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電力系統(tǒng)光纖通信強(qiáng)電保護(hù)措施論文
摘要：近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，信息化時代的普及使得人們生活更加方便快捷，而在信息傳輸?shù)倪^程中，需要采用很多高科技技術(shù)才能得以實現(xiàn)，而光纖通信技術(shù)是近些年來主要被廣泛應(yīng)用的技術(shù)，這是由于光纖材料傳輸快且成本較低，是優(yōu)良的通信材料。而電是確保我們?nèi)粘Ｉ畹谋匾�，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是保證供電的基本前提，而電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運行的過程中也是離不開光纖信息通信傳播支持的，二者需要有效結(jié)合，才能確保整體運行正常。但是在電力系統(tǒng)強(qiáng)電運行下，光纖通信難免會受到影響，因此必須加強(qiáng)對強(qiáng)電的保護(hù)措施，才能確保通信系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；光纖通信；通信技術(shù)；強(qiáng)電保護(hù)
近些年來各行各業(yè)在突飛猛進(jìn)的發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代通信業(yè)中，信息傳輸方式在不斷地改進(jìn)，光通信成為了被廣泛應(yīng)用的技術(shù)。光纖通信技術(shù)基于光通信的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)成為現(xiàn)代通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，也為了現(xiàn)代通訊事業(yè)的發(fā)展起到了很大的推動作用。較其他通信技術(shù)而言，光纖通信作為新興技術(shù)，其發(fā)展速度快且應(yīng)用范圍廣泛，促進(jìn)了通訊事業(yè)的發(fā)展。同時也是目前新技術(shù)革命下的產(chǎn)物，并促進(jìn)了信息的傳遞，是信息時代的一個重要標(biāo)志。而它在電力系統(tǒng)中也被廣泛的應(yīng)用，本文就電力系統(tǒng)光纖通信的強(qiáng)電保護(hù)部分進(jìn)行分析，并總結(jié)降低強(qiáng)電對光纖通信影響的方法[1]。
1電力系統(tǒng)和光纖通信
電力系統(tǒng)的運行較為復(fù)雜，且涉及面廣泛，其中包括發(fā)電、輸電及用電等重要過程構(gòu)成，且電能運營生產(chǎn)與消費共存。電力系統(tǒng)運行目的在于為了能夠使得一次能源經(jīng)過發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換成有效電能，再經(jīng)過配電等過程，將電能產(chǎn)品運送到用電用戶。電力系統(tǒng)為了提升輸電效率，在系統(tǒng)內(nèi)部的各個環(huán)節(jié)中都設(shè)置了對應(yīng)的信息控制管理系統(tǒng)，并加強(qiáng)了電能生產(chǎn)管理，完善了其測量及調(diào)節(jié)等一系列生產(chǎn)內(nèi)容，在最大程度上保證了電能的安全性[2]。對于光纖通信來說，其主要的信息載體是光波，同時也是將光纖作為主要傳輸方式的新興通信技術(shù)手段。光纖通信的工作原理是把需要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，并通過激光器的激光束進(jìn)行調(diào)整，能夠使得光強(qiáng)度發(fā)生對應(yīng)的變化，最終將光纖成功輸送。而在接收端，一般在檢測器受到光信號之后，就會將其轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過內(nèi)部轉(zhuǎn)換與調(diào)節(jié)還原信息。近些年來光纖的發(fā)展要比電氣通信發(fā)展快，主要原因是由于它具有傳輸頻帶寬、通信容量大，傳輸損耗低、中繼距離長，線徑細(xì)、重量輕，采用石英原料節(jié)省金屬材料，提升了資源使用率，而且抗干擾性能較強(qiáng)，同時還具有一定的抗腐蝕性[3]。此外其保密性能強(qiáng)并在使用過程中無電火花等，所以使得其在最近幾年發(fā)展迅速，且應(yīng)用廣泛。
2電力系統(tǒng)光纖通信強(qiáng)電防護(hù)的防護(hù)要點
雖然光纖在近些年來發(fā)展較為迅速，但是光纖采用的材料大致都相同，主要是金屬材料和非金屬材料，而這兩種材料主要區(qū)別就在于光導(dǎo)纖維中是否含有銅金屬。一般情況下，在應(yīng)用非金屬材料過程中，主要是光纜防護(hù)裝置以及光纜裝置部分，而這些裝置中是基本不含有銅金屬，在無銅的光纜通信電路中，基本可以不考慮強(qiáng)電設(shè)施的干擾與影響，但是還是需要加強(qiáng)防護(hù)。而在應(yīng)用金屬材料過程中，大部分光纜傳輸都采用金屬材質(zhì)，這些裝置中會含有銅金屬，而強(qiáng)電影響的防護(hù)措施和電纜通信線路基本相同，所以銅線不會是主要的傳輸通信信號回路，因此需要進(jìn)行防治維護(hù)。其次就是距離，接觸距離的長短會造成不同程度的影響，也需要注意。以2010年山東省級維保平臺出現(xiàn)故障事例來看，傳輸網(wǎng)管顯示京滬320G波分系統(tǒng)、奧運波分系統(tǒng)濟(jì)南至泰安之間出現(xiàn)故障警報，據(jù)了解，是光纜傳輸線路出現(xiàn)故障，但是光纜線路在鐵路禁區(qū)，無法及時處理影響火車接收信號[4]。同樣的還有國網(wǎng)滁州公司通信系統(tǒng)多次發(fā)生光纜故障，暴露出廠站內(nèi)光纜單溝道、通信光纜與強(qiáng)電電纜防火隔離等明顯存在的安全隱患，修維護(hù)人員在對公司包括中心站在內(nèi)的40余座變電站的站內(nèi)光纜隱患排查中，排查出光纜施工絕緣不滿足施工要求，電壓范圍均不在要求范圍之內(nèi)，多根光纜都未做防護(hù)處理，而經(jīng)排查這些光纜都為我公司主干環(huán)網(wǎng)光纜目前處于運行狀態(tài)。這些光纜工程是由于多年前，安裝工藝規(guī)范不夠細(xì)致完善，導(dǎo)致這些運行的光纜不能夠滿足目前通信十八項反措的安全需求。
3電力系統(tǒng)光纖通信強(qiáng)電防護(hù)的危害分析
3.1短期影響
所謂的短期影響是在強(qiáng)電線路發(fā)生故障的同時，會出現(xiàn)接地短路的現(xiàn)象，而這個時候光纜的金屬構(gòu)件會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，電壓會釋放高溫能量擊穿絕緣介質(zhì)，使得光纜遭到破壞，嚴(yán)重時將會中斷信號傳輸，導(dǎo)致通信中斷。通常發(fā)生這種情況是電力系統(tǒng)本身在受到不可抗力的瞬間故障狀態(tài)沖擊，發(fā)生瞬間故障狀態(tài)沖擊現(xiàn)象是不可能提前預(yù)測到的，而這種沖擊力在電纜本身的承受力之上，由于發(fā)生時會伴隨著短路現(xiàn)象發(fā)生，同時會伴隨著巨大的電動勢能產(chǎn)生，這種電動勢能的能量會非常大，那么就會導(dǎo)致絕緣度和絕緣設(shè)計不過關(guān)的通信電纜被擊穿，嚴(yán)重的時候會直接影響電纜的壽命[5]。
3.2長期影響
一般來說，在正常運行情況下的不對稱強(qiáng)電線路在光纜的金屬構(gòu)件上多會出現(xiàn)電壓，通常這種電壓會大大超出安全電壓范圍，這個電壓值人體是無法承受的，它會嚴(yán)重威脅到人類的生命健康，也會造成不同程度的光纜損壞。也就是說在電力系統(tǒng)強(qiáng)電部分工作的時候，部分光纜中會含有金屬元素，而含有金屬元素的光纜會和強(qiáng)電線路的電動勢產(chǎn)生感應(yīng)，這會讓整個電纜線路產(chǎn)生電壓，而這個電壓限額的上限值會超過電纜線路本身能承受的范圍之內(nèi)，電壓的大部分改變就使得光纜通信系統(tǒng)的正常運行受到影響和波動，最后會影響電纜的正常運行和使用。光纜線路受強(qiáng)電影響的限值為表1所示。
3.3干擾影響
大多數(shù)強(qiáng)電運行的過程中都會伴隨著不對稱的強(qiáng)電運行，而在正常工作狀態(tài)下，不對稱運行的強(qiáng)電線路會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，對有銅線的光纜回路來說會產(chǎn)生干擾，期間會伴隨著雜音、噪音等現(xiàn)象。在針對光纜金屬配件感應(yīng)的情況中，就會發(fā)生這種現(xiàn)象，它會直接導(dǎo)致整個電纜內(nèi)部的通信系統(tǒng)電壓值受到干擾并伴隨著劇烈波動的現(xiàn)象，而這種波動的情況是不正常的，它會使得整個光纜系統(tǒng)運行受到影響，其中部分系統(tǒng)單元的工作無法繼續(xù)進(jìn)行，這樣整個電纜系統(tǒng)就處于癱瘓狀態(tài)，無法正常工作，因此，要保證金屬電壓的范圍值在正常范圍之內(nèi)。而對于無銅線的光纜回路來說，強(qiáng)電影響允許值是通過光纜外保護(hù)層對地的絕緣強(qiáng)度來決定的，通常情況下，光纜PE層的厚度大于或者等于兩毫米，它的工頻絕緣強(qiáng)度在技術(shù)要求上要大于或者等于兩萬伏，按照CCITT中的建議來看，K13規(guī)定的光纜金屬護(hù)套上短期影響的縱電壓不能超過它在直流實驗電壓的百分之六十范圍之內(nèi)，也就是說，總體的電壓范圍應(yīng)該在一萬兩千伏內(nèi)，而在光纜金屬構(gòu)件上長期影響的縱電壓允許值也是要符合規(guī)定的，這樣才能符合人身安全的規(guī)定，正常情況下，人身安全的規(guī)定值應(yīng)該在六十伏左右。
4電力系統(tǒng)光纖通信強(qiáng)電防護(hù)危害的防護(hù)措施
為了能更好的確保電纜通信工程的正常運行，就要保證電力系統(tǒng)中光纜通信系統(tǒng)不受強(qiáng)電影響，做好強(qiáng)電保護(hù)工作，而減少強(qiáng)電對光纜通信工程的影響，可以通過選擇最優(yōu)的強(qiáng)電保護(hù)材料，并在施工過程中根據(jù)是否含有金屬材料進(jìn)行改良等措施來降低危害。
4.1選擇最合適的光纖通信材料
在工程施工過程中，我們首先要保證的是經(jīng)濟(jì)效益，要確保工程施工成本最低，還要滿足工程施工要求，即整個工程施工經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化。而在電力系統(tǒng)光纖通信的強(qiáng)電保護(hù)施工中，在設(shè)計時就要優(yōu)先選擇金屬材料的光纖通信材料，這樣能加強(qiáng)對強(qiáng)電的保護(hù)，但是如果是電力系統(tǒng)中必須要采用直埋式光纜施工時，為了保證纜材料能夠準(zhǔn)確有效的尋找和辨別方向，就需要采用非金屬材料，這是由于非金屬材料在強(qiáng)電運行的過程中能減少干擾，以便光纜通信工程能正常運行。
4.2有銅線光纜通信工程
通過前文的分析來看，光纖通信線路對強(qiáng)電影響的考慮關(guān)鍵就在于電纜內(nèi)有無銅線，而對于有銅線的光纜工程來說，光纜通信傳輸就會難以發(fā)揮它的回路作用，因此在施工過程中，為了能減少強(qiáng)電運行的影響，施工時盡最大可能增大與強(qiáng)電線路的隔距，減少與其接近的長度，具體長度的距離可以根據(jù)具體的計算公式計算出長度。其次，還可以采取在銅線上安裝放電器，并在銅線遠(yuǎn)供回路中接入防護(hù)濾波器的措施降低影響。最后可以通過調(diào)整遠(yuǎn)供段的組成的方法，有效縮短強(qiáng)電影響的積累段的長度[6]。
4.3無銅線光纜通信工程
在進(jìn)行無銅光纜通信系統(tǒng)防護(hù)過程中，為了能在最大可能性下減少受到強(qiáng)電的干擾，應(yīng)該做到以下幾點：一、在灌籃材料中添加一定的金屬構(gòu)件，通常操作是將光纜的金屬加強(qiáng)心、護(hù)套或者鎧裝，在接頭處不將相鄰的光纜作電氣連通，以縮短強(qiáng)電影響的積累段長度，或者在絕緣保護(hù)處理的絕緣層和進(jìn)行光纜材料加固的加強(qiáng)構(gòu)件處添加，這樣能有效降低感應(yīng)的縱電動勢。二、在接近電流電氣鐵道的地段進(jìn)行光纜施工或者檢修時侯，需要將光纜中的金屬構(gòu)件作臨時接地處理，這樣能確保人身安全，避免發(fā)生意外。三、在接近發(fā)電廠、變電站的地網(wǎng)時，施工時尤其要注意不將光纜的金屬構(gòu)件接地，避免將高電位引上光纜，發(fā)生危險。
5結(jié)論
在電力系統(tǒng)中，為了保證光纖通信系統(tǒng)能穩(wěn)定的運行，必須減少強(qiáng)電對其的影響，加強(qiáng)對強(qiáng)電的保護(hù)，在設(shè)計強(qiáng)電防護(hù)系統(tǒng)時選擇最適合的光纖材料，并能根據(jù)不同類型的材料做出不同的防護(hù)措施，確保在強(qiáng)電運行的過程中，所產(chǎn)生的電壓都在正常范圍內(nèi)，從而確保光纖通信系統(tǒng)正常運行，這樣才能保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，人們的正常生活才不會受到影響[7]。
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