光缆在线监测于电力行业的应用

◆周详

光缆在线监测于电力行业的应用

◆周详

（广东电网有限责任公司 汕头供电局 广东 515000）

现如今通信技术越来越成熟，应用也越来越广泛。在电力行业中，通信光缆所承载的业务数量及种类逐年增加，保障电网安全稳定运行的继电保护业务也承载于通信光缆上，光缆一旦故障中断，将导致继电保护业务中断，对电网的安全稳定运行造成不小影响，所以光缆的健康运行及故障后能否及时修复，对电网安全来说至关重要。本文将阐述如何利用光缆在线监测系统对通信光缆的状态进行监测，以及在光缆发生故障时，如何减少找寻故障点的时间。

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1 电力行业中光缆维护现状

在国内电力系统中，电力通信经过二十多年的变化，现已将光纤通信作为电力系统内通信的最主要的手段，且众多业务均承载于通信光缆上，光缆的安全也关乎电网的安全。目前光缆的健康状况主要依赖于人工定期巡视及定检测试，巡视主要是查看相关路径是否有外部施工，是否有外力破坏的痕迹，而测试主要是检查光缆的纤芯状况，是否有老化的迹象，是否在巡视盲点有被损伤导致衰耗增大。若在巡视过程中发现有施工痕迹，会及时查看是否有损伤到光缆，并到相应站点进行测试，确定是否损伤到光缆，若有，则会马上组织人员进行抢修，保障该光缆恢复正常；若在定检测试中发现有异常衰耗，则会组织人员进行巡视查找故障点，及时拟定修复方案，及时修复光缆，从而保障光缆的正常稳定运行。

因为巡视及定检测试具有周期性的特性，若在巡视周期内光缆状态发生变化或者发生故障，均无法第一时间知道具体情况，而且也无法第一时间得知故障点的位置，需要人员进站进行测试，再派人员到现场寻找故障点，这样会浪费较多的时间。在光缆故障期间，承载在该光缆上的继电保护业务以及其他业务均会中断，对于电力行业来说，继电保护中断时间越长，电网运行的风险也就越大，因此我们需要尽可能减少光缆中断的时间，继而减少继电保护业务中断时间，从而保证电网的安全稳定运行。

2 光缆在线监测

为了缩短查找故障点的时间，进而缩短光缆故障中断的时间，我们可以采用光缆在线监测系统，对光缆的状况进行时刻的监控及测试，从而能够及时定位故障点，缩短查找故障点的时间。在巡视周期内及定检测试周期内，也可以采用光缆在线监测系统，对光缆进行24小时监测，能够提前发现光缆的老化、劣化，从而制定方案进行修复。

2.1 光缆在线监测的组成

光缆在线监测系统分为主站端和子站端。

2.1.1主站端组成及功能

主站端主要包括服务器、工作站、数据库服务器、短信服务器等，主要功能为控制子站端的运行、存储子站端上传的数据、对数据进行对比、分析光缆状况、发出告警信息等。

2.1.2子站端组成及功能

子站端主要是由存储单元、光功率模块、光时域反射仪模块、电源模块、主控模块等组成，主要功能为接受主站端的命令对光缆进行测试、自身定期对光缆进行测试、自身对测试结果进行比对分析、及时上报测试数据等。

2.2 光缆在线监测工作原理

光缆在线监测利用光功率模块收到的光功率值与设定的正常值进行比对，若在正常范围内则判断其为正常，若超出正常范围则显示异常并发出告警信息，并自动启动光时域反射仪模块进行测试，自动判断分析故障原因；或者通过光时域反射仪模块对光缆进行监测，对其曲线以及衰耗值与正常的曲线和衰耗值进行对比，若在范围内则光缆健康状况良好，若在正常值范围外则进一步分析异常原因，定位故障点，并发出告警信息。

2.3 光缆在线监测工作方案

电力光缆中，有部分光缆纤芯已被各种业务占满，部分光缆还剩余较多纤芯，考虑到多种情况，我们可以使用的方案大致分为以下三种：光功率在线监测、光功率备纤监测、光时域反射仪备纤监测。

2.3.1光功率在线监测

光功率在线监测是监测已经承载业务的纤芯状态，采用分光器和波分复用器来实现监测功能。其利用分光器采集纤芯中百分之三的光，将其接受的光功率数值与设定的正常数值进行比对，若发现异常，则启动光时域反射仪模块，通过波分复用器将测试波长与工作波长进行合波，从而对光缆进行测试。由于分光器的原因，会造成业务有一定的损耗。

2.3.2光功率空余纤芯监测

当光缆有较多空余纤芯时，我们可以采用光功率空余纤芯监测。由于空余纤芯与已承载业务的纤芯在同一条光缆中，其性能可以类比于已承载业务的纤芯的性能。其工作原理类似于光功率在线监测，但是需要在对端接入光源，可以利用传输设备发送一路光源接入。

2.3.3光时域反射仪备纤监测

该方案也是利用空余纤芯，通过光时域反射仪进行间隔时间短的连续测试，对其测试所得曲线及衰耗与正常值进行对比，若发现异常则及时发出告警信息，并通过曲线信息马上分析故障原因及故障点。

2.3.4三种方案比对

综合成本及效果进行考虑，由于光功率在线监测需要在变电站设置分光器及波分复用器，并且电力光缆承载的业务较为重要，而该方案会对承载的业务造成一定的影响，故不予考虑；光功率空余纤芯监测虽不影响承载的业务，但需要在对端接入光源才能进行监测，并不是十分便利；光时域反射仪备纤监测则是利用该套系统中配套的光时域反射仪模块进行间隔时间很短的连续测试，既不会影响承载的业务，又不需要新增其他仪器，相对比较方便，故选择光时域反射仪备纤监测作为电力光缆在线监测的工作方案。

3 结语

光缆在线监测系统通过实时检测光缆的纤芯状况，及时反馈其检测结果，使光缆运行维护人员时刻掌握光缆的运行状况，及时排除可能存在的隐患。当光缆受到外力破坏时，能够及时检测定位故障点，大大节省了光缆运行维护人员查找故障点的时间，为光缆的快速修复提供了强有力的支撑，同时也保证了继电保护业务的稳定运行，为整个电网的安全稳定运行提供了保障。

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