近年來(lái)，隨著配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，配網(wǎng)建設(shè)中對(duì)電力通信的要求也在逐年提高。光纖通信具有高速、穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但大量光纜的敷設(shè)也出現(xiàn)了規(guī)劃滯后、侵占電纜通道等問(wèn)題。光纖復(fù)合電纜的引入有利于解決通信網(wǎng)接入時(shí)面臨的通道問(wèn)題。

光纖復(fù)合電纜是電力系統(tǒng)中正在興起運(yùn)用的一種新型特種電纜，它將光纖通信單元與常規(guī)電纜復(fù)合形成一根光纖復(fù)合電纜，能夠同時(shí)傳輸電力和通信信息。此外，光纖復(fù)合電纜還可以運(yùn)用拉曼散射效應(yīng)測(cè)溫，同時(shí)進(jìn)行溫度異常位置的定位，用于電纜保護(hù)，使電纜運(yùn)行在額定溫度，確保電力電纜安全運(yùn)行。

本文介紹了光纖復(fù)合中壓電纜（optical fiber com- posite medium-voltage cable, OPMC）的結(jié)構(gòu)和作用，以及一種新型氣動(dòng)吹入式光纖復(fù)合電纜，可節(jié)省成本，并可實(shí)現(xiàn)光傳輸單元的更換操作。在無(wú)錫中壓配網(wǎng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了嘗試應(yīng)用，取得了較好的效果。

1 光纖復(fù)合中壓電纜的結(jié)構(gòu)

10kV中壓光纖復(fù)合電纜結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖中可以看出，OPMC主要由外護(hù)套、繞包層、填充層、通信光纜、絕緣層、導(dǎo)體和測(cè)溫光纜7部分組成。其中通信光纜為非金屬材料，可以降低運(yùn)行危險(xiǎn)性，還能在電纜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高溫下正常運(yùn)行，減少功率損耗，避免油膏融化，方便運(yùn)行維護(hù)。該光纜主要用于通信業(yè)務(wù)，可以提供諸如光纖到用戶的寬帶業(yè)務(wù)、電纜測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)以及載流量數(shù)據(jù)的上傳。

圖1 光纖復(fù)合中壓電纜結(jié)構(gòu)

測(cè)溫光纜為高溫敏探測(cè)光纜，溫度靈敏度高。對(duì)傳統(tǒng)電纜進(jìn)行光纜測(cè)溫時(shí)，往往將測(cè)溫光纜綁扎在電纜外護(hù)套外，測(cè)得的溫度為電纜外溫而非纜芯溫度。OPMC電纜的測(cè)溫光纜位于電纜中心，比傳統(tǒng)測(cè)溫手段具有更高的精確度，而且?guī)缀醪皇芡饨绛h(huán)境變化的影響，能夠?qū)崟r(shí)分析電纜負(fù)荷情況，為迎峰度夏、負(fù)荷調(diào)度提供依據(jù)。

2 光纖復(fù)合中壓電纜的應(yīng)用

2.1 中壓配網(wǎng)通信

近年來(lái)，智能電網(wǎng)、配網(wǎng)自動(dòng)化等建設(shè)全面展開，中壓配網(wǎng)對(duì)通信的要求也一步步提高。特別是近年來(lái)在國(guó)網(wǎng)公司的布置下，無(wú)錫地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化專項(xiàng)項(xiàng)目分批實(shí)施，目前已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。同時(shí)要求新建的開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)柜、配電所均能夠滿足配網(wǎng)自動(dòng)化要求。中壓配網(wǎng)的通信網(wǎng)正在逐漸形成，而光纜搶占電力通道的問(wèn)題也越來(lái)越突出。

采用光纖復(fù)合中壓電纜能夠同時(shí)完成電力電纜和通信光纜的敷設(shè)，綜合考慮設(shè)備、施工、管道資源等因素，降低了全壽命周期成本，避免了通信光纜另外單獨(dú)施工所引起的人工、機(jī)械等資源的浪費(fèi)。

通過(guò)運(yùn)用光纖復(fù)合中壓電纜技術(shù)，能夠滿足中壓配網(wǎng)自動(dòng)化及保護(hù)通信的需求，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)數(shù)據(jù)（如測(cè)量的電流電壓、開關(guān)狀態(tài)等）實(shí)時(shí)上傳、開關(guān)開合的指令下達(dá)以及“三遙”（遙測(cè)、遙信、遙控）功能。

2.2 光纖測(cè)溫

電纜運(yùn)行時(shí)都有相應(yīng)的額定運(yùn)行溫度。監(jiān)測(cè)運(yùn)行中的電纜溫度，可以了解電纜是否運(yùn)行在額定載流量，是否有過(guò)載甚至可能引起事故的情況，并在電纜溫度超過(guò)正常運(yùn)行溫度時(shí)發(fā)出警告，從而預(yù)防事故的發(fā)生，提高供電可靠性。

當(dāng)對(duì)傳統(tǒng)的電纜進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，由于電纜線芯包裹在絕緣層、護(hù)套和鎧裝內(nèi)，只能對(duì)外護(hù)套溫度進(jìn)行測(cè)量，再通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件推算出線芯溫度，這樣做存在一定的誤差。而鑒于OPMC電纜的特殊結(jié)構(gòu)，使得運(yùn)用光纖即可直接測(cè)量出線芯溫度，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

光纖測(cè)溫采用基于拉曼散射效應(yīng)的“線型分布式光纖溫度傳感技術(shù)”，這一技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)不同運(yùn)行環(huán)境下電纜溫度的連續(xù)分布。采用測(cè)溫光纖嵌入式電纜溫度監(jiān)測(cè)方法，在環(huán)境溫度較穩(wěn)定和電纜載流無(wú)突變的條件下，光纖溫度探測(cè)器可在2h內(nèi)完全感受到電纜導(dǎo)體載流溫度值（誤差±3℃），并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟隨[8]。

2.3 氣吹式光纖復(fù)合電纜

普通的OPMC光纖在出廠時(shí)就已與電纜制成一體，后期如需維護(hù)更換，需要將整段OPMC一起更換，代價(jià)較為昂貴，也造成了電纜的浪費(fèi)。氣吹式光纖復(fù)合電纜由預(yù)埋光單元管的電力電纜和后期引入的傳輸光纖單元兩部分組成。待預(yù)埋光單元管的電力電纜敷設(shè)安裝后導(dǎo)入光纖單元，實(shí)現(xiàn)OPMC電纜的功能。該電纜結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)光傳輸單元沿著電纜路徑無(wú)接續(xù)傳輸，也可實(shí)現(xiàn)光傳輸單元的更換操作。

這種預(yù)埋光單元型光纖復(fù)合電纜，在生產(chǎn)時(shí)考慮了光纜在配線、交接時(shí)浪費(fèi)的長(zhǎng)度，在光纖復(fù)合電纜兩端預(yù)留了20m左右的光單元，避免了因光纜交接引起的銅電纜的損耗和浪費(fèi)。采用電纜安裝后光纖氣動(dòng)吹入方式復(fù)合，節(jié)省了早期復(fù)合電纜由于測(cè)試、敷設(shè)、安裝（中間、終端接頭）光纖處理而造成的電纜整體長(zhǎng)度損耗和電纜的采購(gòu)成本。

此類氣吹式OPMC可以做到，對(duì)2km電纜敷設(shè)整個(gè)線路路徑采用一整根光纖單元引入傳輸光通信，中間無(wú)接頭，降低了整條線路的光衰減特性，提高了通信質(zhì)量。在電纜安裝敷設(shè)、交接合格、運(yùn)行后，若因某種原因造成光纖通信質(zhì)量問(wèn)題，則可采用更換光纖單元的方式進(jìn)行后期維護(hù)。

圖2 氣吹式OPMC功能示意圖

3 OPMC在無(wú)錫配網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖復(fù)合中壓電纜在無(wú)錫配網(wǎng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。

3.1 水曲巷配電站

水曲巷站位于無(wú)錫城區(qū)，在進(jìn)行老站改造中率先試點(diǎn)應(yīng)用了光纖復(fù)合電纜，并滿足配網(wǎng)自動(dòng)化要求。在本次改造中，從三鳳變至水曲巷站共敷設(shè)OPMC電纜1660m。目前該工程已完工，能滿足電力和通信要求。

3.2 商廈開閉所

商廈開閉所位于無(wú)錫中心城區(qū)，負(fù)荷密度高，對(duì)其供電可靠性提出了更高的要求。在進(jìn)行該開閉所設(shè)計(jì)時(shí)，試點(diǎn)采用了花瓣結(jié)構(gòu)接線方式，其接線方式如圖3所示，并采用光纖差動(dòng)保護(hù)，同時(shí)接入配網(wǎng)自動(dòng)化。

圖3 花瓣結(jié)構(gòu)接線方式示意圖

由于城中區(qū)電力通道資源緊缺，故采用光纖復(fù)合電纜，完成電力傳輸?shù)耐瑫r(shí)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，滿足光纖差動(dòng)保護(hù)和配網(wǎng)自動(dòng)化的要求。在該工程中，試用OPMC電纜，共敷設(shè)電纜OPMC-YJV22-8.7/15- 3*400+CTG -12B1+12A1A 1650m。具體接線設(shè)計(jì)如圖4所示。

最終割接完成后，交行1#分支箱至商廈開閉所和110kV三鳳變至商廈開閉所均被敷設(shè)了OPMC電纜，承擔(dān)傳輸電力和自動(dòng)化信息的任務(wù)。

圖4 商廈開閉所涉及OPMC電纜的割接方案

OPMC電纜采用穿管敷設(shè)方式，施工牽引時(shí)應(yīng)考慮牽引力的允許值，實(shí)施同步牽引，考慮牽引力平衡。與普通電纜不同的是，在敷設(shè)過(guò)程中應(yīng)注意線芯中光纜的保護(hù)，彎曲半徑不得超出規(guī)定值。

目前，該工程已完工，節(jié)省了電力通道的同時(shí)也提高了供電可靠性。配電自動(dòng)化主站能夠通過(guò)三鳳變正確接收交行1#站和商廈開閉所各開關(guān)的遙測(cè)和遙信信息，發(fā)送遙控指令，實(shí)現(xiàn)“三遙”功能，滿足配電自動(dòng)化的要求。

總結(jié)

隨著現(xiàn)代配網(wǎng)對(duì)通信要求的提高，通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成為了配網(wǎng)中十分重要的環(huán)節(jié)。而光纜的單獨(dú)敷設(shè)占用了大量電力通道資源，與配網(wǎng)發(fā)展形成了矛盾。光纖復(fù)合電纜的應(yīng)用解決了這個(gè)問(wèn)題，同時(shí)還兼具測(cè)溫功能。本文對(duì)光纖復(fù)合電纜的結(jié)構(gòu)、作用進(jìn)行了闡述，并介紹了一種新型氣動(dòng)吹入型OPMC。在無(wú)錫配網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用OPMC取得了預(yù)期效果。