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劉月朋 王艷霞  河北武邑縣電力局

    摘  要：本文介紹了縣級電網(wǎng)常見的幾種通信方式，以及各自的優(yōu)缺點。通過分析比較，認為擴頻通信和光纖通信是目前縣級電網(wǎng)通信的首選方案，并對光纜架設中應注意的幾點問題作了說明。 

    關鍵詞：電網(wǎng) 通信 擴頻 光纖  
 
1、概述
　　隨著科學技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)一流縣級電力企業(yè)的需要，對縣級電網(wǎng)通信質量的要求越來越高，變電所實現(xiàn)無人值班，通道是關鍵的一環(huán)，不但要解決通話要求，還必須提供遙測、遙信、遙控、遙調(diào)所需要的通道。特別是近幾年象遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、供電所視頻會議系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)（MIS）、遠程抄表系統(tǒng)、電子三票系統(tǒng)等等這些高科技產(chǎn)品的應用為縣級供電企業(yè)的通道建設提出了更高的要求。舊的傳統(tǒng)通信模式已經(jīng)遠遠滿足不了當前的電網(wǎng)發(fā)展需要。
2、目前縣級電網(wǎng)所采用的通信方式
    2.1、光纖通信：其最大特點是通信容量大，速率高，在一根光纖中能傳播幾百甚至上千路電話，可傳實時圖像，而且抗電磁干擾性好，通信質量高，使用持續(xù)時間長。但成本高，尤其遠距離架設施工價格昂貴而且受地形限制。在農(nóng)村電網(wǎng)建設與改造期間，不少縣局利用網(wǎng)改資金
    2.2、普通微波通信：它是一種無線通訊方式，傳輸容量大、質量高，配置靈活，目前電力系統(tǒng)220kV以上變電站普遍采用，這種通信方式對環(huán)境要求較高，如有山峰和樓房阻擋就需增加中繼或架設鐵塔避開。另外，一個普通微波通信網(wǎng)的建設，需要現(xiàn)場勘測和設計，這筆費用一般設計院要按5%收取，故總的建設費用也很高。
    2.3、電力線載波通信：這種通信方式比較普遍，最大優(yōu)點是不用專門架設通信線路，電力線延伸到哪里，通信就可以到那里，投資不算大，但它的缺點，首先是可靠性差，當電網(wǎng)出現(xiàn)故障或檢修時，通信也中斷，而往往這時正需要通話，第二通信容量小，只有一個話路，為了使這個話路既可傳語音信號又可傳數(shù)據(jù)信號，后來將這個話路分成了兩部份；下音頻(0.32～2.0kHZ)，傳語音，上音頻(2.4～3.4kHz)傳數(shù)據(jù)，這就造成了語音通信質量差，數(shù)據(jù)傳輸速率低，最高只有1200bit/s，而且從變電所到調(diào)度的通信還需架設音頻電纜解決。
    2.4、有線音頻電纜通信：該通信方式廣泛被采用，在距離較近時是一種較好的通信方式，它的通信通道是一種模擬信道，因此在進行數(shù)據(jù)通信時，需增加調(diào)制解調(diào)器，它抗干擾差，且易遭雷擊，長距離通信時，需要的線徑較粗，造價較高。一般不用來組成較大的通信網(wǎng)而只在局部使用。
    2.5、特高頻無線電臺通信，這種通信方式是目前縣級農(nóng)電系統(tǒng)使用較多的一種通信方式，它傳輸距離遠，使用方便，設備價格低，便于維護。但要滿足無人值班變電所的通信要求是遠遠不夠的，它抗干擾能力差。通信不穩(wěn)定，通信指標也很低，它是一種模擬通道，傳輸數(shù)據(jù)的速率小于300bit/s，只能做為一種輔助(備用)的通信手段。
    2.6、無線擴頻通信方式：擴頻通信即擴展頻譜通信技術，是一種數(shù)字化通信技術，屬于寬帶通信范疇，就是將所傳輸信息的帶寬擴展很多倍再發(fā)送出去，這時發(fā)送信號所占據(jù)的信道帶寬遠大干信息本身的帶寬，可以被擴展到5MHz、10MHz，甚至更大，與此同時發(fā)射到空間的無線電功率譜密度(單位帶寬內(nèi)的信號功率)也大大降低。擴頻技術源于著名的香農(nóng)(Shannon)定理，根據(jù)香農(nóng)信道容量公式C=Wlog2(1+P/N)，式中若信道容量C不變，則帶寬W和信噪比(P/N)是可以互換的，也就是說，增加帶寬W就可以在較低信噪比(P/N)的情況下，以相同的發(fā)射功率來可靠地傳輸信息。甚至在信號被噪聲淹沒的情況下，只要增加信號帶寬，仍能保持可靠的信道，它具有以下幾方面的優(yōu)點：
　　2.6.1擴頻信號的發(fā)射功率譜密度很低，對大氣空間的電磁環(huán)境影響小，而傳輸數(shù)據(jù)率卻可很高，另外擴頻接收機的門限信噪比也較低，可在負信噪比下正常工作，
　　2.6.2在一個充滿噪聲和干擾的環(huán)境下能無差錯，保密地進行信息傳輸。
　　2.6.3抗同頻干擾性能好，對所有載波頻率相同，進入接收機的外來干擾信號，接收機對它們都有抑制能力，將它們擴展成為寬帶噪聲，結果使得此接收機只接收與本地PN碼相同的擴頻信號。
　　2.6.4擴頻通信具有良好的抗衰落性能。一般無線電信號傳播時，衰落是有選擇性的，而擴頻通信中將信號功率擴展到很寬的帶寬中，其中一部分信號頻率出現(xiàn)的衰落，不會對信號整體接收產(chǎn)生太大影響。
　　2.6.5抗多徑干擾能力強，增加了系統(tǒng)的可靠性。
以上5種通信方式各有各的優(yōu)點和不足，農(nóng)電系統(tǒng)采用什么方式，應根據(jù)我國農(nóng)電系統(tǒng)的特點認真分析和選擇，
3、我國農(nóng)電系統(tǒng)的特點
    目前，我國農(nóng)電系統(tǒng)的特點主要體現(xiàn)在以下三個方面：
3.1農(nóng)電分布廣、面積大、距離遠、環(huán)境復雜。
3.2人員技術力量較弱，一般專業(yè)分工不細，一人身兼多職。
3.3大多為站所合一管理模式。
4、方案選擇
　　通信設備除了要達到相應的技術指標外，還要適用農(nóng)電系統(tǒng)的特點，由于農(nóng)村地域廣闊，要求通信設備能夠傳輸距離遠，并適應復雜的環(huán)境，由于農(nóng)電技術力量較弱，所以要求通信設備可靠性高，免維護，由于農(nóng)村變電所大多為站所合一管理模式，所以要求通信既要滿足無人值班變電站的要求，又能滿足供電所日常管理工作的需要。
　　1997在我局調(diào)度自動化實用化達標期間，將原150MHz超短波通信設備更換成了加拿大康姆公司生產(chǎn)的M24系列一點多址無線擴頻電臺，分別安裝在調(diào)度端和距調(diào)度較遠的10個35kV變電所，構成了1:10及一話一數(shù)的通信模式，經(jīng)過幾年來的運行實踐證明效果不錯。但隨著科學技術的不斷發(fā)展和創(chuàng)一流縣級電力企業(yè)的需要，單通道運行無論是從可靠性方面還是通道容量方面都不能適應站所合一管理模式的要求。
2003年在二期農(nóng)網(wǎng)改造中，武邑縣電力局利用網(wǎng)改資金160萬元，架設光纜通信線路140KM，光纜型號為ADSS非金屬單模自承式光纜（8芯），沿現(xiàn)有電力線路的桿塔敷設，節(jié)省了大量的建設資金。
2004年在縣城電網(wǎng)建設與改造中，我局又利用網(wǎng)改資金90萬元購進了14臺光端設備，分別安裝在調(diào)度主站、武邑110KV樞紐站和12座35KV變電站。各供電所的光纖覆蓋率達100%。2004年12月武邑局的光纖通信全部開通運行。2006年底隨著調(diào)度辦公大樓的搬遷，我們對調(diào)度自動化系統(tǒng)進行了升級改造，目前我局的調(diào)度自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了雙前置、雙通道運行。調(diào)度自動化系統(tǒng)占用2芯光纖，每個供電所通過光端機的2M口可以實現(xiàn)4路話音，通過232口可以實現(xiàn)“四遙”。另外我們還占用了2芯光纖通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機，實現(xiàn)了與供電所的微機聯(lián)網(wǎng)、實現(xiàn)了辦公自動化、實現(xiàn)了視頻會議、實現(xiàn)了遠程視頻監(jiān)控、微機遠程抄表和電子三票的站端打印提取等功能。
5、光纜架設中應注意的事項
5.1裝卸
5.1.1使用叉車或吊車輕輕地裝卸光纜，切忌把光纜直接從車上滾下，否則可能對光纜造成損壞。
5.1.2用平直木板放置在卡車平臺與地面之間，形成一個角度小于45度的斜坡，光纜順著斜坡往下滑的同時，用一根繩子穿過光纜盤中間孔，幾個人在車上拉住繩子的兩端，使光纜慢慢下滑或在斜坡下端放置幾個軟墊（破舊輪胎），使光纜順著斜坡自行下滑。
5.2放線
　　放線時應嚴格按著配盤表中與實際對應的線路編號和起止桿號放線，這樣可保證相鄰兩盤光纜的接續(xù)位置處在耐張桿或轉角桿上，以防緊線時將桿拉偏。放線開始前，應首先選擇好架盤的位置，若該盤纜的電力線路均為直線桿，最好選擇在該段線路長度的1/3處架盤，若該盤纜的電力線路有轉角，最好選擇在轉角桿處架盤，用人力拉到終點后留足接續(xù)余纜，再雙線回放。放線過程中，嚴禁出現(xiàn)死彎，光纜的彎曲半徑必須保證在其纜徑的20倍以上，運行狀態(tài)下光纜的彎曲半徑不應小于纜徑的10倍。放線人員中至少應有一人對放線的路徑較為熟悉或能看懂施工路徑圖，并時刻注意前面需要跨越的通訊線路，低壓線路等障礙。沿35KV電力線路的桿塔架設時，如與10KV線路交叉，宜在10KV線路下面通過；沿10KV線路架設時，如與低壓線路或通信線路交叉，宜在其上架設，遇有特殊情況，可靈活掌握。當跨越公路時，公路兩側的電桿應掛滑輪，在人們向前拉光纜的同時應設一人在公路另一側的滑輪后面向相反的方向稍微用力拉光纜，使兩個滑輪間的光纜保持較小的弧垂，以便于車輛和行人通過。為了確保光纜不被車輛掛碰和碾軋，公路上還應設專人手持小紅旗示意車輛注意減速。對于10KV電力線路上有補償電容器或配電變電器的，應將該線路停電并做好安全措施后，將光纜從電容器或變壓器相距較遠的兩個高壓引流線中間穿過。
5.3緊線
　　緊線時必須桿桿掛滑輪，首先在一端用耐張線夾固定住光纜，以一個轉角桿（或耐張桿），為一個耐張段向另一端依次收緊光纜，緊線時要使用專用工具，嚴禁使用機動車輛緊線。在緊線的同時，要設專人注意觀察光纜的垂度，防止過松或過緊。
5.4金具的安裝
　　在光纜的架設過程中，金具的安裝尤為重要，特別是利用現(xiàn)有的電力線路桿塔架設光纜，檔距不同，所使用的金具和安裝要求也不同。光纜金具一般包括耐張線夾、懸垂線夾、螺旋防震器、引下線夾、接續(xù)盒、終端盒等。安裝金具時應首先確定安裝高度。要想同時滿足對地和對架空電力線路的距離要求一般很難做到，在二者不可兼得的情況下，應首先保證對地的距離要求。一般野外對地距離不應小于4.5米，縣級以上公路不應小于5.5米，鐵路不應小于7.5米，距房屋不小于0.6米，距樹不小于1.5米。
5.4.1 耐張線夾是架設光纜的關鍵金具，它將光纜固定在桿塔上承受較大的張力，對光纜具有較大的握緊力。耐張線夾一般用于終端、轉角和光纜接續(xù)桿塔。耐張線夾又分簡易耐張線夾和標準預絞絲耐張線夾。簡易耐張線夾適用于檔距小于100米的線路，標準預絞絲耐張線夾適用于檔距大于100米的線路，在使用中注意不要搞錯。
5.4.2懸垂線夾分預絞絲懸垂線夾和切線懸垂線夾，它是用來將光纜吊掛在電力線路桿塔上，承受光纜滑移負載起支撐作用。預絞絲懸垂線夾適用于檔距大于100米的線路，檔距在100~200米之間的線路使用有一層預絞絲的懸垂線夾，檔距在200—300米的線路使用有兩層預絞絲的懸垂線夾。切線懸垂線夾適用于檔距小于100米的線路。在纏繞預絞絲和耐張線夾時，一定手工纏繞，不要使用任何工具，以免傷及光纜。值得一提的是在安裝懸垂線夾時一定要擰緊線夾中部的螺栓，使懸垂里面的橡膠緊緊夾住光纜，并將吊掛懸垂線夾的頂部螺栓的銷釘上好，以防經(jīng)過長時間的震動，使螺母松動、脫落。
5.4.3螺旋防震器
　　螺旋防震器安裝在ADSS光纜上，對風力產(chǎn)生的震動起阻尼作用，消耗光纜的振動能量，起防減震和保護光纜金具的作用。它由螺旋的夾緊部分和減震部分組成，材料為高強度耐老化塑料。安裝時首先纏繞防震器的減震段到夾緊部分，然后在導線上滑動螺旋減震器使它的末端與懸垂線夾末端的距離為12cm，最后纏繞夾緊段，直到完成。一般檔距小于100米的線路不配減震器，100—250米檔距的線路每檔配2根，250—400米檔距的線路每檔配4根（將兩根并繞在光纜上）。
5.5光纜的接續(xù)
　　光纜的接續(xù)是一項比較認真細致的工作，工作人員需憑借專用工具（熔接機）進行操作。目前大多縣局還不具備光纖熔接機，該設備對環(huán)境的要求比較高，光纜接續(xù)應當選在無風的晴天進行，特殊天氣需借助專用帳篷。光纖的接點損耗應當小于0.04dB。纖芯的接頭處易折斷，應用熱縮套管加以固定。所有纖芯熔接完畢后，將其盤在接頭盒內(nèi)，并將光纜的加強芯和接頭盒固定好，以防移動光纜時傷及纖芯，蓋好接續(xù)盒外套，將其固定在余纜架上方，剩余的光纜盤在余纜架內(nèi)。引下光纜要用線夾固定好。進站和進局光纜應穿管沿墻敷設。

 收稿日期：2008年9月22日