節(jié)能安全的光纖材料在智能變電站的應(yīng)用

大腦支配我們身體的所有神經(jīng)元，同時智能變電站也可謂智能化支配，但是是靠什么來傳輸信號呢？

當(dāng)幾十M的各種視頻音頻信號走進(jìn)千家萬戶的時候，不知道你有沒有想過，那條藏在你書桌角落，連接路由的線究竟是什么？

你的答案可能是，‘光纖啊’；

bingo，運(yùn)營商們總是會打出廣告說‘百兆光纖寬帶進(jìn)小區(qū)’，然而我們是否真的了解光纖是什么？是不是只有寬帶才用到光纖？

光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是‘光的全反射’。高中的物理就是這樣教我們的；光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強(qiáng)用的樹脂涂層。

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1966年，高琨博士在PIEE 雜志上發(fā)表論文《光頻率的介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》，從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現(xiàn)光通信的可能性；2012年，中國的光纖產(chǎn)能已達(dá)到1億2千萬芯公里；而光纖通信的應(yīng)用也成為了通信新的發(fā)展趨勢。尤其是在電力行業(yè)的發(fā)展上，光纖制通信線纜無疑是一個更加節(jié)能且安全的選擇。

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為什么光纖更加節(jié)能安全？

與傳統(tǒng)電纜相比，1、光纜的通頻帶很寬。理論可達(dá)30億兆赫茲；2、無中繼段長。幾十到100多公里，銅線只有幾百米；3、光纖不受電磁場和電磁輻射的影響；4、重量輕，體積小。例如：通2萬1千話路的900對雙絞線，其直徑為3英寸，重量8噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜，直徑為0.5英寸，重量450P/KM；5、光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場所；6、使用環(huán)境溫度范圍寬，化學(xué)腐蝕，使用壽命長。

圖3

隨著全球范圍內(nèi)智能電網(wǎng)國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，作為智能電網(wǎng)重要物理基礎(chǔ)的智能變電站建設(shè)也越來越重要，目前光纖通信就已經(jīng)廣泛應(yīng)用在智能化變電站。智能變電站主要包括智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺兩部分，而智能變壓器與控制系統(tǒng)依靠通信光纖相連，可及時掌握變壓器狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，目前光纖傳輸也是會產(chǎn)生衰減的情況，具體產(chǎn)生的原因就比較多，比如：本征（是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等）、彎曲、擠壓、有雜質(zhì)、光纖材料不均勻、對接不同軸等。

當(dāng)光信號衰減到一定程度后，會發(fā)生誤碼率上升，速度降低，當(dāng)光信號衰減到無法接收時，通訊就會中斷。所以在使用光纖通信時也要盡量避免出現(xiàn)以上狀況。

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作為智能化變電站的‘神經(jīng)系統(tǒng)’，智能變壓器與控制系統(tǒng)之間唯一的通信橋梁，光纖的通信情況對整個變電站有著不可忽視的作用。那么我們用什么去判斷光纖的通信情況——光功率。

一般來說，影響光纖網(wǎng)絡(luò)工作的就是接受光功率，也就是接收到的光信號的強(qiáng)度；當(dāng)接收光功率大于-25dBm時，不會影響網(wǎng)絡(luò)的正常使用和穩(wěn)定；當(dāng)光功率異常時，通信誤碼率會增加，會產(chǎn)生掉線現(xiàn)象。

現(xiàn)在對于光功率的測量，較為基礎(chǔ)的儀器是功率計，類似于電參數(shù)測量的萬用表；但是基于智能化變電站使用來看，能將光功率、GOOSE發(fā)送接收等功能集于一體的儀器更加符合測量行業(yè)的趨勢。