敷设软件在变电站预制光缆敷设设计中的应用研究

杨小乐

摘要：文章针对预制光缆的特性及长度计算精度要求高、统计复杂等问题，研究敷设软件在预制光缆敷设设计中的应用。介绍了敷设软件一般设计流程及在预制光缆中的具体流程，包括模型建立，设备定位赋值，路径选择，长度计算及校验等。提出预制光缆型式结构统计、连接衰减计算，与三维平台共享信息等深入优化方案，从而提高预制光缆的敷设设计效率及适用性。

关键词：预制光缆；敷设软件；长度计算；连接衰减

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）03-0140-02

变电站采用预制光缆代替传统熔接光缆，实现了二次设备的“即插即用”，可在提高光缆施工质量的同时，降低现场施工作业量，缩短工程建设周期。但同时带来了长度计算精度要求高、统计复杂等问题。

目前电光缆敷设软件在传统熔接光缆中运用已较为成熟，其依靠优良的算法、简易的流程，可在保证敷设设计质量及长度计算准确的同时，提高设计效率。

本文探讨敷设软件在预制光缆敷设设计中的应用，并针对预制光缆的特性进行深入优化。

1 预制光缆特性简介

对比传统光缆熔接方案.预制光缆主要有以下特性：（1）工厂化预制：预制光缆生产制造基本都在工厂内完成，在出厂前已通过检测，可实现现场一次性安装，质量较为可靠。（2）长度相对固定：与传统熔接光缆可根据现场实际情况随时调整长度不同，预制光缆在设计阶段需明确光缆长度及敷设路径，出厂后长度便已确定，现场无法更改，对设计提出很高要求。（3）带有光纤连接器：预制光缆的一端或两端带有光纤连接器，连接器类型在设计阶段需明确，出厂后便已确定无法更改。（4）施工方便：传统光缆熔接方案工序繁杂，熔接质量也不稳定，容易受环境和操作水平影响。当光缆数量较多时，熔接和测试工作占用很大工期。预制光缆通过光纤连接器，可实现在施工现场的无熔接接续点连接或直连，操作简单、施工方便，占用工期很少。

2 敷设软件在预制光缆设计中的应用

2.1 敷设软件一般设计流程

敷设软件在常规熔接光缆及电缆敷设设计中主要有以下流程：（1）建立工程，导入平面布置图和电光缆清册。（2）基于平面图绘制电缆沟及光缆槽盒，对清册设备进行定位及赋值。（3）设置电光缆敷设规则等。（4）敷设软件自动进行电光缆敷设，自动计算电光缆长度。（5）按需求对电缆沟支架、防火封堵、埋管等材料进行统计。

2.2 应用至预制光缆的具体流程

应用敷设软件进行预制光缆敷设设计与常规熔接光缆相似，关键流程如下：

2.2.1 模型建立

1）电缆沟建模与绘制：电缆沟的位置通过在平面图上绘制实现定位，电缆沟的尺寸在敷设软件中进行设置，主要有沟宽、沟深及顶标高等参数。

2）光缆槽盒建模与绘制：光缆槽盒在平面图上绘制生成，主要尺寸参数有：长*宽*高、空间位置的标高。

3）设备定位与赋值：导入光缆清册后，即可对清册中的起点和终点设备进行定位和赋值。除明确在平面布置图上具体位置外，还应注意调整设备的高度和基础高度，以满足预制光缆长度计算精度。

2.2.2 成果输出

1）预制光缆长度及路径自动计算：设备定位后，将设备和电缆沟连接，对电缆沟关键节点编号，设置敷设规则。

完成以上工作，敷设软件自动选择敷设路径并计算预制光缆长度，并将计算的结果返回至光缆清册中。某变电站工程应用敷设软件统计预制光缆结果如表1所示。

2）其它输出与统计工作：敷设软件可根据电缆沟及电缆支架等模型，自动生成电缆沟的断面图，或完成对电缆沟支架、光缆槽盒材料的统计。

2.2.3 对光缆容纳数量的校验

敷设软件对关键节点光缆数量进行校验，避免部分槽盒内光缆敷设量过大，或未考虑远景需求，从而发生槽盒预留空间不足的现象。

2.2.4 预制光缆敷设设计中的要点

预制光缆长度统计及路径选择是敷设设计中的要点。

1）长度计算：敷设软件首先应保证计算精度，同时考虑地形高差变化、弯曲状等导致的附加长度。其次针对不同的预制光缆型式，其长度计算方法可自动或手动进行调整，例如：单端预制光缆冗長需考虑制作接头所需的预留段，双端预制光缆不需考虑；分支器型预制光缆除分支器外光缆，还需计及分支器至装置的尾纤分支长度。

2）路径选择：路径选择一般以最短路径优先，并综合考虑其它因素。敷设软件应用至预制光缆敷设设计的具体流程如图1所示。

3 敷设软件深入优化

3.1 预制光缆型式统计及输出

预制光缆常用的型式有分支器型和连接器型，预制方式有双端预制和单端预制，连接方案有直接连接装置和通过柜内跳线转接连接装置。为使光缆清册信息完整，敷设软件应能够根据连接装置的接口类型，自动分析统计出预制光缆的型式。实现以上功能，需进行以下工作：（1）建立数据库：建立预制光缆标准库，主要包括各种光缆芯数、连接器及接口的类型，供设计人员调用。（2）对连接装置接口进行定义：在对设备进行定位、赋值阶段，增加对预制光缆连接装置接口的定义。（3）根据装置接口类型分析统计预制光缆型式：敷设软件读取光缆清册的逻辑信息，结合光缆两侧装置接口类型，通过算法自动分析统计出预制光缆型式。

3.2 预制光缆连接衰减计算

预制光缆的应用减少了现场的熔接工作，也增加了插接点数量，额外的插接点将造成更多的连接衰减，从而直接影响光纤回路的通信质量。通过连接衰减计算，综合考虑预制光缆的结构及连接方案，或评估运行的可靠性。

不同的预制光缆型式、预制方式及连接方案组合时，其连接衰减计算可采用以下方法：（1）连接器型预制光缆比分支器型需多计算与插座的插接点衰减。（2）直接连接装置方案比通过跳线转接后再连接装置方案损耗要低，每转接一次，单芯增加0.2dB。（3）连接器型预制光缆芯数越多，与插座的插接点损耗就越大。（4）传统熔接方案连接衰减主要来源于两端跳线与ODF处法兰连接，ODF内光纤熔接主缆。

按照一般插接点损耗≤0.2dB，光纤熔接点损耗≤O.1dB，连接器插芯与插座插损：2芯或4芯≤≥0.35dB、8芯≤0.5dB、12芯≤0.7dB、24芯≤0.8dB，当采用24芯预制光缆及双端预制方式时，各连接方案及与传统熔接光缆连接衰减的计算对比如表2所示。

光缆连接衰减的统计计算由敷设软件实现，可以更加直观、方便地查看计算结果，在不影响设计效率的同时，提供重要的参考数据。

3.3 与其它三维平台共享信息

目前光电缆敷设软件一般在逻辑和算法中结合了三维的思路，但是主要的展示形式和界面均是基于二维，不够直观。

建议进一步开发与三维平台的接口与数据共享，实现在三维平台中建立模型，将预制光缆敷设结果导入，在三维平台中进行碰撞检查、关键节点光缆数量校验等工作，实现图形化操作。同时完成三维数字化设计成品统一交付，可以精确指导现场敷设施工，减少施工单位不按设计方案施工导致预制光缆长度不够等质量问题的发生。

4 结论

目前已有变电站工程应用敷设软件完成预制光缆敷设设计，其在长度计算精度及路径选择方面有较大优势，但由于预制光缆特性，还需人工从事大量的建模、统计工作，流程较为繁杂。本文探讨敷设软件在预制光缆敷设设计中的应用研究，并提出几点深入优化方案，以提高适用性及效率，减少设计工作量，使其更具推广应用价值。