光纤复合电缆（共8篇）
光纤复合电缆 篇1
1 终端通信接入网技术的重要前提
在“十二五”通信规划中, 我国国家电网提出了一个极具创造性的概念, 那就是“终端通信接入网”。这个概念的提出一方面主要是为了能够更好的满足智能电网配用的需求;另一方面也能通过该技术将配电终端、用户电能表以及室内通讯终端等相关设施进行有效覆盖, 该技术主要分为三个层次, 分别是10 k V通信接入网、0.4 k V通信接入网和用户室内网。
通常, 根据不同的业务不同的需求, 我们将通信接入的方式自然也就不同。一般来讲, 我们将通信接入网通信方式主要分为两个大的方面:一个是10 k V通信接入网, 一个是0.4 k V的通信接入网。像是解决配电的自动化业务, 那么我们就需要利用到1 0 k V的电力线路杆, 采用光线专网、230 M电力无线通信等方式与之进行相对应的配合;而0.4 k V的通信接入网通常会处理一些电信息采集方面的业务。在智能电网发展的过程中, 我们对通信容量以及宽带也随之有了更为严格的要求。光纤到户 (Power Fiber to the Home简称PFTTH) 新技术就从各个方面满足了“三网融合”的需求, 使电力流、信息流和业务流得到了最大化的融合统一, 因此, 光纤复合低压电缆 (OPLC) 也成为了最优质的光传输媒介。
2 光纤复合低压电缆的诞生
2.1 光纤复合低压电缆的构成
在我国的电力通信领域, 光纤复合低压电缆是一项新型技术。它可以将低压电力电缆中的光单元充分融合, 成为一种具有双重传输能力的符合电缆。这里的双重传输主要是指低压电力和光通信。光纤复合低压电缆的应用十分广泛, 它是一种可以解决低压配电网和用户网的科学又耐用的电力通信复合介质, 不仅如此, 它还能提供高宽带、高容量的通道, 保证智能配电网、用户采集和智能建筑等业务正常运行, 据悉, 光纤复合低压电缆具有相当高的稳定性, 因此, 十分受人欢迎。
2.2 光单元的构造原理
为了让光纤复合低压电缆免受电磁的干扰, 形成电流回路, 以免在施工中考虑到单元接地的问题, 我们应当将所有光单元设计成非金属。而关于光单元的尺寸、余长以及综合成本等, 我们为了实现利益最大化, 于是进行了两组实验的对比:
(1) 松套光纤结构。
光纤余长基本被控制在1%~2%。我们可以加厚松套管以便将单元抗侧压能力进行优化, 再镀一层非金属的加强件将其抗拉能力充分提高, 这样就能够充分提高光单元的机械性能。
(2) 紧套光纤结构。
该结构属于全干式, 不仅便于其清洁, 而且还具有一定的抗拉能力, 但相对于松套光纤结构, 尺寸略微较大, 适用于室内的垂直布线或是水平布线。
通过对以上两组实验进行对比, 我们不难发现由于紧套光纤结构单元几乎没有光纤余长, 因此, 在光纤复合低压电缆进行拉伸时其应变能力有所欠佳, 因此, 在光纤复合低压电缆的光单元结构的设计上, 我们选用松套光纤结构。
2.3 光单元位置的设置
决定了光纤复合低压电缆的结构, 我们需要考虑光单元放置的位置。在放置之前, 我们有两种选择:一种是放在电缆中间的空隙中;另一种则是放置在电缆成缆的边缘空隙上。
据理论分析, 若是将电缆放置在缆芯中间, 电缆不仅可以得到充分的保护, 且电缆和电缆芯都可以保持在原来位置, 而成品电缆同时也会具有相对较强的抗压能力;若是将电缆芯放在电缆的边缘上, 那么光单元的分支相对就比较方便, 但其成品电缆的光单元一侧就会具有较差的抗压能力。因此, 我们也对这两种结构的光纤复合低压电缆进行了实验和对比。
由于光单元放置位置的不同, 光纤复合低压电缆的光线性能也随之发生了变化。当光线被放在电缆中心的时候, 我们发现, 光缆性能出现了异常, 也就是未合格。经过深入的分析和研究, 我们最终得出这样一个结论:电缆的缆芯由于受到压偏力的作用, 于是导致绝缘体的线心在位置上发生了变化, 中间的间隙受到了严重的压缩, 最终导致光线受力。
由此, 我们可以十分明显的看到, 将光单元放置在电缆成缆的边缘空隙上是最佳选择。
2.4 绞线的控制
光纤复合低压电缆的生产还有关键性的一步, 那就是控制好绞线的张力。若是在光纤复合低压电缆中张力过大, 那便会加重光线的受力, 浪费过多的光纤余长, 同时也会让光性能出现异样;若是绞线的张力过小, 那么就会引起光单元在成缆使发生变形, 导致光纤的性能恶化。于是, 我们通过对光单元的张力和应力进行及时的监控, 确定了绞线张力的控制范围, 与此同时, 我们更利用主动放线的手段来控制其张力, 促使光纤复合低压电缆的管线性能发挥出最大效益。
2.5 光纤复合低压电缆的耐热程度
为了保证光纤复合低压电缆在长期的工作中依然能够保持稳定, 我们对其耐热程度做一个大致了解。
我们不断对其施加电流, 将导体的温度维持在75~80摄氏度, 通过连续20天实验, 我们发现绝缘线中间的温度尚未达到70摄氏度, 这完全满足光纤复合低压电缆长期使用的条件, 同时也说明光纤复合低压电缆在电流的持续通过下其传输性能不会受到影响。
3 电力光纤到户技术的实现
国务院在2010年提出了“三网融合”的概念, 同时将其列入我国的国家战略。“十二五”期间, 光纤到户的建设受到政府的重视, 同时也得到国家的大力支持。我们想要实现智能电网, 首先就要加大对通信接入网的投入, 积极建设该项设施。其实我们不难发现, 电力网与电信网、电视网甚至是因特网等用户网都具有十分多的共性, 因此, 我们需要充分利用电网的“最后一公里”资源实现光纤到户的美好愿望。这样, 一方面能够满足各类业务的应用需求;另一方面也可以充分的支持“三网融合”。
为了充分实现低压电力与光纤同步到户, PFTTH在终端的通信接入网中采用了光纤复合低压电缆, 充分利用无源光网络技术, 同时承载了智能家居、点信息采集等业务。
PFTTH的组成主要包括两部分:一是电力专用网;一是公用网。而电力专用网通常承载电动汽车、自助缴费等业务;像是“三网融合”、用电信息互动等业务则由公用网承载。
4 结语
综上所述, 光纤复合低压电缆是一种新型的、科学的电力技术。它的成功研发不仅依靠专业的研究团队, 更离不开国家的高度重视。光纤复合低压电缆的开发实现了光纤到户的美好愿望, 不仅方便了大众, 为人民创造了更为舒适、方便、快捷、环保的生活环境, 更充分有效的利用了我国的电力资源。相信通过我们的不断努力, 电力技术一定越来越完善, 越来越先进。
摘要：所谓光纤复合低压电缆是一种十分优质的电力传输媒介, 它是实现光线到户技术的关键, 同时也是智能电网建设中的一项重要技术。出于对智能电网的终端配用以及“三网融合”战略具体需求的考虑, 在光纤复合低压电缆的终端与网络相联的情况下, 我们研发了光纤到户的新技术。本文对光纤到户这项新技术进行了详细的说明。
关键词：光纤符合低压电缆,光纤到户,新兴技术
参考文献
[1]丁慧霞, 滕玲, 许高雄, 等.用于电力光纤到户的光纤复合低压电缆接续技术研究[J].电网技术, 2011 (11) .
[2]李远东.有线电视光纤到户接入网设计计算的实践[J].电视技术, 2012 (22) .
[3]张刚.电力光纤到户光缆监测系统的设计[J].现代电子技术, 2011 (4) .
[4]田亚彬.光纤到户兴起的主要原因及其在国内的发展概况[J].科技传播, 2012 (11) .
光纤复合电缆 篇2
关键词： 分布式光纤传感； 后向散射； 电力电缆； 健康状态监测
中图分类号： TP 212文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.015
引言
电力电缆是电力传输的重要载体。但是人为因素（如：施工挖断、被盗等）和自然灾害（如：滑坡、塌方、地基沉降、洪水等）会造成电缆线路故障，影响电力电网建设效能的发挥。因此，如何应用科学手段实现对电力电缆的运行及环境状态的监控、预警和定位、以便及时提醒线路维护人员提前采取预防措施显得十分的紧迫和必要。
文中研究一种基于全光纤传感技术的智能监测系统，该系统利用光纤传感器对电网中的电力电缆线路的运行状况进行全方位实时智能监测。该智能监测系统不但可实现对电力电缆线路的温度、载流量、偷盗入侵等进行监测，确保电网安全、高效运行，而且还可综合分析处理各传感器信息，在出现异常情况时，通过控制相应的联动设备采取一定的措施来保障电网正常运行。
高压光纤复合测温电缆的研制 篇3
使用光纤进行长距离分布式温度测量是近十年发展起来的一项高新技术。分布式光纤实时温度监测系统采用拉曼散射原理,集激光技术、光纤技术和网络技术于一体,在许多领域已得到广泛使用。分布式光纤实时温度监测系统具有连续分布式测温、精度高、响应快、传输距离远、耐恶劣环境、抗电磁干扰、防爆、寿命长、安装方便、免维护等特点,在远程监控方面具有明显的技术优势,是未来高压及超高压电缆测温及智能化的发展方向。通过该系统可对整条运行电缆的温度进行分布式实时在线监测,对易发生火灾的电缆接头、电缆终端、电缆局部过热点和外力破坏等引起的故障进行准确定位,可结合周围环境的状况,分析输电线路的安全与否,以及为高压电缆的最佳敷设方案的设计提供参考依据[1,2,3]。
由于分布式光纤实时温度监测系统的启用对电力部门的意义非常重大,因此本公司在积累了大量的高压电缆制造经验的基础上,自主开发了高压光纤复合测温电缆。
1 光纤测温原理
高压光纤复合测温电缆中光纤的测温原理是:根据光纤背向拉曼散射的温度效应(即反斯托克斯光的强度随温度变化),探测出电缆内光纤不同位置的温度变化,实现温度的分布式测量。本高压光纤复合测温电缆(下文简称本电缆)利用敷设在其内部或紧贴其表面的测温光纤实现对高压电缆温度(特别是电缆接头温度)的实时在线监测,准确定位电缆故障位置,显示故障点的温度状态;通过载流量分析软件对高压电缆导体线芯温度进行监测,以提高电缆的使用寿命和利用率;结合电气故障监测系统对电力系统的各种运行参数进行实时在线监测。
2 结构设计
本电缆的结构设计中最关键的是光纤在缆中的位置。目前,高压光纤复合测温电缆中光纤放置位置有在电缆绝缘线芯的屏蔽与金属护套之间和在电缆的护套表面两种。为能更好地测定电缆导体的温度,我们对以下光纤的放置位置进行了分析:
(1)光纤沿纵向固定在电缆护套表面或绝缘线芯表面。当高压电缆通电运行时,导体及绝缘的温度升高,发热的线芯使电缆沿长度方向伸长,而此时被固定住的光纤很难随电缆的伸长而伸长,并且光纤也会因受热导致其衰减增加,无法正常传输。
(2)光纤以螺旋形的方式缠绕在电缆绝缘线芯缓冲带的表面。当电缆卷绕到电缆盘或从电缆盘拉出或在敷设中发生弯曲时,易使光纤受弯或扭曲。若光纤受弯或扭曲与其缠绕方向相同时,光纤会被勒紧伸长;反之,光纤会松弛,在弯曲或扭曲消除时光纤易产生扭曲,而使光纤衰减增加,无法正常传输。
(3)光纤以螺旋形的方式缠绕在绝缘线芯表面。当高压电缆通电满负荷运行时,导体温度最高将达到90℃,绝缘温度也从20℃升至90℃,绝缘发生膨胀(绝缘厚度增加1.5mm左右,绝缘外径将增加3mm左右),此时在常温下紧密缠绕在绝缘线芯上的光纤将无法承受这部分膨胀的绝缘体积,而使光纤衰减增加,影响光纤测温的准确性。此外,由于国内高压交联聚乙烯绝缘电力电缆大多采用皱纹铝护套,光纤螺旋形绕在电缆绝缘线芯表面时铝护套内侧凸出部分对其挤压(这是因为大规格电缆的导体重量较重,在挤包电缆铝护套或氩弧焊电缆铝护套时绝缘线芯易下沉到铝护套低部),使光纤受损无法正常使用,从而影响光纤测温的准确性。
(4)光纤以螺旋形的方式缠绕在铝护套表面,波纹状表面使铝护套具有挠性,且铝护套和电缆绝缘线芯表面的缓冲带之间有一定空隙,这都会影响光纤测温的准确性。
综上所述,我们对光纤的放置位置进行了进一步合理设计,在挤铝或氩弧焊工序前把光纤放置于皱纹铝护套与绝缘线芯顶部的缝隙之间,光纤蛇形敷设以减少电缆上盘或安装敷设下盘时的拉力,并采用缓冲带作保护,防止光纤受压损伤或在挤包铝护套时被高温烫伤。图1为我们设计的高压光纤复合测温电缆的结构,其中缓冲带保护层是为保护光纤特别设计的。
3 关键工艺制作
本电缆的制作工艺的最大难点是光纤的放置,对此我们利用本公司自制的缓冲带绕包机进行如下制作:a.在缓冲带绕包的前端部位,两名操作工将光纤沿着电缆长度方向蛇形放置于电缆绝缘线芯上,蛇形节距为400～500 mm,蛇形波幅为30～40mm。为防止光纤在端头处损坏,在电缆两端0.5m范围内不放置光纤,这还便于在电缆成品检测时剥除电缆两端护套(约2.0m长)后电缆绝缘线芯表面光纤的裸露,以方便对光纤进行检测。b.用长约50mm、宽约10mm的胶布条垂直于电缆长度方向将光纤粘在电缆绝缘线芯表面,如图2a)所示。c.然后将两层2.0mm厚、宽度160mm的半导电缓冲带覆盖在用胶带粘好的光纤上面进行保护,半导电缓冲带两侧用胶布每隔500～600mm在光纤蛇形波峰处各粘一次,在半导电缓冲带接头处,可用胶带上下两层粘贴,如图2b)所示。d.虽然本电缆的挤铝或氩弧焊工序以及挤包外护套工序与普通高压电缆的生产过程一样,但在生产过程中应保持电缆的恒张力收放,以避免电缆受到过大的瞬时强拉力。同时,还应注意成品电缆的收线盘内径要大于20倍的电缆直径,以防止电缆弯曲半径过小,损伤光纤。
4 性能检测
本电缆的电性能不仅要要满足例行试验的要求,而且其光纤的衰减系数也要满足相应的国家标准或用户要求,即在850nm波长处,光纤衰减系数≤3.0dB/km,在1 300nm波长处,光纤衰减系数≤1.0dB/km。本电缆中光纤衰减系数满足上述要求时,即可利用分布式光纤测温系统(DTS)的载流量分析软件对电缆线路的载流量(电缆导体温度)进行实时监测,该光纤温度传感器的测温范围为0～300℃,测温误差为±0.3℃、测温分辨率为0.1℃。我们试制了两盘长度分别为520m和480m的OH-YJLW03 64/110 1×1 000 mm2-CTG-12B1电缆,电缆和内置光纤的实物照片如图3和图4所示。
我们委托国家电线电缆质量监督检验中心对上述成品电缆进行了全性能检测,主要性能检测结果可参见表1。表中显示该电缆的主要性能指标均符合标准要求,光纤衰减性能优良,充分证明了这种高压光纤复合测温电缆的结构设计合理,性能可靠。
5 结束语
采用内置光纤纵向蛇形敷设方式生产的高压光纤复合测温电缆,其光纤衰减性能满足国家标准和用户的要求,能比较准确地测量电缆导体温度。在高压电缆线路中采用分布式光纤内置式测温电缆可以极大地提高系统的安全可靠性,因此高压光纤复合测温电缆有着广阔的发展前景。
摘要：为利用光纤分布式温度监测系统对运行电缆的温度进行实时在线监测,自主开发了高压光纤复合测温电缆。对高压光纤复合测温电缆结构设计、光纤内置等制造过程和性能检测进行了较为详细的阐述。
关键词：高压电缆,复合缆,测温
参考文献
[1]温晓舫.光纤复合电力电缆的设计开发[C]∥2009年全国电力电缆新技术研讨会资料汇编.北京:中国电力企业联合会科技服务中心,2009:100-102.
[2]刘召见,陈涛,杨素华,等.智能电缆前沿技术研究[C]∥2009年全国电力电缆新技术研讨会资料汇编.北京:中国电力企业联合会科技服务中心,2009:115-116.
光纤复合电缆 篇4
光纤复合海底电缆在远程供电、电力通信、信号传输、保证海岛居民的生产生活和海上工作平台正常运行等方面起着关键作用,但海缆结构复杂、敷设环境特殊,日常巡检和状态检测实现难度大,利用分布式光纤技术对其进行监测十分必要[1,2]。
1996年,MarcNiklès等人基于受激布里渊散射原理测量了湖底高压电缆中复合光纤的布里渊频移,并定性分析了频移与各处应变和温度的关系[3];2012年,陆莹等人针对分布式光纤传感器在线监测高压海底电缆运行状况的方法,利用有限元软件建立了XLPE(交联聚乙烯)绝缘高压海底电缆模型,仿真分析了海底电缆受外力损坏时内部物理量的变化[4];本文作者所在研究室于2012年研制了福建省某海峡110kV海底电缆状态综合监测系统,并利用光纤传感技术对海底电缆的应变和温度进行了实时监测。为了生产、运输和安装的需要,海缆中的光单元采用绞合结构[5],但现有文献没有考虑这种绞合结构是否适合于分布式光纤传感技术测量应变。本文建立了光单元和海缆应变关系的数学模型,通过简化海缆模型,用有限元仿真软件来仿真海缆拉伸过程,得到了海缆和光单元的应变数据,拟合出了光单元和海缆的应变关系,并对比分析了数学模型和仿真结果的差异。
1光单元与海缆应变关系的数学模型
本文选用上海上缆藤仓电缆有限公司生产的110kVXLPE海底电力电缆为研究对象,其结构示意图如图1所示,其中光单元和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)填充条绞合在同一层中。
这里假设海缆在拉伸过程中体积保持不变,海缆各层之间没有相对滑移,光单元横向收缩相对纵向收缩要小得多,并忽略光单元的径向收缩[6]。光单元绞合结构及海缆拉伸前后沿轴向展开平面图如图2所示。图中,r为缆芯(PET填充条以内所有层)半径与光单元半径之和;L为海缆光单元的绞合
节距;Lg为一个节距内光单元的长度;Δr为海缆拉伸后径向长度的变化量;ΔL、ΔLg分别为海缆拉伸后海缆和光单元轴向长度变化量;θ为光单元绞合角度。εL、εLg分别表示海缆应变和光单元应变。
由体积不变,得:
由勾股定理得:
式(1)、式(3)联立,得到
式(1)~式(3)联立,得:
式(6)描述了光单元应变与海缆应变的关系。
2有限元建模与仿真
2.1海缆模型的简化
海缆结构比较复杂,其主要结构如图1所示,共分12层,包括绞合层和非绞合层两类,其中光单元和PET填充条构成绞合层一,钢丝铠装层是绞合层43
二,剩下的部分是非绞合层。当轴向拉伸海缆时,海缆应变和非绞合层应变相等,因此可以用非绞合层应变代替海缆应变,为了简化计算,建模时可以省略绞合层一以外的各层。
同时,导体屏蔽、绝缘屏蔽、半导体阻水带和黄铜带厚度比较小,机械性能比较差,在有限元建模时将其合并到其附近性能相近的结构中。根据海缆的机械和力学性能,最终将海缆简化成铜导体、XLPE绝缘、铅合金护套、HDPE(高密度聚乙烯)护套、光单元和PET填充条六部分。
2.2有限元模型的建立
本文中有限元模型的建立和仿真均选择ANSYS软件的LS-DYNA模块,计算求解选择LSDYNASolver来完成。海缆各部件单元类型均采用由8个节点构成的三维显式结构solid164实体单元,材料类型选择各向同性弹性材料。海缆各部件的参数汇总如表1所示。
在进行有限元建模时,主要采用APDL (参数化编程语言)进行参数化建模。这种建模方式与GUI(图形用户界面)建模方式相比,能更容易建立光单元和PET填充条的绞合结构,并且修改方便。建立实体模型后需要对各实体模型进行网格划分,ANSYS软件包括四种网格划分的方法:自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分和自适应网格划分。本次网格划分中,因海缆各部件需要均匀的网格划分,故采用扫掠网格划分的方法。由于光单元是该模型中最重要的部分,截面积相对较小,为了增加模型的真实程度,需要对光单元进行加密处理。海缆网格划分后的有限元模型如图3所示。
2.3载荷施加、约束与接触控制
定义时间点和对应载荷值的数组参数,将瞬态载荷施加到海缆一端截面的所有节点上。海缆中光单元采用绞合结构,光单元内光纤的余长为0.5%,光纤的筛选应变为2%,为了让光纤能够充分受力,本文给海缆加载轴向位移载荷,范围为0~8%,加载时间为8s,时间步长为9×10-5s。
施加约束是用来添加模型的边界条件,以实现模型的求解。海缆拉伸仿真中,将海缆未加载荷端截面固定,即对该截面上的节点施加全部方向的约束。
海缆的结构复杂,接触不仅发生在海缆各层之间,光单元与PET填充条以及PET填充条之间也会发生相互接触,很难准确判断接触方向,所以应使用自动接触,由计算机根据接触情况自动识别,这是在人工无法准确判断接触集合时最有效的方法。
3结果分析
定义好接触和施加载荷后,将求解信息写入K文件,然后在LS-DYNA求解器中进行求解,求解后海缆变形如图4所示。受到轴向位移载荷后,海缆整体径向收缩,直径变小,绞合层之间因间隙逐渐减小、相互挤压,各部件之间的摩擦力增大。
提取光单元和海缆非绞合层的应变数据,用Matlab软件拟合海缆应变与光单元应变的关系曲线,如图5所示。拟合发现,海缆应变与光单元应变满足线性关系:f(x)=0.7728x-0.0009,拟合确定系数为0.9979,标准差为0.000703。海缆应变-光单元应变的数学模型曲线与有限元仿真曲线对比图如图6所示。
因此,可以认为海缆应变和光单元应变之间存在良好的线性关系,海缆中光单元的绞合结构适合于分布式光纤传感技术应变测量,可以通过测量光单元的应变计算出海缆的应变,进一步监测海缆的运行状态。根据拟合方程可以发现,线性方程一次方系数<1,说明光单元应变小于海缆应变;常数项<0,说明海缆拉伸开始阶段会消耗光纤余长,绞合结构设计可以对光单元有一定的保护作用。
海缆应变与光单元应变关系的数学模型曲线和仿真曲线相接近,证明了光单元与海缆应变关系的正确性。但是,在曲线中间部分,数学模型曲线与仿真曲线有较大差别。这是因为建立数学模型时,我们假设海缆拉伸过程中,海缆各层之间是不产生相对滑动的,而实际拉伸过程中,绞合层与HDPE护套之间有相对滑动,不过随着绞合层沿径向方向收缩,绞合层与HDPE护套之间的摩擦力越来越大,相对滑动逐渐减小,数学模型曲线与仿真曲线又开始趋于一致。
4结束语
新型光纤电缆故障定位系统 篇5
发展全光纤电力电缆故障定点技术[1], 建设新型光纤传感监控网, 是保障我国电力安全的重要措施。全光纤电力电缆故障定位预警系统通过全面监测数千米光纤沿线上电缆周边环境的振动信号进行预警, 从而减小电缆故障事件的发生几率, 达到安全防范的作用。它具备传统电缆维护方式所不具备的一系列优势, 譬如隐蔽性强、智能化高、抗干扰能力强等, 解决了城市环网供电干线故障定位预警的行业性技术难题。
1 系统工作原理
全光纤电力电缆故障定位预警系统采用基于光时域反射计 (OTDR) 结构, 利用Φ-光时域反射计[2,3,4]的干涉机理, 外界扰动作用在光缆上面或附近产生的压力 (振动) 导致光纤中瑞利散射光相位[5]发生变化, 后向瑞利散射光经光学系统处理, 将微弱的相位变化转换为光强变化, 经光电转换和信号处理后, 进入计算机进行数据分析。系统通过分析电缆环境周围的振动波形, 判断偷盗事件的发生。
该系统的被测点距离是基于光时域反射技术 (OTDR) [6,7]实现的, 被测点定位精度[8,9]L由光源脉冲的宽度△T、光探测器的响应时间tp和A/D转换时间tad中的最大值直接确定。当这三个时间因素中△T远大于tp和tad时有
式 (1) 中, c为光纤中的光速;△T为注入光纤的光脉冲宽度。系统试验样机采用的光脉冲宽度△T为100 ns, 对应定位精度10 m。
2 系统的硬件设计
根据电力电缆险情定位与预警系统的功能, 选择合适的硬件, 包括主机和传感光缆。主机放置于机房中, 由主机引出传感光缆敷设至现场需要监测的位置。主机主要由光电接收模块、光纤干涉仪、数据采集器和计算机组成, 其硬件功能结构图如图1所示。当外界有振动发生时, 背向瑞利散射光的相位随之发生变化, 这些携带外界振动信息的信号光, 反射回系统主机时, 经光纤干涉仪处理, 将微弱的相位变化转换为光强变化, 经光电转换和数据采集处理后, 进入计算机进行数据分析, 经系统识别、处理后, 传给用户终端 (如数据分析终端) , 驱动其他辅助系统, 从而快速、高效地实现电力电缆防盗预警目的。
该系统通过采集光纤沿线的电力电缆振动信号分布, 对电力电缆进行实时监测, 并通过采集得到的数据对通信光缆的振动状态进行特性分析和诊断, 系统信号硬件处理流程如图2所示。
3 系统的软件设计
全光纤电力电缆故障定位预警系统能够测量光纤周围任何的振动、扰动、颤噪和声音信号, 而周界安全检测往往更关心的是人为的越界、破坏等现象, 因此如何在大量的振动信息中提取有用的信号数据是非常关键的技术。系统软件功能处理流程图如图3所示。
系统报警软件的目的是要实现实时自动报警和报警判断的功能, 故项目在软件设计上采用了目前最先进的模式识别算法[10], 完成对扰动特征信息的动态提取、分析和比较, 确定扰动的频率、幅度和类型等物理特征, 实时给出分析结果或对非正常扰动给出预警信号。系统软件的主要功能就是对振动信号检测、分类和报警, 同时对数据信息进行管理。主要报警功能如下。
(1) 侵入监测
该功能实质包括探测侵入行为和识别侵入行为两方面。如果有人企图偷盗或破坏电缆, 则将对电缆侧边的光缆内传输光束产生扰动, 扰动信号通过同一根光缆传输至位于控制中心的系统主机上, 系统软件对这些信号进行分析识别后, 判断为人员侵入则发出指令触发报警。该系统特点之一在于可在后端灵活调节系统灵敏度, 因此, 极大降低了侵入行为的漏报率。
(2) 防区定位功能
系统软件根据对各处环境状况、保安人员采取行动路径和侵入威胁发生可能性等级的判别, 自由设置报警防区。在判断有威胁侵入行为发生时, 该软件根据光信号调制分析, 可以实时对侵入行为发生点进行定位, 从而便于安保人员目标明确地及时采取有效措施, 制止侵入行为后续事件发生。
(3) 联动功能
根据客户的具体需要, 系统软件可与各种音响、声光报警装置实现联动, 在监测、识别、定位侵入行为后, 启动报警装置, 威慑、制止侵入行为。同时, 联动相应位置视频摄像头, 追踪侵入对象。
该软件可以把报警信息保存起来, 以便于用户对报警记录的查看。在查看报警记录时, 用户可以根据自己的需求, 把报警记录导出来以文件的形式保存, 同时还支持打印的功能。
4 试验结果
实验中电力电缆监测长度23.5 km, 传感光缆为GYTA53通信光缆。光缆敷设在电力电缆表面, 光缆外加硬硅胶护套管保护, 埋在沙下30 cm深处, 全光纤电力电缆故障定位预警系统主机放置在监控室内。在电力电缆沿线选取20 025 m处进行人员盗挖测试和电缆高压放电测试, 每组测试各采集10组信号。
根据用户选择可以显示瑞利散射后向曲线或者散射曲线相减后的波影。23 km通信光缆沿线探测的瑞利散射信号如图4所示。
在故障电缆上施加高压脉冲信号, 使电缆在放电时系统采集到的故障点的瑞利散射信号相减后的波形如图5所示, 图中横坐标表示振动信号周期时间t (单位s) , 纵坐标表示振幅A (单位V) 。
当有事件破坏电力电缆时, 软件电子地图界面可以及时发出报警信号, 并在下方的报警信息栏里显示具体的报警信息, 能准确定位事件发生地点, 显示定位精度在±10 m范围内系统报警信号指示如图5所示。
机械切割电力电缆时系统采集到的信号波形如图6所示。系统电子地图报警指示如图7所示。当有事件破坏电力电缆时, 软件电子地图界面可以及时发出报警信号, 并在下方的报警信息栏里显示具体的报警信息, 能准确定位事件发生地点, 同时报警的防区会以红色的点进行闪烁显示。实验结果表明, 系统能有效监测传感光缆周围外界振动事件的发生。
5 结束语
阐述了一种基于光纤振动技术的高压电缆智能故障定位系统的实现方法。系统通过敷设在电缆上方的光缆感应到路面施工产生的轻微振动, 进行电缆故障测寻, 实现了传感光纤沿途电缆的故障预警监控。研究了系统的工作原理, 搭建了实验样机, 并在故障电缆上施加高压脉冲信号, 使电缆在放电的时候形成振动, 从而快速地对电缆故障进行预定位, 节约电缆故障定位的时间, 可以尽快对故障点进行处理。实验证明, 系统能准确探测人员盗挖和机械切割等入侵事件, 测量距离大于20 km, 空间分辨率为±3 m。
参考文献
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光纤复合电缆 篇6
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《光纤与电缆及其应用技术》杂志是国内较早创办发行的通信专业科技期刊之一,在光纤与电缆及光电子器件等领域享有很高的声誉,深受广大读者欢迎和好评。本杂志致力于为广大技术人员、科研人员、大专院校师生、厂商以及通信领域的爱好者提供有关光纤、光缆、光无源器件、光通信系统与网络、通信电缆、射频电缆、特种线缆和微波传输线及其连接器等研制和应用方面的论文和技术动态综述,介绍光缆、电缆和微波传输方面的新产品、新材料、新设备、新工艺与有关的测试方法。
光纤复合电缆 篇7
深水同轴电缆的研制 ………………………………………………………………………………………李才有,宋守清,计克云,等1 10
基站用非金属微型光缆的设计 ………………………………………………………………………………郭宝利,李士稳,刘广1 14
聚酰亚胺复合绝缘导线的研制 ………………………………………………………………………………姜茂盛,刘美法,龚家俊1 17
采用柔性集成与逻辑分支技术电缆的研制 ………………………………………………………………杨德亮,王俊君,吴江庆,等2 6
DMAIC在UTP CAT6CMR阻燃性能改进中的应用 ………………………………………………………………………刘雅樑2 8
接入网用小束管层绞式光缆设计及工艺控制 …………………………………………………………………………………李士稳2 12
150kV高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的研制 …………………………………………………………宋光辉,郝苏丽,汤国良,等2 16
西门子风力发电塔筒专用低压铝合金电缆的研制 ………………………………………………………刘华军,王小强,周锋,等2 20
舰船用轻型低烟交联聚乙烯薄壁绝缘电缆的研制 ………………………………………………………张小平,计克云,姜茂盛,等2 24
UL认证耐扭曲风力发电电缆的研制 ……………………………………………………………………王伊雷,盛金伟,蒋华娟,等3 10
浅谈电动汽车充电电缆的研制 …………………………………………………………………………………………胡光辉,范小树3 14
浅谈微波低损耗电缆的研制 ………………………………………………………………………………刘美法,姜茂盛,余晓葵,等3 16
4 500m水深ROV用金属铠装光电复合缆的研制 …………………………………………………………栗雪松,蔡炳余,谢书鸿4 8
超低损耗稳相微波同轴电缆的研制 ………………………………………………………………………姜茂盛,刘美法,余小葵,等4 12
煤矿用阻燃综合控制电缆的研制 …………………………………………………………………………赵树磊,高登攀,陈建勋,等4 16
矢量网络分析仪测试用稳相稳幅同轴电缆的研制 …………………………………………………………吴叶平,温尚海,王尊峰5 4
基于多物理场耦合的大功率双脊波导假负载设计 ……………………………………………………………………韩婷,李其亭5 7
澳洲地下煤矿用卷绕和拖曳电缆的研制 ……………………………………………………………………卫国升,程文燕,刘华军5 11
节能型中强度铝合金导体架空绝缘电缆的研制 ………………………………………………………………………徐静,夏霏霏5 14
舰船用水下测磁电缆的研制 ………………………………………………………………………………李才有,宋守清,龚家俊,等5 18
冶金传感器用电缆的研制 ……………………………………………………………………………………范小树,胡光辉,王海岭5 20
防腐钢包铜钢轨引接线的结构设计和工艺控制 …………………………………………………………房秀杰,蒋宝军,王磊,等5 24
同轴连接器外导体与绝缘体固定性的仿真设计 ………………………………………………………………………………谢光荣6 7
电动汽车内部用高压电缆的研制 …………………………………………………………………………张晋,陶兆增,刘雨双,等6 11
多芯综合海洋探测用拖缆的研制 ………………………………………………………………………………………………李连喜6 15
2线缆材料
基于失效分析射频电缆铜带非焊缝开裂原因分析 ………………………………………………………苏忠伟,郑国晓,赵红卫,等1 6
基于正交试验设计的中强度铝合金导线开发 ………………………………………………………………徐静,汪传斌,夏霏霏3 1
3测试技术
低烟无卤材料的卤素含量检测方法 ……………………………………………………………………………………………王红辉2 4
射频电缆额定功率测试方法的研究 ………………………………………………………………………殷海成,宣维刚,余振飞,等3 4
光电线缆烟密度试验的影响因素 …………………………………………………………………………朱萍,祁泽慧,杨金华,等3 7
4标准化
SJ/T 11472—2014《镀锡铜包铝线》标准的诠释 ………………………………………………………………………刘丕家,戴雅康6 1
GB/T 17737系列标准中电气性能试验方法的修订 ……………………………………………………殷海成,戴唯一,宣维刚,等6 3
5生产工艺
低成本高性能RF电缆的制造工艺 ………………………………………………………………………乔恩,黄荣,张朋朋,等1 25
地铁用WDZC-PJZYT23型计轴电缆的生产工艺 ……………………………………………………………………………房秀杰1 28
DMAIC方法在铝合金导线生产改进中的应用 …………………………………………………………侯日桐,王亮,王伊雷,等1 31
中心PBT松套管复合铝管OPGW的生产工艺 ………………………………………………………………………汪波,徐敏3 19
光伏电缆制造工艺的改进 ………………………………………………………………………………………………………黄晓军3 22
SPC技术在矩形软波导制作中的应用 …………………………………………………………………………………………洪晓亮3 26
色条光电线缆共挤新方案 ………………………………………………………………………………………………施双宝,杜华雪4 23
柔性同轴电缆组件的焊接式装配工艺 …………………………………………………………………………………………谢光荣4 26
光缆护套工序常见质量问题浅析 ………………………………………………………………………………………………李士稳4 29
高吸收系数铒镱共掺保偏光纤的制备 ……………………………………………………………………耿鹏程,衣永青,潘蓉,等5 26
常温固化双组分聚氨酯密封胶成型工艺的研究 ……………………………………………………………陈少兵,刘承雨,成琦5 29
大芯径传能光纤拉制时析晶现象的有效控制 ………………………………………………………………韩志辉,庞璐,张勇6 18
高频低损耗柔软同轴电缆绞合内导体的质量控制 ……………………………………………………………………朱元忠,郑成军6 21
6应用技术
光纤辐照特性的模拟分析 ………………………………………………………………………………………………周海峰,阚杰1 34
基于面向对象的光缆设计系统 …………………………………………………………………………………………………陈曲1 38
光纤水听器阵列在黄浦江航道监测中的应用 ……………………………………………………………吴昺炎,高侃,陈靖峰,等2 27
OTN性能与传输质量关系研究 ………………………………………………………………………………姚仲敏,王琛,马兆鑫2 31
单矢量声压水听器方位估计及海试验证 …………………………………………………………………黄文涛,刘英明,朱清,等3 29
水下信息网中EDFA的仿真分析 ………………………………………………………………………王潋,王红霞,陈霄,等3 32
电力电缆接头温度监测与预警技术的研究 ……………………………………………………………………………………田成凤4 33
掺铋双包层石英光纤的光谱特性研究 ……………………………………………………………………陈伟峰,朱源,杨林,等4 37
水下单元故障对海缆恒流远供系统可靠性的影响 ………………………………………………………张晓,周学军,周媛媛,等5 33
电力电缆绝缘老化寿命评估模型的研究 …………………………………………………………………陈东,张鹏,程伟,等5 37
基于悬链线方程的架空线缆力学计算软件系统 …………………………………………………………陈曲,赵现伟,史烨婷,等6 23
7生产设备
光纤带松套管生产线自动控制系统的设计 ……………………………………………………………………………………周顺桃1 21
潜水器光电复合缆恒张力收放绞车的设计 ……………………………………………………………………………胡淼,朱敏静4 20
8敷设与维修
海底光缆埋设深度的研究 …………………………………………………………………………………查苗,王瑛剑,王振宇,等2 33
利用传输网管对数据业务的故障定位与测试 …………………………………………………………………………………丁成章2 37
断缆事故现场ADSS光缆耐电腐蚀试验研究 ……………………………………………………………杨承矩,陈彦廷,邱烜,等3 36
海底光缆的船锚威胁及其防护措施 …………………………………………………………………………袁峰,查苗,张鹏杨6 26
电缆长期允许载流量的影响因素 …………………………………………………………………………赵凯斌,任金玲,王允东,等6 30
9综述
农村地区FTTH的最新技术方案 ………………………………………………………………………王正刚,宋静静,宋海燕,等1 1
光子晶体光纤中局域包层模式的特性 ………………………………………………………………………耿鹏程,衣永青,庞璐2 1
浅谈40GBase-T布线用CAT8的设计和标准制定 ……………………………………………………………………………刘雅樑4 1
掺Yb3+光纤中光暗化的研究概述 …………………………………………………………………………杨斌华,朱源,肖春4 4
航空航天用铜铝复合金属导体电缆的可靠性评价 ………………………………………………………王威,胡一东,王增辉,等5 1
10经验交流
碳纤维复合芯软铝导线金具的选用 …………………………………………………………………………孟宪彬,戴云飞,王红辉1 41
电缆用铝线生产工艺的改进 ……………………………………………………………………………………………周泽,盛金伟1 43
电线电缆用塑料密度比重瓶测试法的改进 ……………………………………………………………………………孙超南,石学军1 45
铁路信号电缆绝缘质量问题原因分析及解决方法 ……………………………………………………………………刘强,赵永辉2 43
多通道单元屏蔽应答器数据传输电缆的结构设计 ……………………………………………………………………………王振文2 45
抗冲击电缆的抗冲击强度性能设计 …………………………………………………………………………裴清春,谢事成,刘康康3 38
风电机组用耐扭中压软电缆的设计和选材 …………………………………………………………………李金明,鞠晨雁,岳文娟3 40
光伏电缆载流量及环境温度修正系数的计算 …………………………………………………………………………张红艳,王海岭3 42
电焊机电缆导体的结构设计 ……………………………………………………………………………………………刘登瑞,石学军3 44
拉丝机供油系统的改造及其效果 ……………………………………………………………………………高登攀,赵树磊,陈建勋3 45
新型施工电梯专用电缆的结构设计和选材 ……………………………………………………………………………王小宝,田守纪4 40
电缆导体激光打标防盗技术 ………………………………………………………………………………曹永刚,曹西伟,张蓓,等4 41
异形线芯电缆导体结构尺寸的计算方法 …………………………………………………………………陈建勋,李兵,赵树磊,等4 43
浅谈环保型防蚁鼠防水阻燃耐火控制电缆的设计 ……………………………………………………………………………夏知4 45
内屏蔽铁路数字信号电缆铜带断点定位 ………………………………………………………………………………………赵永辉5 39
浅谈舰船用特种耐高温电缆的研制 ………………………………………………………………………张小平,李才有,姜茂盛,等5 41
浅谈维护人员对光缆工程施工和验收的提前介入 ……………………………………………………………………武建国,胡传胜5 43
双导发热电缆的结构设计与材料选择 …………………………………………………………………………………………石学军5 45
光缆生产现场原材料集中自动供给系统的设计 ………………………………………………………………………李仲杰,刘少锋6 33
露天矿用光电复合缆的开发 ……………………………………………………………………………………………廉果,王广庆6 34
新型工业机器人用电缆的结构设计 ……………………………………………………………………………………………夏知6 36
截面积不同的绝缘线芯成缆假设直径的计算 ……………………………………………………………张伟,张金宝,曹西伟,等6 38
软导体异形模具的设计与应用 …………………………………………………………………………………………葛曙光,杜晓东6 40
铠装型五类软导体控制电缆生产工艺的改进 ………………………………………………崔海洋,邵文贞,李金明6 41
1 Product Design
Development of Deep Water Coaxial Cable …………………………………………LI Caiyou,SONG Shouqing,JI Keyun,et al 1 10
Design of Nonmetallic Miniature Fiber Optic Cable for Base Station ………………………GUO Baoli,LI Shiwen,LIU Guang 1 14
Development of Polyimide Composite Insulated Wire ……………………………JIANG Maosheng,LIU Meifa,GONG Jiajun 1 17
Development of Cables Using Flexible Integration and Logical Branch Technology …………………………………………………………………………… YANG Deliang,WANG Junjun,WU Jiangqing,et al 2 6
Application of DMAIC in the Improvement of UTP CAT6’s CMR Flame Retardency ……………………………LIU Yaliang 2 8
Design and Process Control of a Layer-Stranded Small Tube Fiber Optic Cable for Access Network ………………LI Shiwen 2 12
Development of 150kV High-Voltage XLPE Insulated Power Cable ……SONG Guanghui,HAO Suli,TANG Guoliang,et al 2 16
Development of Low-Voltage Al-Alloy Cable for Siemens Wind Power Generation Tower Cylinder …………………………………………………………………………… LIU Huajun,WANG Xiaoqiang,ZHOU Feng,et al 2 20
Development of Lightweight and Low Smoke XLPE Thin-Wall Insulation Cable Used in Ships ………………………………………………………………………… ZHANG Xiaoping,JI Keyun,JIANG Maosheng,et al 2 24
Development of Torsion-Resistant Wind Power Cable Approved by UL …………………………………………………………………………… WANG Yilei,SHENG Jinwei,JIANG Huajuan,et al 3 10
Development of the Charging Cable for Electric Car ………………………………………………HU Guanghui,FAN Xiaoshu 3 14
Development of Low-Loss Microwave Cable …………………………………LIU Meifa,JIANG Maosheng,YU Xiaokui,et al 3 16
Development of Metal Armored Optical and Power Composite Cable for 4 500m Water Depth ROV ………………………………………………………………………………………… LI Xuesong,CAI Bingyu,XIE Shuhong 4 8
Development of an Ultra-Low-Loss Stable-Phase Microwave Coaxial Cable ……………………………………………………………………………… JIANG Maosheng,LIU Meifa,YU Xiaokui,et al 4 12
Development of Flame Retardant Composite Control Cable for Coal Mine …………………………………………………………………………… ZHAO Shulei,GAO Dengpan,CHEN Jianxun,et al 4 16
Development of the Phase and Amplitude Stable Coaxial Cable for VNA …………………………………………………………………………… WU Yeping,WEN Shanghai,WANG Zunfeng,et al 5 4
Design of High-Power Double-Ridged Waveguide Dummy Load Based on Multi-Physics Field Coupling ……………………………………………………………………………………………………………… HAN Ting,LI Qiting 5 7
Development of Reeling and Trailing Cable Used in Australian Underground Coal Mine …………………………………………………………………………………WEI Guosheng,CHENG Wenyan,LIU Huajun 5 11
Development of Energy-Saving Aerial Insulation Cable with Moderate Strength Aluminum Alloy Conductor ……………………………………………………………………………………………………………… XU Jing,XIA Feifei 5 14
Development of Underwater Magnetism Measuring Cable for Ships …………LI Caiyou,SONG Shouqing,GONG Jiajun,et al 5 18
Development of the Cable for Metallurgical Sensor ……………………………FAN Xiaoshu,HU Guanghui,WANG Hailing 5 20
Structure Design and Process Control of Anticorrosion Steel-Clad-Copper Rail Contact Wire …………………………………………………………………………………FANG Xiujie,JIANG Baojun,WANG Lei,et al 5 24
Simulation Design of the Retention Force between the Outer Contact and Insulator of Coaxial Connector ……XIE Guangrong 6 7
Development of High-Voltage Cable for Electrical Car ……………………ZHANG Jin,TAO Zhaozeng,LIU Yushuang,et al 6 11
Development of Multicore Tow Cable for Ocean Exploration ……………………………………………………………LI Lianxi 6 15
2 Materials for Wire & Cable
Analysis of Cracking Reasons for Non Weld Zone of RF Cable Copper Tape Based on Failure Analysis ……………………………………………………………………… SU Zhongwei,ZHENG Guoxiao,ZHAO Hongwei,et al 1 6
Development of the Moderate Strength Aluminum Alloy Wire Designed Based on Orthogonal Experiment ………………………………………………………………………………………… XU Jing,WANG Chuanbin,XIA Feifei 3 1
3 Test Technique
Detection Method for Halogen Content in LSFH Materials ………………………………………………………WANG Honghui 2 4
Research on Rated Power Test Method for RF Cable ……………………YIN Haicheng,XUAN Weigang,YU Zhenfei,et al 3 4
The Influence Factors in Smoke Density Test of Electric Cables and Fiber Optic Cables ……………………………………………………………………………………… ZHU Ping,QI Zehui,YANG Jinhua,et al 3 7
4 Standardization
Explanation of the Standard SJ/T 11472—2014for Tinned Copper Clad Aluminum Wire ……………LIU Pijia,DAI Yakang 6 1
Revision of the Electrical Test Methods in GB/T 17737Series Standards …………………………………………………………………………… YIN Haicheng,DAI Weiyi,XUAN Weigang,et al 6 3
5 Production Process
Manufacturing Process of Low Cost and High Performance RF Cable …QIAO En,HUANG Rong,ZHANG Pengpeng,et al 1 25
Process Control for the Type WDZC-PJZYT23Axle Counter Cable Used in Metro ………………………………FANG Xiujie 1 28
Application of DMAIC Method in the Production Improvement of Al Alloy Wire ……………………………………………………………………………… HOU Ritong,WANG Liang,WANG Yilei,et al 1 31
Process of Central PBT Loose Tube Composite Aluminum Tube OPGW …………………………………WANG Bo,XU Min 3 19
Improvement of Photovoltaic Cable Manufacturing Process ………………………………………………………HUANG Xiaojun 3 22
Application of Statistic Process Control(SPC)Technology in Flexible Rectangular Waveguide Fabrication …………………………………………………………………………………………………………………… HONG Xiaoliang 3 26
A New Scheme of Co-Extrusion for Color-Stripe Optical and Electric Cable ………………………SHI Shuangbao,DU Huaxue 4 23
Soldering and Assembling Process for Flexible Coaxical Cable Assembly …………………………………………XIE Guangrong 4 26
The Common Problems During the Sheath Production Process of Fiber Optic Cable …………………………………LI Shiwen 4 29
Preparation of Er3+-Yb3+Co-Doped Polarization Maintaining Fiber with High Absorption Coefficient ……………………………………………………………………………… GENG Pengcheng,YI Yongqing,PAN Rong,et al 5 26
Research on the Room Temperature Curing Process of Two-Component Polyurethane Sealant …………………………………………………………………………………… CHEN Shaobing,LIU Chengyu,CHENG Qi 5 29
Good Control of Crystallization Phenomenon in Drawing Process of Large Core Energy Transmission Fiber ………………………………………………………………………………………… HAN Zhihui,PANG Lu,ZHANG Yong 6 18
Quality Control of Stranded Inner Conductors in HF Low-Loss Flexible Coaxial Cable ………………………………………………………………………………………………ZHU Yuanzhong,ZHENG Chengjun 6 21
6 Application Technology
Simulation Analysis of the Irradiated Characteristics of Optical Fibe …………………………………ZHOU Haifeng,KAN Jie 1 34
An Object-Oriented Fiber Optic Cable Design System ……………………………………………………………………CHEN Qü 1 38
Applications of Fiber Optic Hydrophone Array in Water-Way Monitoring of the Huangpu Rive ………………………………………………………………………………… WU Bingyan,GAO Kan,CHEN Jingfeng,et al 2 27
The Relationship of OTN Performance and Transmission Quality ………………YAO Zhongmin,WANG Chen,MA Zhaoxin 2 31
The Relationship of OTN Performance and Transmission Quality YAO ZhongminWANG ChenMA Zhaoxin 2 31 The DOA Estimation and Ocean Test Verification of the Single Vector and Sound Pressure Hydrophone …………………………………………………………………………… HUANG Wentao,LIU Yingming,ZHU Qing,et al 3 29
Simulation Analysis of EDFA in the Underwater Information Network …WANG Lian,WANG Hongxia,CHEN Xiao,et al 3 32
The Monitoring and Earlywarning of Power Cable Joint Temperature …………………………………………TIAN Chengfeng 4 33
Investigation on the Spectral Characteristics of Double-Cladding Bi-Doped Silica Fiber ………………………………………………………………………………… CHEN Weifeng,ZHU Yuan,YANG Lin,et al 4 37
Reliability Impact of Underwater Unit Failure on Constant Current Remote Power Supply System of Submarine Optical Cable ………………………………………………………………………… ZHANG Xiao,ZHOU Xuejun,ZHOU Yuanyuan,et al 5 33
Research on the Evaluation Model for Power Cable Insulation Aging Lifetime ……………………………………………………………………………… CHEN Dong,ZHANG Peng,CHENG Wei,et al 5 37
An Overhead Cable Mechanics Computing Software System Based on the Catenary Equation ………………………………………………………………………………… CHEN Qü,ZHAO Xianwei,SHI Yeting,et al 6 23
7 Production Equipment
Design of an Automatic Control System for Fiber Optic Ribbon Loose-Tube Production Line …………………ZHOU Shuntao 1 21
Design of Constant-Tension Deploying and Retracting Winch for Optic-Electrial Composite Cable of ROV ……………………………………………………………………………………………………………HU Miao,ZHU Minjing 4 20
8 Installation & Maintenance
The Burial Depth of Submarine Cable ………………………………………ZHA Miao,WANG Yingjian,WANG Zhenyu,et al 2 33
The Fault Location and Test of the Data Service Using Transmission Network Management ………………DING Chengzhang 2 37
Experimental Study on Electrical Corrosion of ADSS Cable in Cable Broken Site ……………………………………………………………………………… YANG Chengju,CHEN Yanting,QIU Xuan,et al 3 36
Anchor Threats and Protection Measures of Submarine Cables …………………YUAN Feng,ZHA Miao,ZHANG Pengyang 6 26
Influencing Factors in the Long-Term Allowable Current-Carrying Capacity of Cables …………………………………………………………………………… ZHAO Kaibin,REN Jinling,WANG Yundong,et al 6 30
9 Overview
The Latest Technology Solution of FTTH in the Rural Areas ……WANG Zhenggang,SONG Jingjing,SONG Haiyan,et al 1 1
Characteristics of the Local Cladding Mode in Photonic Crystal Fiber ……………GENG Pengcheng,YI Yongqing,PANG Lu 2 1
Design and Standard Development of CAT8for 40GBase-T Cabling …………………………………………………LIU Yaliang 4 1
Overview of the Researches on Photodarkening in Yb3+-Doped Fibers ……………YANG Binhua,ZHU Yuan,XIAO Chun 4 4
光纤复合电缆 篇8
关键词：光纤光缆,通信电缆,光纤通信,全光网络
光纤光缆和通信电缆技术已经成为现代通信中极为重要的通信方式, 在现代信息网中起着非常重要的作用。随着信息技术的飞速发展, 光纤光缆和通信电缆技术又迎来了一个新的发展时期, 而这一次其应用范围将更加广, 前进动力则会随之变强, 这无疑会对21世纪的信息产业的发展产生深远的影响。
一、光纤通信的概况
1966年, 美籍华人高锟 (C.K.Kao) 和霍克哈姆 (C.A.Hockham) 相继在论文中阐述, 预见了低损耗的光纤是可以在通信领域大有作为的, 由此敲开了光纤通信的大门。1970年, 美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤, 光纤通信时代就此来开序幕。
光纤通信是以较高的频率 (1014Hz) 的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。其传输的容量从1980年到2000年短短二三十年间迅速增加了近1000多倍, 传输速度从2000年至今短短的10年中将近提高了约100多倍, 其速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s迅速地发展到多波长的Tb/s (1Tb/s=1000Gb/s) 传输。如今, 在实验室中的光系统速率已经可以达到10Tb/s, 由此可见它的前景是十分辉煌的。
二、光纤通信的原理
光纤通信的原理其实并没有多复杂:首先, 我们要在发送端先需要传送的信息转变为电信号, 随后调制到激光器发出的激光束上, 再通过架设的光纤发向外发出;在接收端, 检测器在收到光信号之后就会把这个信号转换为电信号, 经解调后再将原信息解析出来。
三、光纤通信技术的特点
1. 频带宽度大, 通信容量广
受到终端设备的限制单波长光纤通信系统很多时候较难发挥出带宽大的优势。所以, 光纤通信技术正在不断地增加传输的容量, 密集波分复用技术具有频带极宽, 通信容量较大的特点可以有效地解决这个问题。
2. 损耗低, 中继距离长
设想一下, 将来使用非石英极低损耗传输介质, 那么传输的损耗就可以进一步的得到降低。这就表明通过光纤通信系统能够实现减少施工成本, 获得更好的经济效益的目标。
3. 抗电磁干扰能力极强
石英的抗腐蚀性能是公认的, 而且它的绝缘性能也很好。而在光纤中使用它更主要看中的还是它极强的抗电磁干扰的能力, 这是新一代光纤通信电缆技术中极为重要的特性。
4. 无串音干扰, 保密性高
光波在光纤中传播, 串扰的现象几乎不会发生, 具有极高的保密性能。而且光纤的原材料资源非常丰富, 成本较低;温度稳定性能非常好、寿命也很长。
四、光纤通信技术发展的现状
1. 波分复用技术
波分复用技术根据每一信道光波的频率 (或波长) 不同, 把光波作为信号的载波, 把这些不同波长的信号合并在一起, 然后传入一根光纤进行传输。这种技术能够将单模光纤的损耗降至最低, 随之产生了巨大的带宽资源。
2. 光纤接入技术
在光纤宽带接入中, 不同的光纤到达位置, 会有不同的技术应用, 有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用, 统称FTTX。FTTH是光纤宽带接入的最终方式, 它能够将光纤的宽带特性发挥到极致, 使用户得宽带接入需求得到充分的满足。
3. 实现光传联网
倘若在光路上也可以实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话, 这种技术无疑会增加新一层的光联网威力。根据这一思路, 光的分插复用器 (OADM) 和交叉连接设备 (OXC) 现在都已经在实验室里研制成功, 前者已经投入了商用。
五、光纤光缆和通信电缆的技术发展前景展望
1. 加快科研创新步伐, 开发新一代的光纤
当前, 在光纤通信领域应用方面超高速传输系统和向超大容量波分复用系统的演进;光传送联网技术, 可以进一步实现超大容量光网络和网络所要求的扩展性、重构性以及更高要求的透明性, 同时还可以允许网络的节点数和业务量相应的增加。所以, 我们现在需要尽快架设一个高度灵活的和超大容量的国家光网络, 这样不但可以为将来的国家信息基础设施 (NJJ) 打下良好的基础, 同时也可以对我国信息产业和国民经济的快速发展以及国家安全起到重要的战略作用。
2. 改进光缆电缆的施工和维护方法
当前, 考虑到城市施工的特点, 国际上在光缆电缆的施工和维护时都普遍采取不挖沟的方式施工光、电缆, 同时对光缆网进行自动监测。因此, 未来光纤光缆和通信电缆的施工和维护就必须进一步将施工成本降低、节省时间, 开发相对应的元器件、工具和设备, 进一步应用和推广新的施工方法, 完善光缆网络的自动监测维护系统, 从而保证光缆网络工作的可靠性。
3. 下一代全光网络是互联网的发展需求与趋势
随着近年来IP产业的飞速发展, 现代的光纤通信已经向着智能化的方向发展, 并且还将有更多应用应运而生。这就意味着, 将来的高速通信网必然向着全光网的方向发展, 全光网将是光纤通信技术发展的最高的理想阶段。因此, 以高速光传输、节点光交换、宽带光接入、智能光联网等技术为核心, 并面向IP产业应用的光波技术是当前光纤传输的重点研究对象。我们有理由相信, 光网络不但可以不断突破距离的限制, 还会向着服务多元化和资源配置的方向发展。
六、结论与反思
光纤光缆和通信电缆技术现在已经作为一种重要的现代信息传输技术, 在现代化的信息社会中发挥的作用也越来越大。今后, 随着社会经济的继续快速发展, 作为未来信息技术发展先的光纤光缆和通信电缆技术的需求也会自然而然增长, 这就一定会推动通信网络的继续发展。
参考文献
[1]王江昊, 光通信技术的新飞跃, 网络电信, 2011年第12期
[2]祁大柱, 浅析光纤通信技术及其展望[J], 科技创新, 2012年第11期