這是一篇發(fā)表在《華北電力技術(shù)》上的關(guān)于電力光纖通信線路安全性的電力論文。《華北電力技術(shù)》(月刊)創(chuàng)刊于1971年，是國家電網(wǎng)公司主管，華北電網(wǎng)有限公司和華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司主辦的電工技術(shù)類刊物，經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)面向國內(nèi)外公開發(fā)行。在國內(nèi)電工技術(shù)類雜志中具有一定影響力。

　　針對電力通信光纖線路容易發(fā)生故障的現(xiàn)狀，文章詳細(xì)分析了光纖通信線路的安全性評(píng)估方法，介紹了電力通信光纖線路的安全影響因素，在此基礎(chǔ)上從電力光纖線路常見的故障測試角度分析了其安全性評(píng)估的意義，并對比傳統(tǒng)的安全評(píng)估方法探討了基于故障樹分析方法的評(píng)估方法，有針對性的給出了若干具體的電力光纖通信線路安全評(píng)估的完善措施和應(yīng)用方法，對于進(jìn)一步提高電力光纖通信線路的安全評(píng)估水平和故障診斷水平具有較好的借鑒指向意義。

　　一、概述

　　隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈之一，而電力通信系統(tǒng)對于電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作有著非常重要的影響。目前應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的電力通信系統(tǒng)主要包含載波通信、微波通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信和光纖通信等幾種方式，其中光纖通信由于低廉的成本、穩(wěn)定可靠的通信質(zhì)量而受到廣大用戶的熱捧。但是另一方面，光纖通信的質(zhì)量直接決定了電力系統(tǒng)的工作可靠性，因此，必須要對電力系統(tǒng)中的光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行研究。

　　本論文主要結(jié)合電力光纖通信線路的安全性進(jìn)行分析研究，以期能夠從中找到電力系統(tǒng)光纖通信線路的安全性評(píng)估方式與方法，從而能夠?yàn)檫M(jìn)一步提高電力系統(tǒng)中的光纖通信線路穩(wěn)定性和可靠性提供技術(shù)基礎(chǔ)，并以此和廣大同行分享。

　　二、電力光纖通信線路安全性

　　電力通信專網(wǎng)最重要的特點(diǎn)就是可靠性和實(shí)時(shí)性，一旦發(fā)生故障所引發(fā)的不僅是經(jīng)濟(jì)上的損失，更重要的是對電網(wǎng)安全產(chǎn)生了潛在的威脅，直接影響著電網(wǎng)運(yùn)行的安危，造成的影響和損失將十分巨大。所以，加強(qiáng)對電力通信網(wǎng)的安全性評(píng)估研究是一項(xiàng)非常迫切的任務(wù)，對于進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)營效率，對于電力市場改革的成功與否，對于發(fā)揮國家電網(wǎng)公司在資源優(yōu)化配置和電力市場建設(shè)方面，具有十分重要的意義。因此，電力光纖線纜應(yīng)該盡量避免發(fā)生故障，這就要求盡可能提高光纖通信線路的安全性。

　　一般說來，電力通信光纖的安全性主要是指光纖在工作過程中發(fā)生故障、損毀的概率，假如說電力光纖信號(hào)傳輸質(zhì)量好、發(fā)生故障損毀的概率低，那么就可以理解為光纖安全性好。通常來說，對于電力系統(tǒng)的通信光纖，其工作故障通常可以分為外在因素和內(nèi)在因素兩大類，下面逐一分析說明。

　　(一)外在因素

　　外在因素主要是指一些不可抗拒的因素所造成的光纖傳輸?shù)墓收吓c損壞，例如雷擊、地震、火災(zāi)等等，這些自然災(zāi)害屬于不可控因素;當(dāng)然，也有一些可控的但是不可抗拒的因素也會(huì)導(dǎo)致光纖傳輸?shù)陌c瘓，例如灰塵或者濕氣過大，也會(huì)給電力通信網(wǎng)絡(luò)帶來安全隱患。

　　(二)內(nèi)在因素

　　對于光纖傳輸線路的內(nèi)在因素而言，主要是指對光纖線路的維護(hù)管理，以及對光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理等，這些是由于人為的操作或者管理而給光纖通信線路帶來故障隱患，因此，在對光纖通信線路進(jìn)行日常維護(hù)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)擁塞及光纖通信線路故障的排查，提高光纖通信線路的通暢性與安全性。

　　三、電力光纖通信線路安全性維護(hù)探討

　　(一)電力光纖通信常見故障測試分析

　　對于電力光纖通信線路而言，其線路安全性是與故障成反比的，因此，要保障電力通信光纖的安全穩(wěn)定可靠工作，就必須對電力通信光纖進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，對常見的故障進(jìn)行排除，以提高電力通信光纖的安全性。由于電力通信光纖電纜是特種光纖線纜，不同于一般的光學(xué)電纜，因此對于電力通信光纖線路的故障診斷，必須要借助于專業(yè)的光纖故障診斷設(shè)備進(jìn)行安全性分析和測試。下面對電力通信光纖常見的故障測試手段與方法進(jìn)行分析，以提高電力通信光纖工作的安全性。

　　對電力通信光纖的安全性故障測試，與傳統(tǒng)光纜測試不同，其不同之處在于PON光纜網(wǎng)絡(luò)是一點(diǎn)對多點(diǎn)的通信連接，由于引入大分光比的分光器，分光器后面會(huì)有多條光纜，從而帶來測試的復(fù)雜性。由于PON網(wǎng)絡(luò)涉及分光器和后面大量的光纜，不適宜采用備纖測試，只能采用波分復(fù)用技術(shù)。加入波分設(shè)備 (WDM)，利用與PON業(yè)務(wù)波長不同的1650nm波長進(jìn)行測試，在接收端使用濾波器把測試波長濾除，消除測試光對 ONU(OpticalNetworkUnit)的影響。測試時(shí)1650nm測試光和業(yè)務(wù)光通過合波后經(jīng)過 OLT(OpticalLineTerminal)側(cè)光纜，到分光器件，再分到每個(gè)ONU段光纜。測試光在OLT至分光器段的光反射是單條光纜的反射信號(hào)，而分光器至ONU是將所有ONU光纜上的1650nm反射光傳送回來，經(jīng)過分光器聚合疊加后的反射信號(hào)送至OTDR進(jìn)行分析，每段光纜的特征信號(hào)是疊加總信號(hào)中，加上測試光經(jīng)過分光器衰減后信號(hào)本身損耗較大，反射的信號(hào)也不強(qiáng)。為此加入特別設(shè)計(jì)的強(qiáng)反射器單元，以增加每段ONU光纜在最末端的反射光能量。除增強(qiáng)ONU末端光纜強(qiáng)反射外，監(jiān)測站(RTU)采用針對PON的OT-DR測試信號(hào)分析算法，以及配置專用的OTDR模塊，能分辨出長度差異在2m 內(nèi)的多條ONU光纜特征。即使采用1︰64分光器，每段ONU光纜的末端反射信號(hào)都能被分辨出來。當(dāng)其中一個(gè)ONU光纜中斷，相應(yīng)的強(qiáng)反射峰會(huì)消失，借助這個(gè)強(qiáng)反射峰的消失，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確判斷出對應(yīng)光纜產(chǎn)生中斷故障。在線方式充分利用現(xiàn)有PON網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的分光器件和在用纖芯，不需要額外占用纖芯、安裝分光器和進(jìn)行工程跳纖，能保證100%測試出電力通信光纖中的纖芯情況，且不影響現(xiàn)有的電力通信業(yè)務(wù)。

　　(二)電力光纖通信線路的安全性評(píng)價(jià)及應(yīng)用措施

　　1.進(jìn)一步完善電力通信光纖線路安全性評(píng)估方法。過去對于電力通信光纖的安全性評(píng)估方法，主要是采用安全檢查表法、專家評(píng)議法、預(yù)先危險(xiǎn)分析法、故障假設(shè)分析法等幾種傳統(tǒng)的安全評(píng)估方法，這些方法在實(shí)際操作起來工作量大，且評(píng)估結(jié)構(gòu)的可信性受操作人員的知識(shí)水平和經(jīng)驗(yàn)影響，尤其是像專家評(píng)議法這樣的評(píng)估方法，完全取決于專家的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，可信性無法得到保證。

　　借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，這里提出以故障樹分析法作為電力通信光纖安全評(píng)估的方法。故障樹分析法(FaultTreeAnalysis，縮寫FTA)采用邏輯方法，將事故因果關(guān)系形象的描述為一種有方向的“樹”：把系統(tǒng)可能發(fā)生或已發(fā)生的事故(稱為頂事件)作為分析起點(diǎn)，將導(dǎo)致事故原因的事件按因果邏輯關(guān)系逐層列出，用樹性圖表示出來，構(gòu)成一種邏輯模型，然后定性或定量的分析事件發(fā)生的各種可能途徑及發(fā)生的概率，找出避免事故發(fā)生的各種方案并優(yōu)選出最佳安全對策。FTA法形象、清晰，邏輯性強(qiáng)，它能對電力通信系統(tǒng)的光纖危險(xiǎn)性進(jìn)行識(shí)別評(píng)價(jià)，既適用于定性分析，又能進(jìn)行定量分析。

　　在利用故障樹分析法對電力通信光纖線路進(jìn)行安全性評(píng)估時(shí)，具體操作步驟如下：

　　(1)首先要詳細(xì)了解要分析的對象，包括光纖常見的故障類型，故障原因，環(huán)境狀況及控制系統(tǒng)和安全裝置等。

　　(2)通過實(shí)驗(yàn)分析、事故分析以及故障類型和影響分析確定頂上事件，明確光纖系統(tǒng)的邊界、分析深度、初始條件、前提條件和不考慮條件。

　　(3)確定光纖系統(tǒng)事故發(fā)生概率、事故損失的安全目標(biāo)值。

　　(4)調(diào)查原因事件，也就是找出系統(tǒng)的所有潛在危險(xiǎn)因素的薄弱環(huán)節(jié)，包括光纖線路的硬件故障、軟件故障、人為差錯(cuò)及環(huán)境因素。

　　(5)確定不予考慮的事件，尋找故障樹的頂事件，確定定量分析的深度，并編制事故樹。

　　(6)當(dāng)事故發(fā)生概率超過預(yù)定目標(biāo)值時(shí)，通過重要度分析確定采取對策措施的重點(diǎn)和先后順序，找出消除故障的措施方法，從而得出光纖線路安全性分析、評(píng)價(jià)的結(jié)論。

　　2.進(jìn)一步提升電力通信光纖線路安全性的幾點(diǎn)建議。

　　(1)制定定期維護(hù)和狀態(tài)檢修機(jī)制。由于電力通信光纖線路結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，因此對于電力光纖的維護(hù)，不能采用故障維修的模式，這樣會(huì)大大減少設(shè)備的光纖壽命，可以借鑒大型生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)模式，采用定位維護(hù)和狀態(tài)檢修相結(jié)合的方式。定期對電力通信光纖進(jìn)行維護(hù)，根據(jù)定期維護(hù)的檢測結(jié)果對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行診斷，對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修，從而可以將設(shè)備故障消滅在萌芽中，提高電力通信光纖的安全性和可靠性。

　　(2)定期進(jìn)行性能測試。正如上文分析的那樣，可以定期對電力通信光纖進(jìn)行性能測試，選取幾個(gè)合理的性能指標(biāo)，通過觀測和記錄性能指標(biāo)來對光纖進(jìn)行安全性的評(píng)估，從而為故障診斷提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。

　　(3)加快人才隊(duì)伍建設(shè)。電力通信光纖是一個(gè)新發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，其安全性運(yùn)行維護(hù)需要專業(yè)的技術(shù)隊(duì)伍，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)人員未必能夠適應(yīng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)，因此需要加快人才隊(duì)伍的建設(shè)，構(gòu)建一支專業(yè)的電力通信光纖的安全維護(hù)隊(duì)伍，從而提高光纖運(yùn)行的可靠性和安全性。

　　四、結(jié)語

　　隨著電力通信系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力通信網(wǎng)絡(luò)的安全性逐漸被提上了舉足輕重的地位，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對于整個(gè)電力系統(tǒng)的工作都有著非常重要的影響。本論文就重點(diǎn)結(jié)合電力光纖通信線路的安全性，對電力光纖線纜的故障診斷、測試及安全性維護(hù)做了全面的分析討論，對于提高電力通信光纖電纜的故障診斷水平和安全性維護(hù)應(yīng)用水平具有較好的理論指向和實(shí)踐應(yīng)用的意義，因而是值得推廣應(yīng)用的。