光纜多功能熔接操作平臺信息化研究

達(dá)國京　石財(cái)發(fā)　曾仁森

【摘要】? ? 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，光纜廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，進(jìn)入人們的日常生活中，光纖光纜不再是實(shí)驗(yàn)室里的試驗(yàn)品角色。隨著光纜的應(yīng)用日常化，光纜熔接儀器也在不斷發(fā)展，光纜的熔接應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用場景和應(yīng)用區(qū)域也在不斷地被拓寬。結(jié)合光纜熔接操作實(shí)際場景，本文從光纜熔接操作平臺展開研究，設(shè)計(jì)出適合不同操作人員和操作地形的操作平臺，提高光纜熔接質(zhì)量降低光纖損耗。

【關(guān)鍵詞】? ? 光纜熔接? ? 操作平臺? ? 光纖損耗

引言：

光纖通信是以光波為信息載體，以光纖為傳輸介質(zhì)的通信方式。理論上，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光探測器。光纖通信的快速發(fā)展主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：通信容量大，傳輸距離遠(yuǎn);信號串?dāng)_小，保密性能好;抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量好;光纖的體積小、重量輕、便于敷設(shè)和運(yùn)輸;材料來源豐富，環(huán)保，有利于節(jié)約有色金屬銅;無輻射，不易竊聽。從早期的廣播電視信號傳輸?shù)浆F(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等不同的領(lǐng)域之中，適用于短距離和長距離信息傳輸。信號在光纜中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生損耗，這種損耗包括傳輸過程中光纜的自身功能損耗，還包括光纜連接處的功能損耗，光纜的功能損耗影響著數(shù)據(jù)信號的工作距離和工作效能，因此光纜熔接工作對于信號影響巨大。隨著光纜技術(shù)的發(fā)展，光纖通信在電力系統(tǒng)應(yīng)用更加廣泛，不僅僅是在電力系統(tǒng)、電路的保護(hù)、分布自動化和用電管理等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全覆蓋，也是作為信號傳輸系統(tǒng)的重要元器件，是電路系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分。隨著用電網(wǎng)絡(luò)的不斷普及和電力通信的快速發(fā)展，光纜完成基礎(chǔ)性工作的同時(shí)，對光纜熔接的工作提出了更高的要求，需要做到提質(zhì)增效，這也成了未來光纜熔接工作的新要求和新特點(diǎn)。

一、關(guān)于光纜熔接

（一）光纜分類

光纜作為一種信號傳輸工具，可以把需要傳送的數(shù)據(jù)由電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行傳輸，光纜由玻璃或塑料光纖芯和外部塑料套管組成。光纜按照鋪設(shè)的方式，包括有地下直埋，空中架設(shè)、管道建設(shè)和海底鋪設(shè)等方式;按照材料可以分為全石英、玻璃、塑料包層石英芯和氟化物光纜等;按照結(jié)構(gòu)又可以分為中心束管式、層絞式和骨架式光纜;按照功能可以分為短途、長途、市內(nèi)外光纜等方式;按照工作的波長又可以分為短波、長波和超長波等。目前我國應(yīng)用較多的是中心束管式光纜和層絞式光纜。

（二）光纜損耗

光纜傳輸因其諸多優(yōu)點(diǎn)成為最理想的傳輸載體，其信號傳輸過程中耗材和損失率低，長期應(yīng)用于有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，降低光纜熔接損耗是提高光纜傳輸效率、促進(jìn)電力系統(tǒng)和有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的有效方式，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，有效減少了網(wǎng)絡(luò)的損耗，光纜熔接技術(shù)的提高，提升了光纜熔接的質(zhì)量和效率。光纜傳輸由于傳輸過程工作方式不同，可以分為單模光纖和多模光纖傳輸，其中單模光纖信號寬度較大，在信號傳輸過程中的損耗問題主要是由光纖自身功能的損耗和光纖熔接工作損耗構(gòu)成，而多模光纖傳輸過程中的功能損耗則是由于在光纖傳輸系統(tǒng)中，光纖熔接工作量巨大，技術(shù)要求高，光纖熔接質(zhì)量水平直接決定著光纖線路的傳輸質(zhì)量。

影響光纜損耗的主要因素包括其自身因素和外部環(huán)境影響因素，其本身因素是指光纜本身在工作過程中會存在熔化現(xiàn)象，光纜在不同的應(yīng)用場景其規(guī)格不同，規(guī)格大小與傳輸波長密切相關(guān)，某些應(yīng)用場景中光纜的光纖芯、光纖表面、外包管不同，在內(nèi)部因素中，由于光纜的規(guī)格大小和直徑大小不匹配會嚴(yán)重影響光纜的損耗情況，根據(jù)國際電報(bào)電話咨詢委員會提供的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，單模光纖公差直徑為9～10m，允許偏差為10%之內(nèi)，涂層直徑共約125m，模場同心度誤差不超過7%，涂層不圓度不超過3%。光纜融化過程中相應(yīng)的熔化損失是光纜損耗的相應(yīng)的外部因素，主要包括連接點(diǎn)附近相應(yīng)的光纖物理變形、安裝過程中光纜的拉伸應(yīng)變、光纜熔接的工作質(zhì)量和存在于連接盒內(nèi)的光纜壓力也會影響光纜損耗。當(dāng)外部連接器連接存在故障時(shí)，存在放電電壓低的情況，光纜端表面分離也會造成巨大的損耗。纖維軸傾斜損失通常發(fā)生在纖維端表面處理過程中，如果向纖維端表面傾斜為1，則熔化損失約為0.7dB。想要降低功能損耗，需要在單模處理對應(yīng)的光纖端面的對應(yīng)斜率控制在0.5以內(nèi)，可以看出光纖端面的相應(yīng)處理與誤差大小直接相關(guān)。光纖軸偏移損失是對接光纖軸的偏移產(chǎn)生的光纜損耗。當(dāng)熔融纖維的兩軸的中心不在同一條直線上時(shí)，損耗可達(dá)到0.6dB，因此應(yīng)避免熔融纖維軸的偏移。纖維端部質(zhì)量損耗是指毛刺、角度或纖維斷裂產(chǎn)生損失增加現(xiàn)象。光纜熔接操作人員的專業(yè)水平不同也會影響光纜熔接的質(zhì)量，通常情況下，操作相同設(shè)備的不同對應(yīng)人員形成的相應(yīng)損失差可達(dá)到0.45dB，這對光纜熔接操作人員的專業(yè)性要求較高。

（三）光纜熔接設(shè)備

為了保障熔接工作的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高光纖熔接效率，必須做好充分的準(zhǔn)備工作，包括光纜熔接設(shè)備的準(zhǔn)備和光纜操作平臺的搭建。通過對以往的光纜熔接實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)得知，熔接工作中，藤倉熔接機(jī)和住友熔接機(jī)是最為常見的兩種熔接機(jī)，這兩種熔接機(jī)都具有體積小，熔接的速度快、攜帶起來比較方便，對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等諸多優(yōu)勢，另外還有像保偏熔接機(jī)和帶狀熔接機(jī)這樣的設(shè)備，但是這兩種優(yōu)勢不明顯，所以熔接工作中往往并不常見。光纜多功能操作平臺的搭建，也應(yīng)該朝著攜帶比較方便、環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)的方向不斷地發(fā)展，可以提高光纖熔接效率，進(jìn)一步降低對設(shè)備產(chǎn)生的損耗。

（四）光纜熔接

光纜熔接是光纜工作的重要組成部分，不論是基礎(chǔ)設(shè)施，建筑搬遷、故障維修，還是在電力系統(tǒng)改造，系統(tǒng)故障排查等方面，都會存在光纜熔接的工作，光纜熔接工作對操作人員的技術(shù)能力、工作環(huán)境和操作工具等要求較高，對工作人員要求技術(shù)水平高，工作比較認(rèn)真仔細(xì)，對于光纜熔接工具的存放，必須是放置在密封、防潮和防塵的環(huán)境中，必須注重工具的安全性和長期性，對于光纜熔接操作平臺工作的平臺要求穩(wěn)固，使用方便。根據(jù)光纜的理論知識，降低光纜工作過程中的損耗，可以使信號傳輸?shù)木嚯x相對應(yīng)的延長，對于短距離信號傳輸，更是可以提高設(shè)備的利用率，能增加光端設(shè)備的富余量。光纜熔接工作的高效性和光纜熔接的質(zhì)量可以降低光纜工作中的損耗，提高光纜通信工程的施工水平。

影響光纖熔接損耗的主要因素有1.光纖本身因素是指光纖本身，主要有四點(diǎn)。光纖模場直徑不一致;兩個(gè)光纖芯徑不匹配;纖芯的截面不圓;2.影響光纖接續(xù)損耗的非本征因素是連續(xù)法。1.軸心錯位：單模光纖纖芯非常細(xì)，兩根對接光纖的軸心錯位會影響連接損耗。在錯位1.2微米的情況下，延續(xù)損耗為0.5 dB。2.軸心傾斜：當(dāng)光纖截面傾斜1°時(shí)，大約會產(chǎn)生0.6 dB的接續(xù)損耗，如果需要連續(xù)損耗≤0.1 dB，單模光纖的傾角應(yīng)該小于0.3°。3.光纖在連接點(diǎn)附近的物理變形：架設(shè)過程中光纜的拉伸變形、夾緊光纜壓力過大等，都會對接續(xù)損耗產(chǎn)生影響，甚至熔接幾次都無法改善。熔接人員操作水平、操作步驟、工藝水平、電極清潔程度、熔接參數(shù)設(shè)置、工作環(huán)境清潔程度等都會對熔接損耗值產(chǎn)生影響。

據(jù)了解，在實(shí)際的電纜連接工作之中，電纜連接工作環(huán)境不再局限于室內(nèi)或平、高或現(xiàn)場工作環(huán)境變得越來越普遍，便攜式多功能電纜融合箱可以緩解電纜線路故障處理設(shè)備準(zhǔn)備、恢復(fù)和融合平臺建設(shè)長，我們可以看到，融合工作搬運(yùn)工具工具箱、現(xiàn)場融合平臺困難，是電纜線路故障處理的一部分，電纜特性損失是在光纜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，因此一般無法得到有效控制，在連接過程中，連續(xù)損耗與施工環(huán)境和工藝水平密切相關(guān)。由于光纖連接儀器的精度在不斷地提高，設(shè)備靈敏度和識別度的不斷提高，主要采用光纖連接的熔化方式。本發(fā)明涉及的光纜熔化操作平臺可以解決輸電線路光纖熔化領(lǐng)域的不同現(xiàn)場環(huán)境和塔的操作平臺，可以適用于不同的操作人員和操作地形。操作平臺可折疊和擴(kuò)展，便于現(xiàn)場處理，就可以滿足現(xiàn)場熔化操作的要求。

在所有現(xiàn)代通信技術(shù)中，光纖通信技術(shù)發(fā)展最快，目前廣泛應(yīng)用于許多通信領(lǐng)域。通過實(shí)證地研究，可以明顯地確定光纖的持續(xù)損耗。在光纜連接工作過程中，員工必須注意細(xì)節(jié)，盡可能全面考慮，規(guī)范操作，有效減少光纖連接損耗，提高光纜傳輸質(zhì)量，無線電電視領(lǐng)域光纜通信的應(yīng)用越來越廣泛，光纖是光纖中光信號傳輸?shù)南鄳?yīng)導(dǎo)體。如果光纖融合處理不當(dāng)，則損失太大，無法有效處理。

二、光纜熔接操作平臺

隨著電力技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，出現(xiàn)了光纜這一新技術(shù)，在通信領(lǐng)域，光纜實(shí)現(xiàn)不同站點(diǎn)的連接，作為實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)通信傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)。光纜通信線路的暢通無阻是電力通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可靠通信的重要保障，因此，為了能夠保證電力通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)光纜中出現(xiàn)斷口的情況下，對光纜的熔接時(shí)間和熔接質(zhì)量的要求越來越高。

（一）操作平臺介紹

光纜熔接操作平臺進(jìn)行光纜維修、維護(hù)、檢測于一體工作平臺，光纜熔接工作場所常分布于野外，地形不平整的區(qū)域，熔接操作平臺必須結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，集方便靈活、安全可靠的功能于一體，既可以適用于野外的地方、也適用于室內(nèi)等場合。目前傳統(tǒng)的光纜操作平臺存在以下缺點(diǎn)：光纜熔接操作平臺功能單一，不能滿足實(shí)際場景的需求，架設(shè)和安裝十分不方便，而且在現(xiàn)有的光纜操作平臺，存在設(shè)置隨意、體積大、不易攜帶的問題，有必要克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種光纜熔接操作裝置，能夠有效提高光纜熔接的安全性和技術(shù)人員作業(yè)的效率。

（二）操作平臺信息

在傳統(tǒng)技術(shù)中，目前現(xiàn)場的光纜進(jìn)行熔化操作，主要是利用小木桌建立一個(gè)簡單的熔化操作臺，如果工作場地的地形不平整，支撐結(jié)構(gòu)不能靈活調(diào)整，不能提供操作面熔化儀表，由于支撐結(jié)構(gòu)的高度有限，操作人員必須彎曲或坐在地上進(jìn)行光纜熔接操作，由于工作的時(shí)長存在不確定性，操作人員長期保持身體彎曲或者坐著的姿勢，會嚴(yán)重影響光纜工作人員的身體健康，也影響工作過程中的情緒造成工作效率降低。如果需要進(jìn)行塔操作，僅在塔熔化操作上進(jìn)行操作，操作平臺沒有任何的安全措施，工作過程不能得到有效的保障，塔運(yùn)輸材料還需要吊繩和滑動運(yùn)輸工具，從而大大增加了人力投入和工作時(shí)間，嚴(yán)重影響工作的效率。

熔接作業(yè)通常將儀器放置地面，或者需要放在簡易的平臺（比如像木板、機(jī)箱）的上面，人員就需要彎腰或盤坐地面進(jìn)行長時(shí)間熔接工作，操作人員和機(jī)器的工作效率都會變差;導(dǎo)致部分余纜架無法放置地面，沒有配套的相關(guān)高空操作平臺。多功能光纜熔接操作平臺是可以解決輸電線路現(xiàn)場光纖熔接中野外不同現(xiàn)場環(huán)境、桿塔上登高作業(yè)的操作平臺，可根據(jù)調(diào)節(jié)高度適用于不同操作人員和操作地形，操作平臺可以通過折疊伸縮適用于不同場景和不同地形，方便野外攜帶作業(yè)，滿足現(xiàn)場熔接作業(yè)的所需要求。工作平臺大大提高作業(yè)面積，能夠滿足更多工具和物品的放置，提高光纜熔接工作的效率和安全性，同時(shí)，平臺機(jī)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)均為折疊結(jié)構(gòu)和可拆卸結(jié)構(gòu)，方便整理攜帶，進(jìn)而有利于進(jìn)一步提高作業(yè)效率。

（三）操作平臺設(shè)計(jì)

目前應(yīng)用較多的光纜熔接操作臺多以簡易的木桌、建議平臺為主，隨著光纜技術(shù)的發(fā)展，光纜熔接工作越來越重要，光纜熔接工作場所也不斷在擴(kuò)大，市場需求對光纜操作平臺提出了更高的要求，光纜熔接操作平臺的設(shè)計(jì)直接影響熔接工作的工作效率，影響光纜熔接質(zhì)量，減小光纜應(yīng)用過程中的功能損耗，因此更多的設(shè)計(jì)者從安裝方便、攜帶方便和適用于多種工作場所出發(fā)，結(jié)合操作人員的使用需求，設(shè)計(jì)出多功能的光纜熔接操作平臺。

光纜熔接操作平臺主要包括兩部分重要結(jié)構(gòu)：平臺機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)，平臺機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成兩個(gè)板體共同組成，所兩個(gè)板體直接靈活連接，方便安裝和使用，支撐機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)以上伸縮組件及支撐面板，伸縮組件與支撐面板可拆卸連接，且兩個(gè)伸縮組件間隔設(shè)置于支撐面板上，伸縮組件為可伸縮結(jié)構(gòu)，支撐面板與板體之間可拆卸連接，這樣的靈活設(shè)計(jì)可以有效地提高工作效率，降低光纜損耗。

利用新開發(fā)的多功能光纜綜合操作平臺，可以為高塔熔化、進(jìn)入偏遠(yuǎn)、寒冷地區(qū)和不同現(xiàn)場環(huán)境提供便利的交通;熔接工具到達(dá)現(xiàn)場后可立即部署，利用臺腿高度調(diào)整地形，適應(yīng)不同地形;臺面邊緣軟化處理，防止光纖損壞，操作平臺可通過固定支架與塔角鋼連接，快速搭建光纖熔化工作臺，僅在地面中斷以往操作，塔角鋼固定座椅連接，調(diào)整任何腿支撐，與塔連接的固定支架材料適用于各種工作現(xiàn)場環(huán)境和不同地形，擴(kuò)大操作范圍，確保操作穩(wěn)定性，提高操作機(jī)動性，確保操作人員安全，現(xiàn)場更換工作難以滿足;不安全風(fēng)險(xiǎn)因素大，降低勞動力支出成本，有效縮短工作時(shí)間，提高工程質(zhì)量。

光纜融合操作平臺主要由高空平臺、支撐平臺、伸縮鏈路結(jié)構(gòu)三部分組成。為方便高空野外環(huán)境，采用伸縮法連接。其中，在高空操作平臺上，有一條表帶、手柄，通過鉸鏈折疊，便于在野外攜帶。角鋼固定夾主要是在平臺上啟動，以卡在角鋼上，使平臺發(fā)揮穩(wěn)定作用，平臺上的螺母可與支撐平臺連接，發(fā)揮穩(wěn)定作用。室外操作平臺上缺乏線路電纜熔化連接，消除了通過膨脹結(jié)構(gòu)造成的現(xiàn)場熔化操作工具的短缺，以及角鋼連接和綜合穩(wěn)定性。最后，整個(gè)熔化操作平臺和熔化頂采用折疊布局和處理，解決缺乏合適操作平臺的問題。

三、結(jié)束語

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，光纜技術(shù)也不斷出現(xiàn)。在通信領(lǐng)域，不同站的連接是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場通信傳輸?shù)闹匾浇?，光纜通信線路的流暢性是電力通信網(wǎng)絡(luò)可靠通信的重要保證。因此，為了保證電力通信網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景研究設(shè)計(jì)多功能光纜熔接操作平臺，有助于提高光纜熔接質(zhì)量，降低光纜信號傳輸?shù)墓δ軗p耗。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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達(dá)國京（1991.04- ）， 漢族，陜西渭南，本科，助理工程師，研究方向：電力通信。