楊鴻鋒

（廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧 530023）

1 引言

配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)是現(xiàn)代配電網(wǎng)的重要組成部分，具有高效、可靠和安全的特點(diǎn)，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理起著至關(guān)重要的作用。而系統(tǒng)的施工技術(shù)是保證其順利部署和運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文淺談配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)，探討施工過程中的關(guān)鍵要素和注意事項(xiàng)。

2 配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)概述

配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)是一種應(yīng)用光纖通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制和管理的系統(tǒng)。它通過光纖傳輸信息實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化，提高電力系統(tǒng)的可靠性、靈活性和安全性。配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)的工作原理基于光纖傳輸和光纖傳感技術(shù)。系統(tǒng)由光纖傳感器、光纖通信設(shè)備和監(jiān)控中心組成。光纖傳感器負(fù)責(zé)采集電力系統(tǒng)的參數(shù)，如電壓、電流和溫度等。光纖通信設(shè)備將采集到的參數(shù)通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心實(shí)時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并可以通過光纖傳輸控制電力設(shè)備的操作。配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)可以應(yīng)用于城市電網(wǎng)、工業(yè)電網(wǎng)等不同場景。在城市電網(wǎng)中，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，如實(shí)時檢測電力設(shè)備的工作狀態(tài)和負(fù)載情況，及時發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行定位和修復(fù)。在工業(yè)電網(wǎng)中，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的精細(xì)管理，如優(yōu)化電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，提高能源利用效率，降低能耗和運(yùn)營成本[1]。

3 配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工要求

3.1 通信系統(tǒng)的可靠性要求

在配網(wǎng)系統(tǒng)中，許多通信設(shè)備都是處在一種極端惡劣的環(huán)境下，這就要求配網(wǎng)系統(tǒng)的通信設(shè)備具有耐高溫、耐雨淋、耐冰雪日曬等性能，同時降低電磁對通信系統(tǒng)的各種干擾，從而確保配電網(wǎng)能夠在這樣的環(huán)境下高效、可靠地工作。

3.2 通信系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求

在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，經(jīng)濟(jì)性原則是一個必須從長遠(yuǎn)考慮的標(biāo)準(zhǔn)，由于電力系統(tǒng)需要兼顧經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此，對配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的投資不能太大，主要是在充分利用已有的網(wǎng)絡(luò)通信的同時，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，從而對配網(wǎng)的總體規(guī)劃進(jìn)行有效的調(diào)整，避免資源浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè)。

3.3 通信系統(tǒng)的雙向通信以及免維護(hù)要求

在通信系統(tǒng)中，配電網(wǎng)的自動化要實(shí)現(xiàn)各種功能，比如，遙感功能、遙信功能和遙控功能，所以，需要通信系統(tǒng)具有雙向通信能力。在操作上，許多配網(wǎng)設(shè)備都要安裝在線路和環(huán)網(wǎng)柜中，這種方式很難進(jìn)行操作，并且空間比較狹窄，給安裝調(diào)試帶來不便。所以，在這樣的條件下，配電網(wǎng)通信設(shè)備可以更加方便地安裝和調(diào)試，既是提高工作效率的舉措，也可以在一定程度上減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)[2]。

4 配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 前期準(zhǔn)備

4.1.1 進(jìn)行現(xiàn)場勘測和測量

在開始施工前，需要進(jìn)行現(xiàn)場勘測和測量，以確定光纖通信系統(tǒng)的布線路徑和長度。包括以下關(guān)鍵步驟。

第一，現(xiàn)場勘測。檢查并評估施工現(xiàn)場的環(huán)境條件，包括溫度、濕度、灰塵和振動等因素。此外，還要檢查與光纖通信系統(tǒng)相關(guān)的強(qiáng)電線路和設(shè)備的位置和布置情況，以避免干擾和沖突。

第二，測量布線路徑和長度。使用專業(yè)的測量設(shè)備，如測距儀和光纜測量儀測量光纖通信系統(tǒng)的布線路徑和長度，有助于確定光纜的需求和布線規(guī)劃，避免浪費(fèi)和錯誤的布線。

第三，考慮光衰和干擾問題。根據(jù)布線路徑和長度計(jì)算光纖傳輸中的光衰損耗，確保信號傳輸質(zhì)量。

4.1.2 制訂施工計(jì)劃

在前期準(zhǔn)備階段，還需要制訂合理的施工計(jì)劃，確保資源的充分利用和工期的及時完成。再制訂施工計(jì)劃過程中，需要考慮以下關(guān)鍵問題。

第一，分解工作量。根據(jù)施工范圍和任務(wù)，將整個施工過程分解為不同的工作包，并明確每個工作包所需的人力、物力和時間。

第二，資源調(diào)配。評估現(xiàn)有資源的數(shù)量和能力，并合理調(diào)配到不同的施工任務(wù)中。確保施工過程中所需的設(shè)備、材料和工具的充足供應(yīng)。

第三，工期安排。根據(jù)工作量和資源，制訂合理的施工計(jì)劃，明確每個工作包的開始和完成時間，并監(jiān)控整個施工過程的進(jìn)展。

4.1.3 選擇符合標(biāo)準(zhǔn)要求的優(yōu)質(zhì)光纖、光學(xué)器件和連接器

第一，光纖選擇。選擇符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的優(yōu)質(zhì)光纖，如單模光纖（SMF）和多模光纖（MMF）。這些光纖應(yīng)具有低傳輸損耗、高信號傳輸質(zhì)量和較小的色散特性[3]。

第二，光學(xué)器件選擇。根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的光學(xué)器件，如光纖調(diào)制器、光纖放大器和光纖分光器等。這些光學(xué)器件應(yīng)符合工作頻率范圍和傳輸距離的要求，并具有良好的穩(wěn)定性和性能。

第三，連接器選擇。選用高品質(zhì)的連接器，確保光纖的良好連接和可靠性。常用的連接器類型包括SC、LC、FC 和ST等，應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況選擇合適的連接器。

4.1.4 進(jìn)行光纜的剝皮、清潔和預(yù)備工作

第一，光纜剝皮。使用專業(yè)的剝皮工具，按照光纜的規(guī)格和要求進(jìn)行剝皮操作，剝離光纜外保護(hù)層和子芯層，留下纖芯部分。

第二，光纖清潔。在連接之前，對剝離出的光纖進(jìn)行清潔，使用純凈酒精和纖芯清潔紙等專業(yè)清潔用品，小心擦拭光纖端面，確保其干凈無塵。

第三，光纖預(yù)備。根據(jù)具體連接方式和連接器要求，進(jìn)行光纖的預(yù)備工作，如剪斷光纖使之平整，進(jìn)行光纖端面的打磨和拋光，以提供光纖連接的良好接觸。

4.2 光纜布線和固定

4.2.1 光纜的鋪設(shè)和固定

第一，布線規(guī)劃。根據(jù)前期準(zhǔn)備階段的勘測和測量結(jié)果以及布線設(shè)計(jì)方案，規(guī)劃光纜的布置路徑、長度和連接點(diǎn)。

第二，光纜鋪設(shè)。按照布線規(guī)劃進(jìn)行光纜的鋪設(shè)，確保光纜的鋪設(shè)過程中不發(fā)生彎曲和過度拉伸，以避免對光纜的損壞和信號傳輸?shù)挠绊憽?/p>

第三，光纜固定。使用專業(yè)的夾具、卡扣或束帶等固定材料，將光纜牢固地固定在墻面或管道上，確保光纜的穩(wěn)定性和安全性，避免其受到外部力的影響。

4.2.2 避免光纜與強(qiáng)電線路交叉或干擾

第一，分離布線。在光纜布線過程中，應(yīng)盡量避免與強(qiáng)電線路的交叉和干擾，采用分離布線的方式，將光纜與強(qiáng)電線路保持一定的間距，以減少干擾的可能性。

第二，采用防護(hù)材料。在光纜與強(qiáng)電線路交叉處，使用專業(yè)的防護(hù)材料，如管道、護(hù)套或屏蔽罩等，實(shí)現(xiàn)光纜與強(qiáng)電線路的隔離，并提供額外的保護(hù)[4]。

4.3 光纖接頭處理

4.3.1 進(jìn)行光纖切割、熔接和封裝

第一，光纖切割。根據(jù)接頭類型和連接需求，使用專業(yè)光纖剝皮工具和切割設(shè)備，將光纖切成適當(dāng)?shù)拈L度，確保切割面的質(zhì)量和平整度，以便后續(xù)步驟的熔接和連接。

第二，光纖熔接。使用專業(yè)的光纖熔接機(jī)，將兩根切割好的光纖進(jìn)行熔接，確保熔接的質(zhì)量和穩(wěn)定性，使纖芯之間的光信號可以互相傳輸，盡量減小信號損耗。

第三，封裝接頭。將熔接好的光纖接頭進(jìn)行封裝，使用專業(yè)的封裝盒、套管或保護(hù)套等，保護(hù)接頭的結(jié)構(gòu)完整和穩(wěn)定性，確保接頭在使用過程中不受到外界的損傷和干擾。

4.3.2 使用專業(yè)工具和設(shè)備進(jìn)行接頭的清潔、對齊和固定

第一，接頭清潔。在進(jìn)行接頭熔接之前，使用專業(yè)的清潔工具和酒精棉球?qū)宇^進(jìn)行清潔，去除灰塵和污垢，確保接頭表面的干凈和光滑。

第二，接頭對齊。使用專業(yè)的光纖對齊工具，將連接的光纖接頭進(jìn)行精確對齊，確保兩根光纖的纖芯能夠完全匹配，以最大限度地減小信號衰減和損失。

第三，接頭固定。使用專業(yè)的固定工具和設(shè)備，固定已經(jīng)對齊的光纖接頭，確保其在使用過程中不會發(fā)生移動或松動，保證接頭的連接質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4.4 光纖測試與調(diào)試

光纖測試與調(diào)試是配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工的最后階段，旨在確保光纖連接的質(zhì)量和信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

首先，使用光纖測試設(shè)備，如OTDR 和光功率計(jì)等，對光纜進(jìn)行衰減和傳輸特性測試。

光纜衰減測試：使用光功率計(jì)或光纖衰減測試儀（OTDR）等設(shè)備，測量光纜沿途的衰減值。通過衡量不同點(diǎn)的光信號強(qiáng)度，可以確定信號在傳輸過程中的衰減大小。

傳輸特性測試：使用OTDR 等設(shè)備，對光纜進(jìn)行傳輸特性測試，包括衰減、反射和插入損耗等，通過對比測試結(jié)果與預(yù)期性能要求，可以確定光纖連接的質(zhì)量和信號傳輸?shù)男省?/p>

其次，進(jìn)行光纖連接的優(yōu)化和調(diào)整。

優(yōu)化光纖接頭：根據(jù)測試結(jié)果，對光纖接頭進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化連接的性能，包括調(diào)整光纖接頭的角度，確保光纖之間的最佳對接，減少反射損耗。

優(yōu)化光纖連接的插拔：對于已經(jīng)連接的光纖，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和調(diào)整，以提高插拔的穩(wěn)定性和可靠性，包括調(diào)整光纖連接的插拔力度和角度，確保連接的牢固性。

光纜衰減是指光信號在光纖傳輸過程中的損耗量，通常表示為單位長度的損耗，單位為dB/km。對于單模光纖，要求其衰減不超過0.35 dB/km；對于多模光纖，要求其衰減不超過3.5 dB/km[5]（見表1）。通過對衰減的控制和評估，可以確保光信號在傳輸過程中的穩(wěn)定性和可靠性。光纖連接插入損耗是指光纖連接頭或連接件在連接過程中引入的額外損耗，通常要求連接插入損耗不超過0.3 dB，這意味著在光纖連接的過程中，要確保光信號的損耗最小，避免因連接不良導(dǎo)致的信號衰減。光纖連接反射損耗是指光信號在連接點(diǎn)發(fā)生反射時引起的信號損失，一般要求反射損耗應(yīng)低于-45 dB，反射損耗的控制和評估是確保光纖連接質(zhì)量和信號傳輸效率的重要步驟。

表1 常用光纜類型的傳輸損耗情況

4.5 系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

首先，對施工完成的系統(tǒng)進(jìn)行一段時間的運(yùn)行監(jiān)測。（1）系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測。觀察和記錄系統(tǒng)的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)，包括信號傳輸質(zhì)量、延遲時間和穩(wěn)定性等。（2）故障排除。及時響應(yīng)并處理系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障和問題，通過監(jiān)測和分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，識別并解決可能出現(xiàn)的故障源，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（3）性能評估。根據(jù)設(shè)定的性能指標(biāo)，對系統(tǒng)進(jìn)行評估和分析，以確認(rèn)系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)期要求，并根據(jù)具體情況，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化或調(diào)整，以提高性能和可靠性。

其次，定期進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)工作。（1）清潔和檢查。定期對系統(tǒng)的各個組件進(jìn)行清潔和檢查，清除灰塵、污垢和雜物，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）檢修和維修。定期進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備的檢修和維修，修復(fù)或更換磨損和損壞的部件，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行[6]。

5 結(jié)語

配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為電力系統(tǒng)的信息化建設(shè)提供了有力支持。通過對光纜布線和固定、光纖接頭處理、光纖測試與調(diào)試以及系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)等基本要素的深入探討和實(shí)踐，可以確保該系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和信號傳輸?shù)目煽啃?。配網(wǎng)自動化光纖通信系統(tǒng)施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善將極大地促進(jìn)電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程和可持續(xù)發(fā)展。