CN105024761A - 一种电力无源光网络通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了于电力光网络通信和光电转换技术领域的一种电力无源光网络通信终端。其技术方案是，所述设备包括1套绝缘子下拉承重固定装置、1套光纤高压绝缘子安装固定金属支架；1个球形设备外壳；2个感应取电CT（可选用1个）、2个交流转直流电源模块（若选用1个CT，此处选用1个）；1个大功率光电转换模块、1个备用电源、1个双路电源控制器。本发明提供了一种灵巧便携、安装设置方便的光电转换接入方案，该光电转换综合接入设备球形结构表面积大，散热性好，并且避免尖端放电等问题，所选材料适合电力环境和全国大多数气候环境，并可直接在高压线路取电，更加方便。

Description

一种电力无源光网络通信终端

技术领域

本发明属于电力光网络通信和光电转换技术领域，具体涉及一种电力无源光网络通信终端。

背景技术

目前，高压输电线路检测需求强烈，但实施起来仍有许多问题需要解决。

输电线路的优势是将电力线和骨干光缆（OPGW、ADSS）平行架设，可以采取将间隔几公里的OPGW接头盒中的一根（芯）光缆抽出，作为监测用的通信通道，构成EPON。目前，EPON技术在输电网中的应用使得输电通信网络稳定可靠，更加高速，维护简单，成本相对降低，非常节省光纤资源，因此EPON技术的应用大大的降低了初始成本和运行成本。

但是，现有的光电转换终端应用在输电线路上仍有以下问题：

①在输电线路上，光电转换设备取电方面要求性很高，设备周围高压输电线路电压高，不适合直接取电，采用电池供电的可供电时间过短，太阳能供电设备过于繁琐沉重易损坏，并且我国一些地区的气候条件并不适合太阳能取电。

②光电转换设备一般为室内型或民用型，所选材料不适在电力环境中的应用，在高压输电线路中受高低温影响外壳易裂，长期暴露在外易被腐蚀，并且不能符合室外防水、防尘、防腐的要求。

③传统光电转换设备为考虑散热问题，一般设计成有棱有角的形状，在高压环境下易引起尖端放电，易在输电线路上易造成设备损坏，对输电过程中造成不同程度妨碍，严重时可能引起火灾。

④光电转换设备需要复杂的外部供电设备，这种没有一体化的设备并不适合高压输电线路上的应用，不便于安装和维护。

发明内容

针对电力光网络通信的需求，本发明提出了一种电力无源光网络通信终端。

本发明的技术方案是，一种适用于电力通信的光电转换综合接入设备，其特征在于，所述设备包括包括1套绝缘子下拉承重固定装置、1套光纤高压绝缘子安装固定金属支架；1个球形设备外壳；2个感应取电CT（可选用1个）、2个交流转直流电源模块（若选用1个CT，此处选用1个）、1个双路电源控制器；1个大功率光电转换模块、1个备用电源（备选）。

所述1套绝缘子下拉承重固定装置，用于固定整套设备，并确保耐张塔处高压导线的过引线不承受设备重量，避免高压感应取电CT等部件直接接触过引线，致使导线长期受力弯曲、磨损、发热形成故障隐患。

所述1套光纤高压绝缘子安装固定金属支架，用于连接绝缘子下拉承重装置和球形设备外壳，确保光绝缘子下拉承重固定装置垂直安装的稳定性和牢固性。

所述1个球形设备外壳，采用防锈的铝合金材料制作，外部涂层为绝缘材料，箱体分为上下两部分。设备模块中，2个(1个)感应取电CT置于球形设备上部，通过金具连接球形设备下部；设备模块中， 2个(1个)交流转直流电源模块；1个大功率光电通信模块、1段ADSS光缆等等设备模块安装固定在箱体内部。另外，球形设备上预留1个ADSS光缆固定孔、4个LAN网口，1个备用电源接口，3个上下外壳导线连接孔。

所述高压感应取电CT，利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取性能稳定，抗干扰能力强的交流电能，适用于110kV、220kV、500kV 等任意电压等级。在此，采取2个高压感应取电CT的冗余设计，在确保电源功率满足设备需求的同时，减轻单个高压感应取电CT的供电负荷，并当其中一个发生故障时，可保证设备电源供给。在实际应用中，若采用2个CT的冗余设计导致设备体积过大，亦可采用1个CT适应实际要求。

所述交流转直流电源模块，采用开关型稳压电源设计标准，模块化设计，实现交流电源转换为12V直流电源，具有输出电压稳定，纹波小，具备输出过流、短路保护功能。在此，采取2个交流转直流电源模块的冗余设计，在确保电源功率满足设备需求的同时，减轻单路电源的供电负荷，并当其中一个发生故障时，可保证设备电源供给。若为适应实际要求，采用1个CT，此处只用选择1个交流转直流电源模块。

所述1个大功率光电通信模块，融合了EPON技术和交换技术，采用上行双PON口，下行4个100Mbps的 RJ45接口，提供高速率的宽带接入，可以灵活工作在主备模式及双活模式。

本发明的有益效果是，提供了一种灵巧便携、安装设置方便的光电转换接入方案，该电力无源光网络通信终端球形结构表面积大，散热性好，并且避免尖端放电等问题，所选材料适合电力环境和全国大多数气候环境，并可直接在高压输电线路取电，更加方便。

附图说明

图1是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的剖面示意图。

图2是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的光电通信设备示意图。

图3是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的外部示意图。

图4是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的系统流程示意图。

图5一种电力无源光网络通信终端的应用示意图

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

图1是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的剖面示意图。图1中，一种电力无源光网络通信终端包括下拉绝缘子固定装置101、固定金属支架102、感应取电CT103、AC/DC转换装置104、双路电源控制器105、备用电源106（备选）、光电通信模块107、充放电控制器108。

所述绝缘子固定装置101下拉固定金属支架102用于固定整套设备，并确保过耐张塔处110kV（220kV）导线的过引线不承受设备重量，避免高压感应取电CT等部件直接接触过引线，致使导线长期受力弯曲、磨损、发热形成故障隐患。

所述2个感应取电CT103置于球星设备上部，通过金具连接球形设备下部，主要是考虑到耐张塔处过引线从2个感应取电CT环中心穿过，与1套绝缘子下拉固定装置的配合，使得过引线不承受设备重量，避免高压感应取电CT等部件直接接触过引线，致使导线长期受力弯曲、磨损、发热形成故障隐患。

所述AC/DC转换装置104采用开关型稳压电源设计标准，模块化设计，实现交流电源转换为12V直流电源，具有输出电压稳定，纹波小，具备输出过流、短路保护功能。

所述备用电源106是1个备用蓄电池（12V），安装在耐张塔上，方便调试并能保证当高压线路出现问题时可利用备用电源继续供电。

图2是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的光电通信设备示意图。图2中，一种电力无源光网络通信终端的光电通信设备融合了EPON技术和交换技术，采用上行双PON口，下行4个10/100Mbps的 RJ45接口，提供高速率的宽带接入，可以灵活工作在主备模式及双活模式。

图3是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的外部示意图。图3中，一种电力无源光网络通信终端的外部采用球状设计，表面积最大化，以达到散热效果最佳化；此外，球形设计可有效避免尖端放电，在配电网中减轻设备损坏，在配电网传输过程中中减小不同程度妨碍。球形外科采用采用防锈的铝合金材料制作，外部涂层为绝缘材料，更加适合电力环境和全国绝大部分地区气候状况。

图4是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的系统流程示意图。图4所示为采用2个CT冗沉设计的流程示意图，实际应用中可改为1个CT取电。图4中，一种电力无源光网络通信终端的系统流程包括感应取电CT模块一401和感应取电CT模块二402、整流器一403和整流器二404、双路电源控制器405、备用蓄电池406、充放电控制器407。

所述感应取电CT模块一401和感应取电CT模块二402，利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取性能稳定，抗干扰能力强的交流电能，适用于110kV、220kV、500kV 等任意电压等级。在此，采取2个高压感应取电CT的冗余设计，在确保电源功率满足设备需求的同时，减轻单个高压感应取电CT的供电负荷， 并当其中一个发生故障时，可保证设备电源供给。

所述整流器一403和整流器二404与双路电源控制器405相连，所述双路电源控制器405与充放电控制器407相连，所述充放电控制器407与备用蓄电池406相连。

所述双路电源控制器405，实现正常情况下2路电源的合并使用，减轻单路电源的供电负荷，并当其中一路电源发生故障时，及时切断故障电源，维持单路电源供给。

所述充放电控制器407是与外部备选电源相连的接口电路，实现电池能量的监测，控制电池的充放电和保护功能。

所述备用蓄电池406是1个备选的大容量铅蓄电池，作为紧急情况下或设备调试时的后备电源。

图5是本发明提供的一种电力无源光网络通信终端的应用示意图。图4中，一种电力无源光网络通信终端的应用中包括2段ADSS光缆501、1个光纤高压绝缘中间接头绝缘子终端接头盒502、1个三孔式OPGW光缆接头盒503。

所述2段ADSS光缆501，采用的是束管式铠装光纤，其中1段ADSS光缆连接挂于耐张塔上的光通信模块和光纤高压绝缘中间接头绝缘子上盒体，另一端1段ADSS光缆连接光纤高压绝缘中间接头绝缘子下盒体和三孔式OPGW 光缆接头盒。

所述1个光纤高压绝缘中间接头绝缘子终端接头盒502实现光电分离和光纤高低压绝缘隔离功能，以保证电力线路和设备的安全运行。该绝缘子分为上、下盒体，中间以绝缘子支撑，在绝缘子中心预埋光纤，在上、下盒体内分别配置了光纤接续结构、存纤盘、余纤架。

所述1个三孔式OPGW 光缆接头盒507， OPGW光缆是把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，兼具地线与通信双重功能，OPGW光缆主要在500KV 、220KV 、110KV电压等级线路上使用。OPGW 光缆接头盒用于光缆线路的中间连接和分支保护，可起到密封、保护安放光纤接头和储存预留光纤等的作用，使其免受外部环境因素的影响。现有耐张塔处采用的是两孔式OPGW 光缆接头盒（一进一出方式），在安装监测设备不能满足需求，设计更换为三孔式OPGW 光缆接头盒（一进两出方式），可适用于骨架式、层绞式、束管式铠装和非铠装光缆。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电力无源光网络通信终端，其特征在于，所述设备包括包括1套绝缘子下拉承重固定装置、1套光纤高压绝缘子安装固定金属支架；1个球形设备外壳；2个感应取电CT（可选用1个）、2个交流转直流电源模块（若选用1个CT，此处选用1个）、1个双路电源控制器；1个大功率光电转换模块、1个备用电源（备选）。

2.其中，所述1套绝缘子下拉承重固定装置，用于固定整套设备，并确保耐张塔处高压导线的过引线不承受设备重量，避免高压感应取电CT等部件直接接触过引线，致使导线长期受力弯曲、磨损、发热形成故障隐患。

3.所述高压感应取电CT，利用高压输电线路周围感应的电磁能量获取性能稳定，抗干扰能力强的交流电能，适用于110kV、220kV、500kV 等任意电压等级，在此，采取2个高压感应取电CT的冗余设计，在确保电源功率满足设备需求的同时，减轻单个高压感应取电CT的供电负荷，并当其中一个发生故障时，可保证设备电源供给，在实际应用中，若采用2个CT的冗余设计导致设备体积过大，亦可采用1个CT适应实际要求。

4.所述1套光纤高压绝缘子安装固定金属支架，用于连接绝缘子下拉承重装置和球形设备外壳，确保光绝缘子下拉承重固定装置垂直安装的稳定性和牢固性。

5.根据权利要求1所述的一种电力无源光网络通信终端，其特征在于，一种电力无源光网络通信终端的外部采用球状设计，表面积最大化，以达到散热效果最佳化；此外，球形设计可有效避免尖端放电，在配电网中减轻设备损坏，在配电网传输过程中中减小不同程度妨碍，球形外科采用采用防锈的铝合金材料制作，外部涂层为绝缘材料，更加适合电力环境和全国绝大部分地区气候状况。

6.根据权利要求1所述的一种电力无源光网络通信终端，其特征在于，所述1个大功率光电通信模块，融合了EPON技术和交换技术，采用上行双PON口，下行4个10/100Mbps的 RJ45接口，提供高速率的宽带接入，可以灵活工作在主备模式及双活模式。

7.根据权利要求1所述的一种电力无源光网络通信终端，其特征在于，提供了一种灵巧便携、安装设置方便的光电转换接入方案，该电力无源光网络通信终端球形结构表面积大，散热性好，并且避免尖端放电等问题，所选材料适合电力环境和全国大多数气候环境，并可直接在高压输电线路取电，更加方便。