淺析預制艙式二次組合設(shè)備艙內(nèi)光纜連接方案

楊寧　唐宇

摘 要：隨著模塊化智能變電站的推廣，預制艙式二次組合設(shè)備作為智能變電站中的重要設(shè)備被廣泛應(yīng)用。在預制艙式二次組合設(shè)備內(nèi)，由于空間受限，在進行大量光纜布設(shè)時，需要合理優(yōu)化的光纜連方案和實現(xiàn)方式。通過對目前預制艙內(nèi)光纜連接方案的對比和現(xiàn)存問題的分析，發(fā)現(xiàn)問題原因并提出優(yōu)化解決方案，利于預制艙式二次組合設(shè)備的工程設(shè)計、工程施工標準化同時提高設(shè)備生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：預制艙式二次組合設(shè)備 預制光纜中轉(zhuǎn)柜 預制光纜 尾纜 跳纖

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0133-02

近年來，我國電網(wǎng)工程數(shù)量迅速增加，電網(wǎng)建設(shè)工期緊、工程質(zhì)量及工藝要求越來越高。為了適應(yīng)新的要求，在繼承智能變電站設(shè)計、建設(shè)及運行經(jīng)驗成果基礎(chǔ)上，國網(wǎng)公司提出了智能變電站的模塊化建設(shè)模式，并先后組織了多批試點工程，大力推行“標準化設(shè)計、模塊化建設(shè)”的核心理念。

1 現(xiàn)行預制艙內(nèi)光纜連接方案

1.1 光纜的形式及其應(yīng)用劃分

光纜的選型以其所處的環(huán)境為依據(jù)。以屏柜為分界，機柜內(nèi)部使用跳纖，機柜外部使用尾纜或預制光纜形式；以預制艙為分界，艙內(nèi)使用尾纜，艙外使用預制光纜形式。

1.2 光纖連接方案

現(xiàn)行的預制艙內(nèi)光纜連接方式采用預制光纜集中中轉(zhuǎn)柜轉(zhuǎn)接為尾纜再連接至艙內(nèi)各個盤柜的方案，設(shè)立中轉(zhuǎn)柜可以有效減少預制光纜數(shù)量，避免電纜溝過于擁擠，同時減少施工工作量，應(yīng)用較為廣泛。

2 存在問題及分析

工程具體實施時，往往存在如下問題：

（1）尾纜長度過長，難以在預制艙狹小空間內(nèi)盤收，后期對尾纜進行檢修運維時，也難以操作。

（2）尾纜備用芯過多，其布設(shè)難度大，占用過多布纜通道，后期檢修運維時操作空間受限。

（3）由于保護裝置或設(shè)備的光口不統(tǒng)一，在進行光纜轉(zhuǎn)接盒、尾纜型號設(shè)計及采購時，往往存在型號多、難管理、易出錯的問題。

2.1 尾纜長度計算問題分析

（1）長度分析。

按照尾纜布設(shè)時的實際路徑劃分，尾纜的需求長度可分為屏柜內(nèi)和屏柜外兩部分，下面對此兩部分長度進行計算分析：

①屏柜內(nèi)長度。

此部分長度包括裝置光口到走線槽距離、走線槽長度以及裝置距離屏底的距離，因為考慮到裝置光口具體位置、裝置安裝具體高度不同，因此在進行尾纜長度計算式均應(yīng)按照最大長度計算，此時S1長度為：

S1=178（4U頂部裝置高度）+480 mm（橫向走線槽長度）+1750 mm（頂部裝置距屏底高度）≈2400 mm。

②屏柜外長度S2。

此部分長度包括屏柜底部到艙內(nèi)走線槽距離、走線槽內(nèi)部距離，若屏柜寬度為600 mm則此時長度S2可估算為：

S2=300（屏柜左側(cè)至屏柜中間距離）×2+300（屏柜至走線槽距離）×2+600×n（機架間距離）≈1200+n×600mm。

由上述分析可知此尾纜總長度L=S1×2+S2=5900+600n

+C（n為兩個屏柜間隔數(shù)，C為艙內(nèi)走廊寬度，僅當屏柜分列兩側(cè)時使用）。

（2）實際誤差分析。

上述公式是按照最大化方式計算所得，而在尾纜的實際布設(shè)過程中，只有極少數(shù)的裝置間尾纜連接出現(xiàn)此種情況，絕大部分的連接方式則如下：

①交換機到交換機（光配）。

交換機安裝于屏柜的中下部（30U高度，801 mm高，下同），此時尾纜的實際需求長度最小，從而導致尾纜長度誤差最大。

此時單個屏柜內(nèi)尾纜的垂直高度由1750 mm降至801 mm，存在950 mm誤差，整個尾纜長度誤差則為1800 mm。

②交換機到裝置。

此時誤差根據(jù)裝置安裝高度變化，裝置安裝高度在6U～21U（1750～1200mm）之間變化，此時交換機固定誤差950 mm，裝置誤差0～550 mm，總誤差范圍在950～1500 mm。

③裝置到裝置。

此時誤差根據(jù)裝置高度變化，裝置安裝高度在6U～21U（1750～1200 mm）之間變化，裝置誤差0～550 mm，總誤差范圍在0～1100 mm。

由表1分析可得，尾纜在屏柜外部的距離容易精確計算。在屏柜內(nèi)部的尾纜長度由于裝置安裝高度不確定，會出現(xiàn)計算長度過長的問題，加之在進行尾纜采購時，為了方便尾纜批量定制和減少尾纜型號，也會通常增加尾纜長度以減少尾纜型號，也在一定程度上加重了尾纜過長問題。

2.2 尾纜備用纖芯數(shù)量分析

尾纜中備用纖芯的數(shù)量參照《國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準》Q/GDW 161-2013中規(guī)定：預制光纜和尾纜內(nèi)部應(yīng)至少保留20%或最少2芯的備用芯。

2.3 裝置光口不統(tǒng)一

現(xiàn)行的智能化裝置上的光口多以ST、FC和LC口居多，因為涉及到眾多廠家因此光口形式難以統(tǒng)一，因此現(xiàn)行的“尾纜-裝置”光纜連接方式難以做到尾纜或預制光纜轉(zhuǎn)接箱的接口統(tǒng)一，需要在艙內(nèi)光回路中進行光接口的轉(zhuǎn)換。這導致在設(shè)計及后期投產(chǎn)過程中型號過多的問題。

3 解決方案

3.1 方案介紹

通說上述在預制艙內(nèi)現(xiàn)行的“尾纜-裝置”光纜連接模式的問題分析，給出如下解決方案：通過減少容易產(chǎn)生誤差的屏柜內(nèi)尾纜長度的方式達到精確計算尾纜的目的，即采用“尾纜-跳纖”模式在屏柜底部增加尾纜轉(zhuǎn)接區(qū)，將尾纜轉(zhuǎn)換為跳纖后，再連接到相應(yīng)裝置或設(shè)備的光口，跳纖的引入也同時解決了備用纖芯過多占用布纜通道和光接口不統(tǒng)一難規(guī)范的問題

3.2 實施方案

（1）光端子。

光端子是一個通用的光纖法蘭固定件，由固定底座和法蘭組成，固定底座可方便的靈活組合卡裝在導軌上，底座上可以靈活固定各類型光纖法蘭。

（2）轉(zhuǎn)接箱。

將各種法蘭接口固定在箱體前側(cè)即形成轉(zhuǎn)接箱的方案，轉(zhuǎn)接箱的優(yōu)點在于，其安裝位置固定，不過由于箱體的橫向空間受限，因此當出現(xiàn)轉(zhuǎn)接尾纜芯數(shù)過多的情況時，需要增大箱體尺寸或調(diào)整為集成度更高的接口形式。

（3）光纖跳線。

跳纖的使用避免了尾纜尾纖中備用芯進入機架內(nèi)部，同時根據(jù)裝置接口情況進行相應(yīng)的接口轉(zhuǎn)換，同時在后續(xù)運行維護工作中可通過調(diào)整跳纖實現(xiàn)光纖回路的調(diào)整，避免了針對尾纜的運維工作，提高工作效率降低了工作強度。

4 結(jié)語

預制艙式二次組合設(shè)備和預制光纜作為模塊化智能變電站中的重要設(shè)備，其合理優(yōu)化的結(jié)合方案關(guān)系著設(shè)備的快速制造、變電站的快速建設(shè)及后期的運維工作，該文針對現(xiàn)行方案中存在的問題進行了深入分析，通過分析問題原因，提出有針對性的應(yīng)用方方案，既是一種設(shè)計思路，也可以作為實施方案，對設(shè)計、施工、調(diào)試、維護工作均作出了改進，實現(xiàn)了設(shè)計合理化，工程標準化，維護方便化，并可在后續(xù)的智能變電站的工程應(yīng)用中大量推廣，達到進一步完善智能變電站內(nèi)預制艙式二次組合設(shè)備光纜布設(shè)方案的目的。

參考文獻

[1] 嚴牧軍，李興華，何學東，等.光端子在承德110 kV湯道河智能站的應(yīng)用研究[J].智能電網(wǎng)，2015，10：82-910.