智能变电站光缆使用规范

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深圳南瑞科技有限公司二〇〇九年十一月
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光缆使用规范
1.背景
目前对于光缆的选型，由于技术协议往往没有对具体参数作明确的规定，导致设计人员在光缆选型上存在随意性，具体为：
光缆为单模或多模存在随意性
光缆接口类型存在随意性
光缆的长度选择存在随意性
为对光缆选型进行规范，现制订以下原则；一方面指导设计的光缆选型；另一方面也方便采购的订货和备料。

2.光缆基础知识介绍
2.1.光缆区分单模和多模。

单模光缆只能传一种模式的光：
由于其模间色散很小，传输距离有几百公里，适用于远程通讯。

一般用波长为1310nm（纳米）或1550nm的激光传输信号。

一般内径为9um，外径为125um，因此型号叫作9/125。

默认外皮颜色为黄色。

多模光纤可以传输多种模式的光：
由于其模间色散较大，就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有2公里。

一般用波长为850nm（纳米）或1300nm的激光传输信号。

按内径区分分为两种：第一种为欧洲标准，内径50um，外径125um（50/125）；第二种
为美国标准，内径为，外径为125um（60/125）。

默认外皮颜色为橙色。

2.2.常用的光缆接口区分为ST、LC,FC和SC：
FC：圆型带螺纹
这种连接器最早是由日本NTT研制。

FC是Ferrule Connector的缩写，表明其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。

最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式(FC)。

此类连接器结构简单，操作方便，制作容易，但光纤端面对微尘较为敏感，且容易产生菲涅尔反射，提高回波损耗性能较为困难。

后来，对该类型连接器做了改进，采用对接端面呈球面的插针(PC)，而外部结构没有改变，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。

FC头为螺帽安装，优点是防尘，固定牢固，缺点是安装时间较后几种接头时间长。

SC：卡接式方型
这是一种由日本NTT公司开发的光纤连接器。

其外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同，其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。

此类连接器价格低廉，插拔操作方便，介入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。

SC头优点是可直接插拔，缺点是容易掉出来。

ST：卡接式圆型
ST型光纤连接器外壳呈圆形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同，其中插针的端面多采用 PC或APC型研磨方式。

紧固方式为螺丝扣。

此类连接器适用于各种光纤网络，操作简便，且具有良好的互换性。

ST头插入后旋转半周有一个卡口可以固定，缺点是容易折断。

LC：卡接式方型
LC型连接器是著名Bell研究所研究开发出来的，采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。

其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，为1.25mm。

LC型光纤活动连接器特征：小型化,密集型端面几何参数控制插拔自锁结构，操作简便高回波损耗，低插入损耗高可靠性与稳定性.
LC连接器
2.3.光缆类型区分为以下四种：
室内光缆（跳线）：
带PVC外护套，两端带光缆接口，可直接和装置连接；
可根据应用需要选择单芯、双芯或多芯等；
外径一般为为两种规格：-3.0MM和-2.0MM；
一般应用于同屏内装置与装置间的连接；也可用于同小室内屏与屏之间的连接（数字
化变电站中的光缆连接），注意对于跨屏连接，建议室内光缆需放置在PVC槽或钢槽中，
以起到保护作用。

防水尾缆：
带PE护套，两端带光缆接口，可直接和装置连接；
外径一般：9.8MM，具有阻燃防水等特性。

一般用于户内较长距离的光缆连接，可用于同小室之内屏与屏之间连接，也可用于不同小室之间屏与屏之间的连接；注意布线时尽量贴在电缆沟下走线，避免被电缆压坏。

铠装光缆：
带PE护套，两端不带光缆接口，需通过光纤接线盒进行熔接；
按结构区分，分为两种：
中心管式：中心管式光缆的中心为松套管，加强构件位于松套管周围的光缆结构
型式，如常见的GYXTW型光缆，光缆芯数较小，通常为12芯以下。

层绞式：层绞式光缆是将多根装有光纤的束管以绞合的方式绞合在中芯加强件上，
此类光缆如GYTS、GYTA等，通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆，最多
可作到288芯。

带阻水带以防水；带轧纹钢带以抗侧压以及防老鼠咬；带两根平行钢丝以增加光缆的抗拉强度；
一般用于需通过户外的较长距离的光缆连接，建议如协议及用户无特殊指定，默认选择铠装光缆。

非金属光缆：
带PE护套，两端不带光缆接口，需通过光纤接线盒进行熔接；
按结构区分，分为两种：
中心管式：中心管式光缆的中心为松套管，加强构件位于松套管周围的光缆结构
型式，如常见的GYXTW型光缆，光缆芯数较小，通常为12芯以下。

层绞式：层绞式光缆是将多根装有光纤的束管以绞合的方式绞合在中芯加强件上，
此类光缆如GYTS、GYTA等，通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆，最多
可作到288芯。

带阻水带以防水；用非金属加强芯将几根束管胶合在一起，具有良好的柔软性；外面不加铠，适用于架空环境使用，以防雷击；
一般用于需通过户外的较长距离的光缆连接，但由于一般布线于电缆沟中，不存在雷
击问题，所以建议只有在协议或用户特殊指定时使用。

3.数字站光缆典型应用及推荐配置
数字化变电站中采样值和保护GOOSE等可靠性要求较高的信息传输采用光纤。

光缆的选用根据其传输性能、使用的环境条件决定；
1) 除线路光差纵联保护专用光纤外，其余宜采用缓变型多模光纤；
2) 屏内保护测控装置或交换机与ODF配线架连接采用光纤跳纤连接；
3) 室内光缆宜采用非金属阻燃增强型光缆，也可采用尾缆或软装光缆联接；
4) 室外光缆可根据敷设方式采用铠装阻燃光缆；
5) 为实现光缆规格标准化，光缆芯数宜选取 4 芯、 8 芯、 12 芯、 24 芯；
6) 每根光缆或尾缆应留有足够的备用芯。

3.1.光缆参数
3.1.1.光缆的选择根据其传输性能、使用的环境条件决定，采用缓变型多模光纤。

芯/包直径为125µm，标称波长为850nm（串口）或1310nm（网口）。

对于我公司在数字化工程应用中大部分使用1310nm（网口），只有在特殊情况如重庆地区，电压合并单元级联的情况下采用光串口标称波长为850nm。

3.1.2.现主流继电保护厂家装置光纤口配置情况如下：
南瑞继保和南自采用LC，深圳南瑞，四方和许继采用ST。

所以对于屏内跳纤和室内尾缆的选择应根据现场装置实际使用情况来配置，如整站为我公司设备，在已采购接线盒与交换机口为ST口前提下，尾缆和跳纤可选择ST-ST多模光口。

3.2.光缆备料
3.2.1.以220kV变电站为例
由于国网招标中监控与保护往往为不同厂家中标，根据国网最新58号指导文件，220kV 及以下电压等级变电站，当一次设备采用户外配电装置时，宜集中设置二次设备室，也可根据工程条件将间隔层设备分散布置于配电装置场地；当一次设备采用户内配电装置时，间隔层设备可分散布置
于配电装置场地。

过程层设备（智能终端和合并单元）宜就地布置于配电装置场地。

因此对于过程层设备组网采用铠装光缆熔接方式，对于间隔层设备应根据布置情况，选择铠装光缆或室内尾缆。

对于监控厂家而言，光纤使用集中在交换机屏内跳纤，主控室内屏间尾缆，户外入主控室的铠装光缆上。

交换机光接口可在采购时定制为ST类型，以一整站20台过程层交换机（22光2电）为例（含6台220kV双网，,4台主变双网，10台110kV双网），大概需要跳纤320条。

.而尾缆方面，由于220kV站内各厂家设备都有可能存在，所以室内组网光缆有可能存在ST-ST，ST-LC等情况。

一般在实际工程中这部分组网光缆由设计院开列采购。

3.2.2.以110kV变电站为例
根据国网招标经验，110kV 保护及监控中标厂家往往为同一家公司，因此在装置及交换机接口确定前提下，按照国网规范要求，满足110kV保护及主变直采直跳及组网要求，共需2芯2米ST-ST （125）多模跳纤100根左右。

根据工程经验，110kV数字化变电站二次设备小室内，由于尾缆的应用，可减少跳纤的使用量。

所以按照交换机口数计算跳纤数量不科学。

3.2.3.以保护测控装置为例
因考虑工程情况比较复杂，光缆及尾缆长度及接口方式不能确定，以国网满足直采直跳及组网要求。

以下以装置为单位，罗列各装置使用跳纤情况，本表格不考虑过程层交换机内跳纤使用情况。

光缆的选型需和装置的光纤接口对应，下表中对我公司典型的自产或外购装置与光纤接口的对应关系进行了总结：
国网公司技术规范要求的A类交换机按东土科技SICOM3024P系列配置。

数字化智能站中若有要求1588功能，按东土科技SICOM3024PT配置。

站内通讯交换机应保证选用同一厂家配置
注意：对于数字化装置和合并器，光纤接口需区分波长，原则为：光网口采用多模ST（波长1310nm），
光串口和同步对时口采用多模ST（波长850nm）；但光缆的选型不需区分波长。

内径按照美国标准4.光缆选型小结：
以下为默认的选型规范，在协议和用户无特殊要求的情况下，设计选型和生产采购按此执行：对于常规站的交换机，设计默认选型为单模LC口宝讯交换机。

对于数字站的交换机，设计默认选型为多模ST口东土交换机。

对于需通过户外的较长距离的光缆连接，设计默认选型为铠装光缆。

对于多模光纤的内径，生产默认按照规格进行采购。

对于室内光缆的外径，生产默认按照-2.0MM规格进行采购。

对于室内光缆及防水尾缆的接头，生产需要求供应商对不同接头按照颜色进行区分。

对于防水尾缆，之前生产采购过的有两种：第一种为外带较厚的橙色PVC外套；第二种为外带黑色的PE护套；现要求生产默认按照第二种采购。