光纖復合扁電纜在智能電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究
摘要
本文針對傳統(tǒng)圓纜在動態(tài)供電場景中的傳輸瓶頸，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。通過有限元仿真與2000小時加速老化實驗證實，該結(jié)構(gòu)在保持1500N抗拉強度下可實現(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（總材料厚度12.8mm）
1.1 分層拓撲結(jié)構(gòu)
層級材料組成功能特性1氟樹脂緩沖管（?3.2mm）容納4芯單模光纖，彎曲半徑≤5D2銅導體（3×50mm2）直流電阻≤0.387Ω/km3凱夫拉抗拉層（45°編織）動態(tài)應變補償＜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光纖的EMI干擾，測試顯示：
在10kA雷擊電流下光損耗增加值＜0.03dB/km
工頻磁場300A/m時誤碼率≤1E-12
2. 傳輸性能驗證
2.1 復合傳輸測試平臺
搭建符合IEC 60794-1-22標準的試驗系統(tǒng)，關(guān)鍵參數(shù)對比：
指標本方案傳統(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)境適應性
在青藏高原某換流站進行的18個月實地監(jiān)測顯示：
溫差100℃條件下光纜應變＜0.15%
紫外線照射5000小時后護套抗張強度保留率91%
3. 典型應用場景
3.1 海上風電領(lǐng)域
在廣東陽江某200MW風電場中，該電纜實現(xiàn)：
35kV電力輸送與SCADA信號同步傳輸
抗鹽霧腐蝕等級達到ISO 9223 C5-M標準
3.2 城市綜合管廊
應用于雄安新區(qū)地下管網(wǎng)的創(chuàng)新方案：
通過BIM技術(shù)實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)角處的應變可視化監(jiān)控
防火性能滿足BS 6387 CWZ等級
結(jié)論
本研究證實光纖復合扁電纜在傳輸效率、空間利用率和運維成本方面具有顯著優(yōu)勢。下一步將開展400G PON技術(shù)與66kV電壓等級的融合傳輸研究。
