC-暗敷在梁內(nèi)CLC-暗敷在柱內(nèi)WC-暗敷在墻內(nèi)CE-沿天棚頂敷設CC-暗敷在天棚頂內(nèi)SCE-吊頂內(nèi)敷設F-地板及地坪下SR-沿鋼索BE-沿屋架，梁WE-沿墻明敷三，燈具安裝方式的表示CS-鏈吊DS-管吊W-墻壁安裝C-吸頂R-嵌入S-支架CL-柱上穿焊接鋼管敷設：SC穿電線管敷設：MT穿硬塑料管敷設：PC穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷設：FPC電纜橋架敷設：CT金屬線槽敷設：MR塑料線槽敷設：PR用鋼索敷〔一〕光纜的戶外施工：較長距離的光纜敷設最重要的是選擇一條合適的路徑。這里不一定最短的路徑就是最好的，還要注意土地的使用權，架設的或地埋的可能性等。必必需要有很完備的制定和施工圖紙，以便施工和今后檢查方便可靠。施工中要時時注意不要使光纜受到重壓或被堅硬的物體扎傷。光纜轉彎時，其轉彎半徑要大于光纜自身直徑的20倍。1.戶外架空光纜施工：A.吊線托掛架空方式，這種方式簡單便宜，我國應用最廣泛，但掛鉤加掛、整理較費時。B.吊線纏繞式架空方式，這種方式較穩(wěn)固，維護工作少。但必需要專門的纏扎機。C.自承重式架空方式，對線干要求高，施工、維護難度大，造價高，國內(nèi)目前很少采納。D.架空時，光纜引上線干處須加導引裝置，并避免光纜拖地。光纜牽引時注意減小摩擦力。每個干上要余留一段用于伸縮的光纜。E.要注意光纜中金屬物體的可靠接地。特別是在山區(qū)、高電壓電網(wǎng)區(qū)和多地區(qū)一般要每公里有3個接地點，甚至選用非金屬光纜。2.戶外管道光纜施工：A.施工前應核對管道占用狀況，清洗、安放塑料子管，同時放入牽引線。B.計算好布放長度，一定要有足夠的預留長度。詳見下表：自然彎曲增加長度〔m/km〕人孔內(nèi)拐彎增加長度〔m/孔〕接頭堆疊長度〔m/側〕局內(nèi)預留長度〔m〕注50.5~18~1015~20其它余留安制定預留C.一次布放長度不要太長〔一般2KM〕，布線時應從中間開始向兩邊牽引。D.布纜牽引力一般不大于120kg，而且應牽引光纜的強化心部分，并作好光纜頭部的防水強化處理。E.光纜引入和引出處須加順引裝置，不可直接拖地。D.管道光纜也要注意可靠接地。3.直接地埋光纜的敷設：A.直埋光纜溝深度要按標準進行挖掘，標準見下表：B.不能挖溝的地方可以架空或鉆孔預埋管道敷設。C.溝底應保正平緩牢固，必需要時可預填一部分沙子、水泥或支撐物。D.敷設時可用人工或機械牽引，但要注意導向和潤滑。E.敷設完成后，應盡快回土覆蓋并夯實。4.建筑物內(nèi)光纜的敷設：A.垂直敷設時，應特別注意光纜的承重問題，一般每兩層要將光纜固定一次。B.光纜穿墻或穿樓層時，要加帶護口的保護用塑料管，并且要用阻燃的填充物將管子填滿。C.在建筑物內(nèi)也可以預先敷設一定量的塑料管道，待以后要敷射光纜時再用牽引或真空法布光纜。1.光纜的施工要求1.1復測〔1〕核對光纜路由走向、敷設方式及接頭位置。〔2〕復測路由地面距離，為光纜配盤、分配及敷設提供必必需的資料。1.2光纜留長在現(xiàn)有管道內(nèi)敷設光纜，為確保光纜安全，預留光纜盡量盤留在通信管道的人〔手〕孔內(nèi)，基站留長按15米預留，冗余留長按15‰。預留，接頭留長按10米/側預留。為方便維護，放纜時應以接頭井為1#，安順序類推，逢5、10、15……5的倍數(shù)手孔，應安20m作預留。1.3光纜檢驗〔1〕施工單位在開工前應對運到工地的光纜、器材的規(guī)格、程式進行數(shù)量盤點和外觀檢查，如發(fā)現(xiàn)異常應重點檢查。對光纜、連接器等還應進行光學特性、電特性的測試?！?〕核對單盤光纜規(guī)格、程式及制造長度應符合訂貨合同規(guī)定的要求?！?〕光纜開頭檢驗時，應核對光纜外端的端別，并在纜盤上做醒目標注。光纜端別的識別方法應符合以下規(guī)定：面對光纜截面，由領示色光纖按/順時針排列時為A端，反之為B端。〔4〕光纜現(xiàn)場檢驗光纖衰減常數(shù)、光纖長度。〔5〕單盤光纜檢驗完畢后應恢復光纜端頭密封包裝及光纜盤包裝?！?〕光纖連接器應具有合格的重復性和互換性。尾纖的長度應符合制定要求、外皮無損傷。尾纖各項參數(shù)應符合合同規(guī)定。連接器的損耗應符合合同規(guī)定。1.4光纜敷設〔1〕新建管道內(nèi)光纜均采納硬塑料管保護，塑料管一次布放的長度以方便光纜穿放為原則?！?〕光纜彎曲半徑應不小于光纜外徑的10倍，施工過程中不小于20倍?！?〕布放光纜的牽引力應不超過光纜同意的張力80%，瞬時最大牽引力不得超過光纜同意張力的100%，牽引力應加在光纜的強化件〔芯〕上。光纜布放過程中應無扭轉，嚴禁打小圈、浪涌等現(xiàn)象發(fā)生?！?〕布放光纜必必需嚴密組織并有專人指揮，牽引過程中應有合格聯(lián)系手段。光纜布放完畢，應檢查光纖是否合格。光纜端頭應做密封防潮處理，不得浸水?！?〕光纜穿入管道或管道拐彎或有交*時，應采納導引裝置或喇叭保護管，不得損傷光纜外護層，光纜一次牽引長度一般不應大于1000米，超長時應采納∞字分段牽引?！?〕光纜放置在規(guī)定的托架上，并應留適當余量，避免光纜繃的太緊。接頭所在人〔手〕孔內(nèi)的光纜預留后應符合制定要求。預留光纜應按規(guī)定的位置妥善放置。〔7〕架空光纜的預留在接頭桿處預留，其兩側電桿作適當預留，預留長度15--20m；過河架空光纜，河寬大于30m的河流兩岸各余留15—20m，架空段每10個桿檔光纜余留15-20m。過河光纜余留在河岸的第一根桿子的鄰桿上：接頭余留應在接頭桿上，各個接頭點余留10m。1.5光纜的保護〔1〕人〔手〕孔內(nèi)的光纜采納蛇型軟管〔或塑料軟管〕保護，并綁在電纜托架上。〔2〕所選用的管孔必必需清潔、干凈。1.6站內(nèi)光纜〔1〕站內(nèi)光纜應做標志，以便識別。光纜在站內(nèi)應選擇安全位置，當處于易受外界損傷位置時，應采納保護措施?！?〕光纜路由經(jīng)走線架，拐彎點時應綁扎。上下走道或爬墻的綁扎部位，應墊以膠管，避免光纜受損傷?！?〕站內(nèi)光纜成端后，必必需在ODF箱前面板粘貼配纖示意圖。1.7光纜的接續(xù)及安裝〔1〕一般規(guī)定A光纜接續(xù)內(nèi)容包括：光纜接續(xù)，護層和力口強芯的連接，接頭損耗的測量，接頭盒的封裝以及接頭保護的安裝。B光纜接續(xù)前應核對光纜程式和接頭位置并依據(jù)接頭預留長度的要求留足光纜。C按光纜端別核對光纖并編號作永久性標志。D光纖接續(xù)環(huán)境必必需整潔，應在工作車內(nèi)或有遮蓋物的環(huán)境中操作，嚴禁露天作業(yè)。E光纖接續(xù)應連續(xù)作業(yè)，以確保接續(xù)質量。采納措施，不得讓光纜受潮。〔2〕光纜接續(xù)A光纜接續(xù)的全部過程應采納質量監(jiān)視。B光纜接續(xù)全部完成后，多余光纜應盤在光纜接頭盒的管架上，盤繞方向應一致。光纜盤繞彎曲半徑應不大于廠家規(guī)定的曲率半徑，接頭部分應平直不受力光纖盤留后，用海綿等緩沖材料壓住光纖形成保護層。C管道光纜接頭盒的安裝，接頭盒宜掛在人孔壁上或置于電纜托板間，手孔內(nèi)光纜接頭盒應盡量放置在較高位置，避免雨季時人孔內(nèi)積水浸泡。D架空光纜接頭盒的安裝，接頭盒均設置在桿上〔接頭桿〕，兩桿中間不設懸空接頭；接頭桿盡量避免設在河中孤立桿、山頭桿等不易施工和維護的場合；接頭盒應牢固固定在接頭桿上。2.管道的施工要求2.1PVC管、蜂窩管通信管道施工要求〔1〕PVC管、蜂窩管其管身應平滑無傷痕，管孔無變形?！?〕放管前應將管外凹狀定位筋朝上放置，并嚴格按照管外箭頭標志方向順延，不可顛倒方向。〔3〕在放管時，嚴禁泥沙混入管內(nèi)，開始放第一支管時，就要用小塞子塞住露在人井端的子管，以防施工時泥沙進入子管內(nèi)?！?〕管與管的駁接方法與步驟：A管材紅色方向標明箭頭朝上涂膠水至劃線處，再將直通一端內(nèi)側涂上膠水。將直通內(nèi)的定位槽對準管外的定位筋插入，用木槌或短木棒打緊至管端劃線處。B再在直通的另一端內(nèi)側涂上膠水，將另一管的管外涂上膠水至劃線處，將管插入直通內(nèi)，打緊至劃線處。本工序務必注意接頭兩端管材上劃有的紅色方向箭頭插在接頭同一條定位槽內(nèi)?！?〕當實際距離小于單管長度時，必需要按實際長度截掉組裝管堵，其方法如下：A先量好實際尺寸，在必需鋸斷處畫上斷環(huán)線。B用鋼。〔一〕光纜的戶外施工：較長距離的光纜敷設最重要的是選擇一條合適的路徑。這里不一定最短的路徑就是最好的，還要注意土地的使用權，架設的或地埋的可能性等。必必需要有很完備的制定和施工圖紙，以便施工和今后檢查方便可靠。施工中要時時注意不要使光纜受到重壓或被堅硬的物體扎傷。光纜轉彎時，其轉彎半徑要大于光纜自身直徑的20倍。1.戶外架空光纜施工：A.吊線托掛架空方式，這種方式簡單便宜，我國應用最廣泛，但掛鉤加掛、整理較費時。B.吊線纏繞式架空方式，這種方式較穩(wěn)固，維護工作少。但必需要專門的纏扎機。C.自承重式架空方式，對線干要求高，施工、維護難度大，造價高，國內(nèi)目前很少采納。D.架空時