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光纤在继电保�； ；；；；ぶ械挠τ�
2004-01-01
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  摘 要：先容了光纤的基本结构、基本事情原理和特点，，，，，以及电力光纤网络的现状，，，，，剖析了电力光纤网络和电力光缆的生长偏向。。。。。。重点剖析了现在在电力光纤网络中光纤保�； ；；；；さ募钢只痉椒ê椭饕氐悖�，，，，讨论了光纤保�； ；；；；ぴ谙质涤τ弥锌赡苡龅降奈侍饧捌浣饩霾椒�。。。。。。 

  要害词：光纤；； ；；；；电力光缆；； ；；；；光纤保�； ；；；；お� 

  光纤作为继电保�； ；；；；さ耐ǖ澜橹示哂胁慌鲁哐褂肜椎绲绱抛倘拧⒍缘绯【怠⑵荡砗退ズ牡偷扔诺悖�，，，，随着电力光纤网络的逐步完善，，，，，光纤保�； ；；；；ひ步诩痰绫；； ；；；；ち煊蛑谢竦酶毡榈挠τ�。。。。。。本文的研究重点是光纤保�； ；；；；さ南肿从胂质涤τ弥斜４娴奈侍猓�，，，，同时还对光纤的事情原理和电力光纤网络的现状举行普及性先容。。。。。。 

  1光纤的基本事情原理 

  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�； ；；；；に霉庀宋ㄑ豆庀耍�，，，，是由纤芯和包层两部分组成的，，，，，如图1所示。。。。。。纤芯区域完成光信号的传输；； ；；；；包层则是将光关闭在纤芯内，，，，，并保�； ；；；；は诵荆�，，，，增添光纤的机械强度。。。。。。 

  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，，，，，限制了传输数字信号的频率，，，，，并且随着距离的增添，，，，，其限制效果越发显着。。。。。。单模光纤(single mode fiber)的中心玻璃芯很细(芯径一样平常为9 μm或10 μm)，，，，，只能传一种模式的光，，，，，因此，，，，，其模间色散很�。。。。。。�，，，，适用于远程传输，，，，，但仍保存着质料色散和波导色散，，，，，这样单模光纤对光源的带宽和稳固性有较高的要求，，，，，带宽要窄，，，，，稳固性要好。。。。。。 

  1.2继电保�； ；；；；び霉庀说奶氐� 

  继电保�； ；；；；び霉庀硕运ズ闹狄蠼细撸�，，，，差别波长的光信号衰耗值差别，，，，，表1对单模光纤和多模光纤在3个波长区域的传输特征举行了较量。。。。。。


 




  由表1可以看出，，，，，单模光纤的传输衰耗最�。。。。。。�，，，，波长1.31 μm处是光纤的一个低消耗窗口。。。。。。以是现在继电保�； ；；；；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电力光纤网络现状及展望 

  光纤网络的传输性能、稳固性及其自顺应的保�； ；；；；せ指茨芰Χ怨庀思痰绫；； ；；；；な虑榈目煽啃云鸬揭ψ饔�。。。。。。现在，，，，，在电力网络通讯领域中普遍使用的是以电时分复用为基本事情原理的SDH/SONET同步数字系统，，，，，它具有强盛的保�； ；；；；せ指茨芰屠慰康氖毖有阅�。。。。。。但由于接纳电时分复用来提高传输容量的要领有一定的局限性，，，，，使其在电力网络这种泛起高速扩容及重大拓扑结构的网络中徐徐难以知足组网的要求，，，，，因此从现在的电复用方法转向恢复用方法将是电力光纤网络的一定生长偏向。。。。。。恢复用方法有光时分复用、波分复用(WDM)和频分复用等方法，，，，，其中波分复用手艺已逐渐进入大规模商用阶段。。。。。。由于接纳电时分复用系统的扩容潜力已�。。。。。。�，，，，而光纤的200 mm可用带宽资源仅仅使用了不到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，，，，，则可以大大增添光纤的信息传输容量，，，，，这就是WDM的基本思绪。。。。。。接纳WDM系统的主要利益是充分使用光纤的重大带宽资源，，，，，使传输容量可以迅速扩大几倍甚至上百倍，，，，，在大容量远程运输时可以节约大宗光纤和再生器，，，，，大大降低传输本钱。。。。。。WDM手艺在电力光纤网络上具有相当大的生长潜力，，，，，可以节约电力光纤网长距离传输的本钱，，，，，提高电力光纤网络传输的可靠性。。。。。。因此，，，，，随着WDM手艺的逐渐成熟和演化，，，，，WDM手艺将在电力保�； ；；；；す庀送缟匣竦闷毡榈氖褂�。。。。。。 

  2.2电力网络用光缆 

  现在电力光纤网络使用的光缆主要有三种：通俗非金属光缆、自承式(ADSS)光缆和倾轧地线复合(OPGW)光缆。。。。。。 




  通过表2的比照可以发明，，，，，OPGW光缆虽然造价较高，，，，，但在高电压品级及同杆双回和多回线路使用时占线路综合造价比例较低，，，，，并可以兼作继电保�； ；；；；ねǖ�。。。。。。以1条220 kV线路为例，，，，，接纳光纤保�； ；；；；び虢幽筛咂当；； ；；；；さ募矍嗟保�，，，，但高频保�； ；；；；ぴ谙呗妨讲嗷剐枰錾枳璨ㄆ鳌Ⅰ詈系缛萜骱屯沤崧瞬ㄆ鞯茸氨福�，，，，OPGW光缆则显得更为经济，，，，，并且还具有可靠性高、维护用度低的优点。。。。。。随着光缆综合价钱的下降，，，，，OPGW光缆在电力光纤网络中将获得普遍的应用。。。。。。 

  3光纤保�； ；；；；さ幕痉椒捌涮氐� 

  光纤保�； ；；；；は衷谝言诤Ｄ诓糠值厍竦媒衔毡榈氖褂茫�，，，，对已投入运行的光纤保�； ；；；；ぃ�，，，，按原理划分主要有光纤电流差动保�； ；；；；ず凸庀吮账健⒃市硎阶萘；； ；；；；ち街�。。。。。。 

  3.1光纤电流差动保�； ；；；；� 

  光纤电流差动保�； ；；；；な窃诘缌鞑疃；； ；；；；さ幕∩涎莼吹模�，，，，基本保�； ；；；；ぴ硪彩腔诳讼；； ；；；；舴蚧镜缌鞫桑�，，，，它能够理想地使保�； ；；；；な迪值ノ换�，，，，原理简朴，，，，，不受运行方法转变的影响，，，，，并且由于两侧的保�； ；；；；ぷ爸妹挥械缌担�，，，，提高了运行的可靠性。。。。。。现在电流差动保�； ；；；；ぴ诘缌ο低车闹鞅溲蛊鳌⑾呗泛湍赶呱洗笞谑褂茫�，，，，其迅速度高、行动简朴可靠快速、能顺应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保�； ；；；；ば问剿薹ㄏ啾鹊�。。。。。。光纤电流差动保�； ；；；；ぴ诩绦说缌鞑疃；； ；；；；さ恼庑┯诺愕耐保�，，，，以其可靠稳固的光纤传输通道包管了传送电流的幅值和相位准确可靠地传送到对侧。。。。。。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保�； ；；；；っ媪俚闹饕忠瘴侍�。。。。。。在复用通道的光纤保�； ；；；；ど希�，，，，保�； ；；；；び敫从米爸檬奔渫降奈侍夤赜诠庀说缌鞑疃；； ；；；；さ淖既吩诵衅鸬揭Φ淖饔茫�，，，，因此现在光纤差动电流保�； ；；；；ざ冀幽芍鞔臃椒ǎ�，，，，以包管时钟的同步；； ；；；；由于现在光纤均接纳64 Kbit数字通道，，，，，电流差动保�； ；；；；ねǖ乐屑纫偷缌鞯姆担�，，，，又要传送时间同步信号，，，，，通道资源主要，，，，，要求数据的误码校验位不可过长，，，，，这样就影响了误码校验的精度。。。。。。现在部分厂家推出的2 Mbit数字接口的光纤电流差动保�； ；；；；つ芎芎玫亟饩鑫舐胄Ｑ榫鹊奈侍�。。。。。。 

  3.2光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；� 

  光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；な窃谙衷诟咂当账健⒃市硎阶萘；； ；；；；さ幕∩涎莼矗�，，，，以稳固可靠的光纤通道取代高频通道从而提高保�； ；；；；ば卸目煽啃�。。。。。。光纤闭锁保�； ；；；；さ募敌藕拍芎芎玫囟怨庀吮；； ；；；；ねǖ榔鸬郊嗍幼饔茫�，，，，这比现在高频闭锁保�； ；；；；ば枰蛋嘀霸弊际苯涣餍藕乓耘卸贤ǖ勒 ？？？ ？？？？煽坑敕裱杆倭诵矶啵�，，，，提高了闭锁式保�； ；；；；さ男卸煽啃�。。。。。。别的由于光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；ぴ谠砩嫌胂衷诖笞谠诵械母咂当；； ；；；；だ嗨疲�，，，，在完成光纤通道的敷设后只需替换光收发讯机即可接入现在使用的高频保�； ；；；；ど希�，，，，因此具有刷新利便的特点。。。。。。与光纤电流纵差保�； ；；；；そ狭浚�，，，，光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；げ皇芨汉傻缌鞯挠跋欤�，，，，不受线路漫衍电容电流的影响，，，，，不受两头TA特征是否一致的影响。。。。。。 

  广州地区电网超高压线路具有负荷较重、部分线路较长等特点，，，，，使差动保�； ；；；；ぱ杆俣热狈Α⒙艿缛莸缌鞔螅�，，，，限制了光纤分相电流差动保�； ；；；；さ氖褂茫�，，，，因此光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；ぴ诠阒莸厍缤鸾セ竦昧私掀毡榈挠τ�。。。。。。如光纤网络能有用解决双重化的问题，，，，，光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；ぞ徒鸩饺〈咂当；； ；；；；ぃ�，，，，在超高压电网中获得普遍应用。。。。。。 

  3.3广州电网光纤保�； ；；；；さ挠τ们樾� 

  20世纪90年月中期，，，，，光纤保�； ；；；；ぞ驮诠阒莸缤钕韧度胧褂茫�，，，，现在已投入运行的光纤保�； ；；；；び薪�15套，，，，，从早期纯粹的短距离光纤纵差保�； ；；；；ぱ荼涞浇侥曜钕戎鸾フ贾鞯贾拔坏墓庀嗽市硎奖；； ；；；；ぃ�，，，，从运行情形看令人知足，，，，，行动可靠性高，，，，，缺陷次数少。。。。。。在知足条件的中、长距离线路上，，，，，光纤允许式、闭锁式纵联保�； ；；；；ぴ诠阒莸缤竦酶毡榈挠τ�。。。。。。 

  4光纤保�； ；；；；は质涤τ弥斜４娴奈侍猹� 

  4.1施工工艺问题 

  光纤保�； ；；；；な浅哐瓜呗返闹鞅；； ；；；；ぃ�，，，，通道的清静可靠对电力系统的清静、稳固运行起到主要的作用。。。。。。由于光缆传输需要经由转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等毗连环节(见图2所示)，，，，，并且光纤的施工工艺重大、施工质量要求高，，，，，因此若是在保�； ；；；；ぷ爸猛度朐诵星暗氖┕ぁ⒉馐灾斜４嫖蟛睿�，，，，则会导致保�； ；；；；ぷ爸玫奈笮卸�，，，，进而影响全网的清静稳固运行。。。。。。综合各地由于施工工艺不良造成光纤保�； ；；；；ね顺鲈诵械陌咐�，，，，需注重杜绝以下两类问题的泛起： 

  a) 断点的熔接质量不高，，，，，往往使断点周围的光纤纤芯受到应力的作用，，，，，导致光纤的衰耗指标不稳固，，，，，影响光纤保�； ；；；；さ恼Ｔ诵�。。。。。。 

  b) 光纤活讨论积灰造成通道衰耗增添，，，，，进而引起保�； ；；；；ぷ爸猛ǖ栏婢�，，，，造成光纤保�； ；；；；ね顺鲈诵�。。。。。。 




  4.2通道双重化问题 

  光纤保�； ；；；；び糜�220 kV及以上电网时，，，，，凭证220 kV及以上线路主保�； ；；；；に鼗虻囊螅�，，，，纵联保�； ；；；；さ男藕磐ǖ酪惨笏鼗�，，，，高频保�； ；；；；び捎谑窃诓畋鸬南啾鹕像詈希�，，，，因此能知足双通道的要求，，，，，若是使用2套光纤保�； ；；；；ぷ魑呗返闹鞅；； ；；；；ぃ�，，，，通道双重化的问题则一直限制着光纤保�； ；；；；さ拇蠊婺Ｍ乒阌τ�。。。。。。 

  统一光缆的差别纤芯能否组成通道的双重化需要凭证光缆的型式来确定。。。。。。关于通俗光缆和ADSS光缆，，，，，由于其可靠性较差，，，，，统一光缆内的光芯差别不可视为通道双重化，，，，，只能通过光缆的双重化抵达通道双重化的要求。。。。。。关于OPGW光缆，，，，，由于其具有较高的可靠性，，，，，在现在光纤网络未能形成环网的现状下，，，，，统一光缆纤芯差别可视为通道双重化；； ；；；；当形成了光纤网络环网后，，，，，OPGW光缆也应实现两条路由的双重化，，，，，能在一条光缆损坏后通过另一个路由正常运行。。。。。。随着波分复用手艺的逐步应用和光纤容量的大幅增添，，，，，光纤保�； ；；；；の蠢椿挂迪衷谕骋桓饫吕锏亩嘀鼗⒃诖洳ǔど系亩嘀鼗�，，，，以及在传输路由上的多重化，，，，，从而最大限度地提高光纤保�； ；；；；ぴ诵械目煽啃�。。。。。。 

  4.3光纤保�； ；；；；す芾斫缑娴幕治侍� 

  随着保�； ；；；；び胪ㄑ断谓拥娜找嫦该埽�，，，，继电保�； ；；；；ぷㄒ涤胪ㄑ蹲ㄒ倒芾斫缑嫒找婺岩郧郑�，，，，如不从制度上解决这一问题将直接影响到光纤保�； ；；；；さ目煽吭诵�。。。。。。关于自力纤芯的保�； ；；；；ぃ�，，，，通讯专业与继电保�； ；；；；ぷㄒ倒芾淼姆纸绲阍谕ㄑ痘康墓庀伺湎呒苌�。。。。。。配线架以上包括保�； ；；；；ぷ爸玫哪嵌挝蚕耍�，，，，属于继电保�； ；；；；ぷㄒ滴ぃ�，，，，这就要求继电保�； ；；；；ぷㄒ抵霸本弑敢欢ǖ墓庀诵Ｑ槲な忠眨�； ；；；；配线架以下，，，，，一直到对侧变电站通讯机房的配线架，，，，，均属通讯专业管理维护，，，，，通讯专业在配线架上事情要开第二种事情票，，，，，若是影响到保�； ；；；；び孟诵镜目煽啃裕�，，，，要通知继保管理职员，，，，，由继保管理职员决议是否将光纤保�； ；；；；ね顺鲈诵�。。。。。。关于使用复用通道的保�； ；；；；ぃ�，，，，通讯专业与保�； ；；；；ぷㄒ倒芾淼姆纸绲阍谕ㄑ痘柯龀灞嗦氲髦�(PCM)的数字电接口上。。。。。。接口以上包括数字接口装置、机房到保�； ；；；；ぷ爸玫墓庀司艏痰绫；； ；；；；ぷㄒ倒芾砦ぃ�； ；；；；PCM装备属通讯专业管理维护，，，，，在PCM装备上举行事情需要开第二种事情票，，，，，若是影响到保�； ；；；；び媒涌诘目煽啃裕�，，，，要通知继保职员决议是否将光纤保�； ；；；；ね顺鲈诵�。。。。。。 

  4.4光纤保�； ；；；；ぴ谂月反飞系奈侍� 

  线路光纤保�； ；；；；ぴ谂月反肥辈焕悴僮鳎�，，，，由于光纤活讨论不可随便拔插，，，，，每次拔插都需要重新作衰耗测试，，，，，并且经常性拔插也容易造成活讨论的损坏，，，，，因此不宜使用拔插活讨论的步伐实现光纤通道的切换。。。。。。在我国部分省、市的电网中并没有单独的旁路保�； ；；；；ぃ�，，，，旁路代路时是切换交流回路，，，，，因此不保存通道切换问题，，，，，但在广州地区有自力的旁路保�； ；；；；ぃ�，，，，关于光纤闭锁式、允许式纵联保�； ；；；；ぴ菔笨梢越幽汕谢欢位芈返姆椒ǎ�，，，，但关于光纤差动电流保�； ；；；；ぴ蛭薹ù罚�，，，，现在都是接纳旁路保�； ；；；；さザ涝錾枰惶坠庀瞬疃；； ；；；；さ囊旖饩�。。。。。。已有部分厂家在钻营解决光纤保�； ；；；；で谢晃侍獾牟椒ィ�，，，，如使用光开关来实现光纤通道切换。。。。。。 

  5竣事语 

  只管现在光纤保�； ；；；；ぴ诔ぞ嗬牒统哐故涞缦呗飞系挠τ蒙杏幸欢ǖ木窒扌裕�，，，，在施工和管理应用上仍保存缺乏，，，，，可是从久远看，，，，，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保�； ；；；；げ肥忠盏囊恢碧岣撸�，，，，光纤保�； ；；；；そ加邢呗繁；； ；；；；さ闹鞯贾拔�。。。。。。
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