光纖復(fù)合扁電纜在智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究
摘要
本文針對(duì)傳統(tǒng)圓纜在動(dòng)態(tài)供電場(chǎng)景中的傳輸瓶頸，提出基于G.657.A2光纖與EPR絕緣層共構(gòu)的扁平化解決方案。通過(guò)有限元仿真與2000小時(shí)加速老化實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該結(jié)構(gòu)在保持1500N抗拉強(qiáng)度下可實(shí)現(xiàn)10Gbps×40km光傳輸與10kV電力輸送的穩(wěn)定并行。
1. 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)（總材料厚度12.8mm）
1.1 分層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
層級(jí)材料組成功能特性1氟樹(shù)脂緩沖管（?3.2mm）容納4芯單模光纖，彎曲半徑≤5D2銅導(dǎo)體（3×50mm2）直流電阻≤0.387Ω/km3凱夫拉抗拉層（45°編織）動(dòng)態(tài)應(yīng)變補(bǔ)償＜0.1%
1.2 電磁兼容解決方案
采用ZnO壓敏材料制作的光電隔離層（ZL202310XXXXXX.8），有效抑制電力線諧波對(duì)光纖的EMI干擾，測(cè)試顯示：
在10kA雷擊電流下光損耗增加值＜0.03dB/km
工頻磁場(chǎng)300A/m時(shí)誤碼率≤1E-12
2. 傳輸性能驗(yàn)證
2.1 復(fù)合傳輸測(cè)試平臺(tái)
搭建符合IEC 60794-1-22標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)系統(tǒng)，關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比：
指標(biāo)本方案?jìng)鹘y(tǒng)OPGW電纜電力容量800A（70℃）630A（90℃）光衰耗0.36dB/km@1550nm0.4dB/km彎曲疲勞壽命＞2×10?次5×10?次
2.2 惡劣環(huán)境適應(yīng)性
在青藏高原某換流站進(jìn)行的18個(gè)月實(shí)地監(jiān)測(cè)顯示：
溫差100℃條件下光纜應(yīng)變＜0.15%
紫外線照射5000小時(shí)后護(hù)套抗張強(qiáng)度保留率91%
3. 典型應(yīng)用場(chǎng)景
3.1 海上風(fēng)電領(lǐng)域
在廣東陽(yáng)江某200MW風(fēng)電場(chǎng)中，該電纜實(shí)現(xiàn)：
35kV電力輸送與SCADA信號(hào)同步傳輸
抗鹽霧腐蝕等級(jí)達(dá)到ISO 9223 C5-M標(biāo)準(zhǔn)
3.2 城市綜合管廊
應(yīng)用于雄安新區(qū)地下管網(wǎng)的創(chuàng)新方案：
通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)90°轉(zhuǎn)角處的應(yīng)變可視化監(jiān)控
防火性能滿(mǎn)足BS 6387 CWZ等級(jí)
結(jié)論
本研究證實(shí)光纖復(fù)合扁電纜在傳輸效率、空間利用率和運(yùn)維成本方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。下一步將開(kāi)展400G PON技術(shù)與66kV電壓等級(jí)的融合傳輸研究。
