近年來，隨著配網自動化技術的飛速發展，配網建設中對電力通信的要求也在逐年提高。光纖通信具有高速、穩定、可靠、抗干擾能力強等優點，但大量光纜的敷設也出現了規劃滯后、侵占電纜通道等問題。光纖復合電纜的引入有利于解決通信網接入時面臨的通道問題。

光纖復合電纜是電力系統中正在興起運用的一種新型特種電纜，它將光纖通信單元與常規電纜復合形成一根光纖復合電纜，能夠同時傳輸電力和通信信息。此外，光纖復合電纜還可以運用拉曼散射效應測溫，同時進行溫度異常位置的定位，用于電纜保護，使電纜運行在額定溫度，確保電力電纜安全運行。

本文介紹了光纖復合中壓電纜（optical fiber com- posite medium-voltage cable, OPMC）的結構和作用，以及一種新型氣動吹入式光纖復合電纜，可節省成本，并可實現光傳輸單元的更換操作。在無錫中壓配網設計中進行了嘗試應用，取得了較好的效果。

1 光纖復合中壓電纜的結構

10kV中壓光纖復合電纜結構如圖1所示。從圖中可以看出，OPMC主要由外護套、繞包層、填充層、通信光纜、絕緣層、導體和測溫光纜7部分組成。其中通信光纜為非金屬材料，可以降低運行危險性，還能在電纜運行時產生的高溫下正常運行，減少功率損耗，避免油膏融化，方便運行維護。該光纜主要用于通信業務，可以提供諸如光纖到用戶的寬帶業務、電纜測溫數據以及載流量數據的上傳。

圖1 光纖復合中壓電纜結構

測溫光纜為高溫敏探測光纜，溫度靈敏度高。對傳統電纜進行光纜測溫時，往往將測溫光纜綁扎在電纜外護套外，測得的溫度為電纜外溫而非纜芯溫度。OPMC電纜的測溫光纜位于電纜中心，比傳統測溫手段具有更高的精確度，而且幾乎不受外界環境變化的影響，能夠實時分析電纜負荷情況，為迎峰度夏、負荷調度提供依據。

2 光纖復合中壓電纜的應用

2.1 中壓配網通信

近年來，智能電網、配網自動化等建設全面展開，中壓配網對通信的要求也一步步提高。特別是近年來在國網公司的布置下，無錫地區配網自動化專項項目分批實施，目前已經基本實現全面覆蓋。同時要求新建的開關站、環網柜、配電所均能夠滿足配網自動化要求。中壓配網的通信網正在逐漸形成，而光纜搶占電力通道的問題也越來越突出。

采用光纖復合中壓電纜能夠同時完成電力電纜和通信光纜的敷設，綜合考慮設備、施工、管道資源等因素，降低了全壽命周期成本，避免了通信光纜另外單獨施工所引起的人工、機械等資源的浪費。

通過運用光纖復合中壓電纜技術，能夠滿足中壓配網自動化及保護通信的需求，實現配網數據（如測量的電流電壓、開關狀態等）實時上傳、開關開合的指令下達以及“三遙”（遙測、遙信、遙控）功能。

2.2 光纖測溫

電纜運行時都有相應的額定運行溫度。監測運行中的電纜溫度，可以了解電纜是否運行在額定載流量，是否有過載甚至可能引起事故的情況，并在電纜溫度超過正常運行溫度時發出警告，從而預防事故的發生，提高供電可靠性。

當對傳統的電纜進行測溫時，由于電纜線芯包裹在絕緣層、護套和鎧裝內，只能對外護套溫度進行測量，再通過計算機軟件推算出線芯溫度，這樣做存在一定的誤差。而鑒于OPMC電纜的特殊結構，使得運用光纖即可直接測量出線芯溫度，提高測量數據的準確性。

光纖測溫采用基于拉曼散射效應的“線型分布式光纖溫度傳感技術”，這一技術能夠監測不同運行環境下電纜溫度的連續分布。采用測溫光纖嵌入式電纜溫度監測方法，在環境溫度較穩定和電纜載流無突變的條件下，光纖溫度探測器可在2h內完全感受到電纜導體載流溫度值（誤差±3℃），并實現動態跟隨[8]。

2.3 氣吹式光纖復合電纜

普通的OPMC光纖在出廠時就已與電纜制成一體，后期如需維護更換，需要將整段OPMC一起更換，代價較為昂貴，也造成了電纜的浪費。氣吹式光纖復合電纜由預埋光單元管的電力電纜和后期引入的傳輸光纖單元兩部分組成。待預埋光單元管的電力電纜敷設安裝后導入光纖單元，實現OPMC電纜的功能。該電纜結構可實現光傳輸單元沿著電纜路徑無接續傳輸，也可實現光傳輸單元的更換操作。

這種預埋光單元型光纖復合電纜，在生產時考慮了光纜在配線、交接時浪費的長度，在光纖復合電纜兩端預留了20m左右的光單元，避免了因光纜交接引起的銅電纜的損耗和浪費。采用電纜安裝后光纖氣動吹入方式復合，節省了早期復合電纜由于測試、敷設、安裝（中間、終端接頭）光纖處理而造成的電纜整體長度損耗和電纜的采購成本。

此類氣吹式OPMC可以做到，對2km電纜敷設整個線路路徑采用一整根光纖單元引入傳輸光通信，中間無接頭，降低了整條線路的光衰減特性，提高了通信質量。在電纜安裝敷設、交接合格、運行后，若因某種原因造成光纖通信質量問題，則可采用更換光纖單元的方式進行后期維護。

圖2 氣吹式OPMC功能示意圖

3 OPMC在無錫配網中的應用

光纖復合中壓電纜在無錫配網設計中進行了試點應用。

3.1 水曲巷配電站

水曲巷站位于無錫城區，在進行老站改造中率先試點應用了光纖復合電纜，并滿足配網自動化要求。在本次改造中，從三鳳變至水曲巷站共敷設OPMC電纜1660m。目前該工程已完工，能滿足電力和通信要求。

3.2 商廈開閉所

商廈開閉所位于無錫中心城區，負荷密度高，對其供電可靠性提出了更高的要求。在進行該開閉所設計時，試點采用了花瓣結構接線方式，其接線方式如圖3所示，并采用光纖差動保護，同時接入配網自動化。

圖3 花瓣結構接線方式示意圖

由于城中區電力通道資源緊缺，故采用光纖復合電纜，完成電力傳輸的同時構建通信網絡，滿足光纖差動保護和配網自動化的要求。在該工程中，試用OPMC電纜，共敷設電纜OPMC-YJV22-8.7/15- 3*400+CTG -12B1+12A1A 1650m。具體接線設計如圖4所示。

最終割接完成后，交行1#分支箱至商廈開閉所和110kV三鳳變至商廈開閉所均被敷設了OPMC電纜，承擔傳輸電力和自動化信息的任務。

圖4 商廈開閉所涉及OPMC電纜的割接方案

OPMC電纜采用穿管敷設方式，施工牽引時應考慮牽引力的允許值，實施同步牽引，考慮牽引力平衡。與普通電纜不同的是，在敷設過程中應注意線芯中光纜的保護，彎曲半徑不得超出規定值。

目前，該工程已完工，節省了電力通道的同時也提高了供電可靠性。配電自動化主站能夠通過三鳳變正確接收交行1#站和商廈開閉所各開關的遙測和遙信信息，發送遙控指令，實現“三遙”功能，滿足配電自動化的要求。

總結

隨著現代配網對通信要求的提高，通信網絡建設成為了配網中十分重要的環節。而光纜的單獨敷設占用了大量電力通道資源，與配網發展形成了矛盾。光纖復合電纜的應用解決了這個問題，同時還兼具測溫功能。本文對光纖復合電纜的結構、作用進行了闡述，并介紹了一種新型氣動吹入型OPMC。在無錫配網設計中應用OPMC取得了預期效果。