CN102854568A - 智能变电站无源光纤开关及其安措隔离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站无源光纤开关及其安措隔离方法，无源光纤开关包括由光纤准直器，在光纤准直器的两端，两光纤适配器部分嵌入光纤准直器中，光纤适配器连接光纤，遮挡板位于光纤准直器中，遮挡板将光纤准直器分为左、右两部分，触发开关与遮挡板相连。本发明可解决软压板进行安措隔离时可视性差的不足，可以消除插、拔光纤进行安措隔离带来的误接线风险和对光纤接口损伤的隐患；不需要电子器件的工作，消除外界电磁场干扰的影响，可靠性高，与常规变电站的安措方法相同，具有明显的断开点，安措方法实施和恢复简单、方便，符合常规检修、维护工作的安全性要求，提高了工作效率、可靠性及安全性。

Description

智能变电站无源光纤开关及其安措隔离方法

技术领域

本发明涉及一种无源式光纤开关以及其实现变电站安全措施隔离方法，适用于智能变电站中光纤网络信号的安全、有效隔离和导通，属于电力自动化技术领域。

背景技术

常规变电站中，设备之间通过电缆方式实现信息交互，设备之间可以通过硬压板的方式将重要的跳/合闸命令和信号进行有效隔离和连通。变电站二次设备检修、维护时，需要将其与系统联系的硬压板断开，从而将设备进行隔离，硬压板即为隔离的明显断开点，这是变电站二次系统检修、维护工作时重要安措隔离措施。

智能变电站中，数字化网络信号取代了大量电缆形式的开关量信号和模拟量采样信号，实现了信息的数字化和共享化。设备之间通过光纤或交换机进行信息交互，已不再存在硬压板这一明显断开点。保护、测控等间隔层设备一般通过设置软压板控制其发送网络信号的状态始终不变位或控制其不处理变位的网络信号。目前，智能变电站普遍通过这种软压板方式进行网络信号的隔离，但这种软压板方式是通过软件方式实现信号的隔离，只能控制网络信号在应用层的状态，而不能彻底断开网络信号在物理层上的发送和接收，没有明显的“断开点”，不具有可视性。

智能变电站进行检修、维护等工作时，为了确保网络信号的有效隔离，具有明显断开点，有时会将相关光纤从接口处拔下，检修、维护等工作完成后再将光纤恢复。这种光纤插/拔方式的安全措施可以从物理层上进行网络信号有效隔离，但是在恢复时非常麻烦且可能导致接线错误，而且光纤接口频繁插/拔也可能使光纤接头和接口损伤或接触不良。

目前在光通信领域的电子式光纤开关，采用电子器件隔离或导通网络中的光信号。但是，这种光纤开关需要电子器件可靠工作，属于有源型设备，在变电站的强电磁环境中容易受干扰，将增加光纤网络的故障率，在智能变电站中不适用。因此，提出基于一种无源式光纤开关的网络信号隔离安全措施，既能满足智能变电站安措隔离的要求，又能满足可靠性要求，而且实际操作简单，具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种无源式光纤开关，以实现光纤网络信号有效隔离或导通，简单、可靠、安全、高效地实现智能变电站二次系统安措隔离，将目前智能变电站中抽象的安措隔离措施可视化，消除插/拔光纤时存在的安全隐患，适用于智能变电站检修、维护工作时的二次设备隔离，同时提高检修、维护工作的可靠性和效率。

光纤开关的作用是将光纤网络中的光路从物理上进行完全隔离或导通，在设备之间需要相互隔离时，可以将光纤网络的光路彻底断开，光信号不能到达对方设备；在设备之间需要交互信息时，可以将光纤网络的光路完全导通，设备之间可以可靠交互信息。从而可以使光纤网络中的光路在断开和导通之间可靠切换，实现设备之间信号的有效隔离和相互交互，为智能变电站安全措施的实施提供可靠手段。

为解决软压板方式隔离网络信号的不可见性、避免插/拔光纤隔离网络信号的复杂工作及安全隐患、消除电子式光纤开关易受电磁干扰的缺陷，本发明提供一种智能变电站无源光纤开关，其特征在于：包括光纤准直器，在光纤准直器的两端两光纤适配器部分嵌入光纤准直器中，光纤适配器连接光纤，遮挡板位于光纤准直器中，遮挡板将光纤准直器分为左、右两部分，触发开关与遮挡板相连。

前述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：光纤适配器接口为ST、SC、FC、LC等接口的一种，用于连接需要改变光路通、断状态的光纤。

前述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：所述光纤准直器为精密器件，两个光纤适配器的中心对齐，可以使接入的两根光纤在物理光回路上完全导通。

前述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：在所述光纤准直器外设置有外框，触发开关的一部分位于外框外侧。

本发明同时提供一种基于智能变电站无源光纤开关实现的安措隔离方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过无源式光纤开关的关闭和打开状态实现设备之间网络光信号的隔离和导通；

2）安措隔离方法实施时，光纤开关关闭，设备之间的光纤在光路上被隔离成两段，被检修、维护设备发送的网络光信号传输到光纤开关处被终止，无法传输到其他设备或二次系统中；其他设备或二次系统发送的网络光信号传输到光纤开关处被终止，被检修、维护设备无法接收到其他设备或二次系统中；

3）安措隔离恢复正常运行时，光纤开关打开，设备之间的光纤在光路上连通成一个通路，设备之间网络信号正常交互，光纤开关不影响光纤网络的正常工作。

本发明所达到的有益效果：

本发明的智能变电站无源光纤开关及安措隔离方法，采用无源光纤开关实现光纤光路的导通和断开，有效隔离和导通网络光信号，从而达到设备有效、可靠隔离的目的。这种安措方法，基于机械开关方式实现光信号的导通和关断，可解决软压板进行安措隔离时可视性差的不足；可以消除插/拔光纤进行安措隔离带来的误接线风险和对光纤接口损伤的隐患；不需要电子器件的工作，消除外界电磁场干扰的影响，可靠性高，使用寿命长，因此有利于智能变电站中检修、维护工作时设备之间安措隔离措施的开展，为光信号隔离提供明显断开点，符合常规检修、维护工作的安全性要求，提高了工作效率、可靠性及安全性。

附图说明

图1为本发明无源光纤开关的结构示意图；

图2为本发明安措隔离方法实施流程示意图；

图3为本发明安措隔离恢复正常运行流程示意图；

图4为本发明智能变电站二次设备间安措隔离示意图；

图5为本发明智能变电站二次设备间安措恢复示意图；

具体实施方式

本发明所述智能变电站安措隔离方法在原有的光纤网络回路中增加结构简单、可靠的无源光纤开关，通过光纤开关实现光纤网络的物理光路进行隔断和导通，从而可将需要检修或维护的二次设备从系统网络中有效隔离出来。光纤开关采用机械方式实现关闭或打开状态的切换，状态明显可视，变电站运维人员可直观获知光纤网络的状态。本发明所述安措隔离方法与常规变电站的安措方法相同，具有明显的断开点，符合变电站运维人员长久以来的思维习惯，安措方法实施和恢复简单、方便。

智能变电站无源光纤开关，包括光纤准直器11，在光纤准直器11的两端两光纤适配器12部分嵌入光纤准直器中，光纤适配器连接光纤13，遮挡板14位于光纤准直器11中，遮挡板14将光纤准直器分为左、右两部分，触发开关15与遮挡板14相连。

光纤适配器接口为ST、SC、FC、LC等接口的一种，用于连接需要改变光路通、断状态的光纤。

所述光纤准直器为精密器件，两个光纤适配器的中心对齐，可以使接入的两根光纤在物理光回路上完全导通。

在所述光纤准直器外设置有外框16，触发开关的一部分位于外框外侧。

通过改变遮挡板的位置，使其远离光纤准直器，光纤准直器的左、右两部分完全导通，此时光纤准直器为一个导通体，通过光纤适配器接入光纤开关的两根光纤在光路上完全导通，可以视为一根光纤；通过改变遮挡板的位置，使其完全处于光纤准直器中，光纤准直器的左、右两部分被完全隔离，此时通过光纤适配器接入光纤开关的两根光纤在光路上被完全切断，相互之间光信号不能传递；

触发开关通过无源机械方式直接或间接控制遮挡板的运动位置，其可以是按钮形式、拨码方式、旋钮方式或其它联动方式，实现光纤开关打开和关闭状态的转换，且具有明显的关闭状态和打开状态的显示。

光纤开关位于光纤回路中，可以集成于光纤法兰盘中集中安装，也可独立分散安装，其属于光纤网络中的一部分，系统设计阶段就应充分考虑其安装位置。

本发明所述智能变电站安措隔离方法进行设备安措隔离时，具体实施步骤如图2：

1）检查被隔离设备与系统网络通信状态应正常，包括系统中其它设备接收被隔离设备的光纤网络通信正常，被隔离设备接收系统中光纤网络通信正常；

2）记录被隔离设备与系统光纤网络的所有光纤开关的状态；

3）逐一关闭被隔离设备向系统发送光纤网络信号的光纤上的光纤开关，并在关闭后在系统中相应设备上检查网络信号应中断；

4）逐一关闭被隔离设备接收系统光纤网络信号的光纤上的光纤开关，并在关闭后检查被隔离设备的网络信号应中断；

5）记录所有被关闭的光纤开关位置及状态。

本发明所述智能变电站安措隔离方法进行设备安措隔离恢复正常运行时，具体实施步骤如图3：

1）核对安措隔离执行时的光纤开关位置及状态；

2）检查被隔离设备与系统网络通信状态应中断，包括系统中其它设备接收被隔离设备的相关光纤网络通信中断，被隔离设备接收系统中相关光纤网络通信中断；

3）逐一打开被隔离设备向系统发送光纤网络信号的光纤上的光纤开关，并在打开后在系统中相应设备上检查网络信号应恢复正常；

4）逐一打开被隔离设备接收系统光纤网络信号的光纤上的光纤开关，并在打开后检查被隔离设备的网络信号应恢复正常；

5）核对恢复后的光纤开关状态与安措执行前记录的光纤开关状态，二者应完全一致。

本发明所述的安措隔离方法进行设备隔离时，关闭被隔离设备与系统通信网络回路中的光纤开关，被隔离设备与系统通信的光纤在物理光路上被隔离成两段，光波信号在光纤开关处被中断，无法穿透光纤开关。光纤开关通过的光信号功率应为0dBm，从而网络光信号无法传输到对端设备，如图4所示，实现了设备的隔离。

本发明所述的安措隔离在恢复时，打开被隔离设备与系统通信网络回路中的光纤开关，此时，光纤开关在网络回路中是透光体，其光衰耗应不大于0.5dBm，被隔离成两段的光纤此时连通成一个整体，光信号可以从光纤一端透过光纤开关传输到光纤的另一端，如图5所示。从而网络光信号可以顺利传输到对端设备，实现了网络的正常通信。

本发明所述安措隔离方法中光纤开关的安装位置应在实际工程应用中考虑，可以集成于光纤法兰盘中，也可以安装于光纤转接盒内，也可独立分散安装，但不限于这几种方式。

上述实施例不以任何方式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能变电站无源光纤开关，其特征在于：包括光纤准直器，在光纤准直器的两端，两光纤适配器部分嵌入光纤准直器中，光纤适配器连接光纤，遮挡板位于光纤准直器中，遮挡板将光纤准直器分为左、右两部分，触发开关与遮挡板相连。

2.根据权利要求1所述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：光纤适配器接口为ST、SC、FC、LC接口中的一种。

3.根据权利要求1所述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：两个光纤适配器的中心对齐。

4.根据权利要求1所述的智能变电站无源光纤开关，其特征在于：在所述光纤准直器外设置有外框，触发开关的一部分位于外框外侧。

5.一种基于智能变电站无源光纤开关实现的安措隔离方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过无源式光纤开关的关闭和打开状态实现设备之间网络光信号的隔离和导通；

2）安措隔离方法实施时，光纤开关关闭，设备之间的光纤在光路上被隔离成两段，被检修、维护设备发送的网络光信号传输到光纤开关处被终止，无法传输到其他设备或二次系统中；其他设备或二次系统发送的网络光信号传输到光纤开关处被终止，被检修、维护设备无法接收到其他设备或二次系统中；

3）安措隔离恢复正常运行时，光纤开关打开，设备之间的光纤在光路上连通成一个通路，设备之间网络信号正常交互，光纤开关不影响光纤网络的正常工作。

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