刘月朋 王艳霞  河北武邑县电力局

    摘  要：本文介绍了县级电网常见的几种通信方式，以及各自的优缺点。通过分析比较，认为扩频通信和光纤通信是目前县级电网通信的首选方案，并对光缆架设中应注意的几点问题作了说明。 

    关键词：电网 通信 扩频 光纤  
 
1、概述
　　随着科学技术的不断发展和创一流县级电力企业的需要，对县级电网通信质量的要求越来越高，变电所实现无人值班，通道是关键的一环，不但要解决通话要求，还必须提供遥测、遥信、遥控、遥调所需要的通道。特别是近几年象远程视频监控系统、供电所视频会议系统、管理信息系统（MIS）、远程抄表系统、电子三票系统等等这些高科技产品的应用为县级供电企业的通道建设提出了更高的要求。旧的传统通信模式已经远远满足不了当前的电网发展需要。
2、目前县级电网所采用的通信方式
    2.1、光纤通信：其最大特点是通信容量大，速率高，在一根光纤中能传播几百甚至上千路电话，可传实时图像，而且抗电磁干扰性好，通信质量高，使用持续时间长。但成本高，尤其远距离架设施工价格昂贵而且受地形限制。在农村电网建设与改造期间，不少县局利用网改资金
    2.2、普通微波通信：它是一种无线通讯方式，传输容量大、质量高，配置灵活，目前电力系统220kV以上变电站普遍采用，这种通信方式对环境要求较高，如有山峰和楼房阻挡就需增加中继或架设铁塔避开。另外，一个普通微波通信网的建设，需要现场勘测和设计，这笔费用一般设计院要按5%收取，故总的建设费用也很高。
    2.3、电力线载波通信：这种通信方式比较普遍，最大优点是不用专门架设通信线路，电力线延伸到哪里，通信就可以到那里，投资不算大，但它的缺点，首先是可靠性差，当电网出现故障或检修时，通信也中断，而往往这时正需要通话，第二通信容量小，只有一个话路，为了使这个话路既可传语音信号又可传数据信号，后来将这个话路分成了两部份；下音频(0.32～2.0kHZ)，传语音，上音频(2.4～3.4kHz)传数据，这就造成了语音通信质量差，数据传输速率低，最高只有1200bit/s，而且从变电所到调度的通信还需架设音频电缆解决。
    2.4、有线音频电缆通信：该通信方式广泛被采用，在距离较近时是一种较好的通信方式，它的通信通道是一种模拟信道，因此在进行数据通信时，需增加调制解调器，它抗干扰差，且易遭雷击，长距离通信时，需要的线径较粗，造价较高。一般不用来组成较大的通信网而只在局部使用。
    2.5、特高频无线电台通信，这种通信方式是目前县级农电系统使用较多的一种通信方式，它传输距离远，使用方便，设备价格低，便于维护。但要满足无人值班变电所的通信要求是远远不够的，它抗干扰能力差。通信不稳定，通信指标也很低，它是一种模拟通道，传输数据的速率小于300bit/s，只能做为一种辅助(备用)的通信手段。
    2.6、无线扩频通信方式：扩频通信即扩展频谱通信技术，是一种数字化通信技术，属于宽带通信范畴，就是将所传输信息的带宽扩展很多倍再发送出去，这时发送信号所占据的信道带宽远大干信息本身的带宽，可以被扩展到5MHz、10MHz，甚至更大，与此同时发射到空间的无线电功率谱密度(单位带宽内的信号功率)也大大降低。扩频技术源于著名的香农(Shannon)定理，根据香农信道容量公式C=Wlog2(1+P/N)，式中若信道容量C不变，则带宽W和信噪比(P/N)是可以互换的，也就是说，增加带宽W就可以在较低信噪比(P/N)的情况下，以相同的发射功率来可靠地传输信息。甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要增加信号带宽，仍能保持可靠的信道，它具有以下几方面的优点：
　　2.6.1扩频信号的发射功率谱密度很低，对大气空间的电磁环境影响小，而传输数据率却可很高，另外扩频接收机的门限信噪比也较低，可在负信噪比下正常工作，
　　2.6.2在一个充满噪声和干扰的环境下能无差错，保密地进行信息传输。
　　2.6.3抗同频干扰性能好，对所有载波频率相同，进入接收机的外来干扰信号，接收机对它们都有抑制能力，将它们扩展成为宽带噪声，结果使得此接收机只接收与本地PN码相同的扩频信号。
　　2.6.4扩频通信具有良好的抗衰落性能。一般无线电信号传播时，衰落是有选择性的，而扩频通信中将信号功率扩展到很宽的带宽中，其中一部分信号频率出现的衰落，不会对信号整体接收产生太大影响。
　　2.6.5抗多径干扰能力强，增加了系统的可靠性。
以上5种通信方式各有各的优点和不足，农电系统采用什么方式，应根据我国农电系统的特点认真分析和选择，
3、我国农电系统的特点
    目前，我国农电系统的特点主要体现在以下三个方面：
3.1农电分布广、面积大、距离远、环境复杂。
3.2人员技术力量较弱，一般专业分工不细，一人身兼多职。
3.3大多为站所合一管理模式。
4、方案选择
　　通信设备除了要达到相应的技术指标外，还要适用农电系统的特点，由于农村地域广阔，要求通信设备能够传输距离远，并适应复杂的环境，由于农电技术力量较弱，所以要求通信设备可靠性高，免维护，由于农村变电所大多为站所合一管理模式，所以要求通信既要满足无人值班变电站的要求，又能满足供电所日常管理工作的需要。
　　1997在我局调度自动化实用化达标期间，将原150MHz超短波通信设备更换成了加拿大康姆公司生产的M24系列一点多址无线扩频电台，分别安装在调度端和距调度较远的10个35kV变电所，构成了1:10及一话一数的通信模式，经过几年来的运行实践证明效果不错。但随着科学技术的不断发展和创一流县级电力企业的需要，单通道运行无论是从可靠性方面还是通道容量方面都不能适应站所合一管理模式的要求。
2003年在二期农网改造中，武邑县电力局利用网改资金160万元，架设光缆通信线路140KM，光缆型号为ADSS非金属单模自承式光缆（8芯），沿现有电力线路的杆塔敷设，节省了大量的建设资金。
2004年在县城电网建设与改造中，我局又利用网改资金90万元购进了14台光端设备，分别安装在调度主站、武邑110KV枢纽站和12座35KV变电站。各供电所的光纤覆盖率达100%。2004年12月武邑局的光纤通信全部开通运行。2006年底随着调度办公大楼的搬迁，我们对调度自动化系统进行了升级改造，目前我局的调度自动化系统实现了双前置、双通道运行。调度自动化系统占用2芯光纤，每个供电所通过光端机的2M口可以实现4路话音，通过232口可以实现“四遥”。另外我们还占用了2芯光纤通过工业以太网交换机，实现了与供电所的微机联网、实现了办公自动化、实现了视频会议、实现了远程视频监控、微机远程抄表和电子三票的站端打印提取等功能。
5、光缆架设中应注意的事项
5.1装卸
5.1.1使用叉车或吊车轻轻地装卸光缆，切忌把光缆直接从车上滚下，否则可能对光缆造成损坏。
5.1.2用平直木板放置在卡车平台与地面之间，形成一个角度小于45度的斜坡，光缆顺着斜坡往下滑的同时，用一根绳子穿过光缆盘中间孔，几个人在车上拉住绳子的两端，使光缆慢慢下滑或在斜坡下端放置几个软垫（破旧轮胎），使光缆顺着斜坡自行下滑。
5.2放线
　　放线时应严格按着配盘表中与实际对应的线路编号和起止杆号放线，这样可保证相邻两盘光缆的接续位置处在耐张杆或转角杆上，以防紧线时将杆拉偏。放线开始前，应首先选择好架盘的位置，若该盘缆的电力线路均为直线杆，最好选择在该段线路长度的1/3处架盘，若该盘缆的电力线路有转角，最好选择在转角杆处架盘，用人力拉到终点后留足接续余缆，再双线回放。放线过程中，严禁出现死弯，光缆的弯曲半径必须保证在其缆径的20倍以上，运行状态下光缆的弯曲半径不应小于缆径的10倍。放线人员中至少应有一人对放线的路径较为熟悉或能看懂施工路径图，并时刻注意前面需要跨越的通讯线路，低压线路等障碍。沿35KV电力线路的杆塔架设时，如与10KV线路交叉，宜在10KV线路下面通过；沿10KV线路架设时，如与低压线路或通信线路交叉，宜在其上架设，遇有特殊情况，可灵活掌握。当跨越公路时，公路两侧的电杆应挂滑轮，在人们向前拉光缆的同时应设一人在公路另一侧的滑轮后面向相反的方向稍微用力拉光缆，使两个滑轮间的光缆保持较小的弧垂，以便于车辆和行人通过。为了确保光缆不被车辆挂碰和碾轧，公路上还应设专人手持小红旗示意车辆注意减速。对于10KV电力线路上有补偿电容器或配电变电器的，应将该线路停电并做好安全措施后，将光缆从电容器或变压器相距较远的两个高压引流线中间穿过。
5.3紧线
　　紧线时必须杆杆挂滑轮，首先在一端用耐张线夹固定住光缆，以一个转角杆（或耐张杆），为一个耐张段向另一端依次收紧光缆，紧线时要使用专用工具，严禁使用机动车辆紧线。在紧线的同时，要设专人注意观察光缆的垂度，防止过松或过紧。
5.4金具的安装
　　在光缆的架设过程中，金具的安装尤为重要，特别是利用现有的电力线路杆塔架设光缆，档距不同，所使用的金具和安装要求也不同。光缆金具一般包括耐张线夹、悬垂线夹、螺旋防震器、引下线夹、接续盒、终端盒等。安装金具时应首先确定安装高度。要想同时满足对地和对架空电力线路的距离要求一般很难做到，在二者不可兼得的情况下，应首先保证对地的距离要求。一般野外对地距离不应小于4.5米，县级以上公路不应小于5.5米，铁路不应小于7.5米，距房屋不小于0.6米，距树不小于1.5米。
5.4.1 耐张线夹是架设光缆的关键金具，它将光缆固定在杆塔上承受较大的张力，对光缆具有较大的握紧力。耐张线夹一般用于终端、转角和光缆接续杆塔。耐张线夹又分简易耐张线夹和标准预绞丝耐张线夹。简易耐张线夹适用于档距小于100米的线路，标准预绞丝耐张线夹适用于档距大于100米的线路，在使用中注意不要搞错。
5.4.2悬垂线夹分预绞丝悬垂线夹和切线悬垂线夹，它是用来将光缆吊挂在电力线路杆塔上，承受光缆滑移负载起支撑作用。预绞丝悬垂线夹适用于档距大于100米的线路，档距在100~200米之间的线路使用有一层预绞丝的悬垂线夹，档距在200—300米的线路使用有两层预绞丝的悬垂线夹。切线悬垂线夹适用于档距小于100米的线路。在缠绕预绞丝和耐张线夹时，一定手工缠绕，不要使用任何工具，以免伤及光缆。值得一提的是在安装悬垂线夹时一定要拧紧线夹中部的螺栓，使悬垂里面的橡胶紧紧夹住光缆，并将吊挂悬垂线夹的顶部螺栓的销钉上好，以防经过长时间的震动，使螺母松动、脱落。
5.4.3螺旋防震器
　　螺旋防震器安装在ADSS光缆上，对风力产生的震动起阻尼作用，消耗光缆的振动能量，起防减震和保护光缆金具的作用。它由螺旋的夹紧部分和减震部分组成，材料为高强度耐老化塑料。安装时首先缠绕防震器的减震段到夹紧部分，然后在导线上滑动螺旋减震器使它的末端与悬垂线夹末端的距离为12cm，最后缠绕夹紧段，直到完成。一般档距小于100米的线路不配减震器，100—250米档距的线路每档配2根，250—400米档距的线路每档配4根（将两根并绕在光缆上）。
5.5光缆的接续
　　光缆的接续是一项比较认真细致的工作，工作人员需凭借专用工具（熔接机）进行操作。目前大多县局还不具备光纤熔接机，该设备对环境的要求比较高，光缆接续应当选在无风的晴天进行，特殊天气需借助专用帐篷。光纤的接点损耗应当小于0.04dB。纤芯的接头处易折断，应用热缩套管加以固定。所有纤芯熔接完毕后，将其盘在接头盒内，并将光缆的加强芯和接头盒固定好，以防移动光缆时伤及纤芯，盖好接续盒外套，将其固定在余缆架上方，剩余的光缆盘在余缆架内。引下光缆要用线夹固定好。进站和进局光缆应穿管沿墙敷设。

 收稿日期：2008年9月22日