严寒地区智能变电站的制作方法
【专利摘要】严寒地区智能变电站属于配电【技术领域】，尤其是涉及一种智能变电站结构的改进。本实用新型提供一种适用于严寒地区使用的一种严寒地区智能变电站。本实用新型包括站控层、间隔层和过程层，其结构要点是：智能组件通过户外尾缆与户外光纤配线架相连，户外光纤配线架通过光缆与室内二次设备室内的室内光纤配线架相连，室内光纤配线架通过室内尾缆与保护装置相连；所述户外尾缆和室内尾缆均由第一光纤、TPEE紧套、尾缆加强层、保温层和尾缆外护套构成；所述光缆包括第二光纤，第二光纤外依次包覆有松套管、第一阻水带、光缆加强层、光缆内护套、缓冲层、第二阻水带和光缆外护套。
【专利说明】严寒地区智能变电站
【技术领域】
[0001]本实用新型属于配电【技术领域】，尤其是涉及一种智能变电站结构的改进。
【背景技术】
[0002]随着智能电网建设的不断深入，智能变电站已经成为智能电网中的重要环节，如何提高智能变电站稳定性、可靠性及安全性是目前设计工作者探索方向。智能变电站的优势之一在于以通信质量好、运行稳定、造价低廉的光缆代替常规变电站控制电缆。随着大量智能变电站的投产使用，北方严寒地区户外布置形式的智能变电站凸显出越来越多的具体问题，如不易保证户外智能终端的工作环境温度，户外光缆、尾缆冻胀现象，户外电缆沟内光缆、动力电缆、控制电缆排列混乱等。
[0003]过程层设备的合并单元及智能终端设备的正常工作环境温度为-25°C?55°C，在北方严寒地区的户外温度能达到_30°C以下，极端温度可达_45°C甚至更低，很难保证过程层设备的环境温度要求。
[0004]穿管敷设的光缆冻胀情况。中原地区，年最低温度一般在-7V '8°C，这样的温度正常情况下对直埋光缆、架空光缆和管道光缆都不足以造成重大通信质量影响。但在高纬度严寒地区，如黑龙江省伊春、爱辉等地区最低日平均温度达到_37°C，内蒙古海拉尔等地区最低日平均温度曾达到-42.5°C，冬季有时会出现因上冻造成光纤线路损耗增大或完全阻断的现象，严重影响了通信质量和可通率指标。实践中发现，因上冻产生的自然阻断或损耗增大故障发生的时间大多在冬季气温突降或连续低温的某一个夜晚至凌晨时段，故障点的位置都在光缆外穿保护钢管的钢管内。对故障点光缆进行观察，光缆外形上都有偏曲变形，经过人工处理有的能恢复，但大多难以复原。再对光缆进行解剖观察，发现故障点处，有的塑管严重变形甚至破裂，塑管内纤芯有的碎断，有的绞绕扭曲，由此造成了光纤传输障碍。
[0005]户外尾缆的冻胀情况。据调研，2011年末在蒙东舍伯吐220kV变电站工程中发生了户外智能组件柜尾缆冻裂的现象。根据事故分析得知，户外智能组件柜内尾缆的工作适应温度为_25°C?70°C，而舍伯吐地区冬季最低温度达到_32°C，虽然户外智能组件柜采取了双层保温板、柜内加热器等措施，但在检修维护开关柜门的过程中仍无法保证尾缆的工作环境温度，从而发生冻裂。
[0006]据此分析出，在_25°C以下的环境温度下，户外智能组件柜内的尾缆部分，是光缆连接过程的薄弱环节。
[0007]户外电缆沟布置缺陷。近几年智能变电站项目逐步开展起来，根据220kV变电站新建工程施工现场反馈信息，电缆沟经常出现如下几种问题:电缆敷设分层不合理、电缆敷设沟内交叉、防火槽盒排布位置不科学。
【发明内容】
[0008]本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种适用于严寒地区使用的一种严寒地区智能变电站。
[0009]为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0010]本实用新型包括站控层、间隔层和过程层，站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、网络打印机构成；间隔层由保护、测控、计量、故障录波及报文分析系统组成；站控层和间隔层组成保护装置，设置在二次设备室内；过程层由合并单元、智能终端构成，合并单元与智能终端组成智能组件，设置于智能组件柜内，其结构要点是:所述智能组件柜为Pentair MODO户外双层保温机柜,智能组件通过户外尾缆与户外光纤配线架相连,户外光纤配线架通过光缆与室内二次设备室内的室内光纤配线架相连，室内光纤配线架通过室内尾缆与保护装置相连，所述光缆设置在光缆槽沟内；所述户外尾缆和室内尾缆均由第一光纤、TPEE紧套、尾缆绝缘层、尾缆加强层、保温层和尾缆外护套构成，第一光纤外部依次设置TPEE紧套、尾缆绝缘层、尾缆加强层、保温层、尾缆外护套，所述尾缆外护套为TPU外护套，所述尾缆加强层为杜邦芳纶加强层；所述光缆包括第二光纤，第二光纤外依次包覆有松套管、第一阻水带、光缆加强层、光缆内护套、缓冲层、第二阻水带、钢带铠装层和光缆外护套，所述光缆外护套为LSZH外护套，在第二光纤与松套管之间填充有纤膏，在第一阻水带内部设置有有中心加强件，第一阻水带与松套管和中心加强件之间填充有缆膏，所述光缆加强层为芳纶加强层。
[0011]作为一种优选方案，所述的松套管采用PC/PBT复合套管。这种结构套管具有良好的温度性能，并且机械性能强，可使光缆满足高寒和温差大地区极为恶劣的运行环境。
[0012]作为另一种优选方案，所述的尾缆绝缘层为辐照交联聚乙烯绝缘层；辐照交联聚乙烯绝缘层温度适应性能好，机械强度高。
[0013]作为又一种优选方案，所述的保温层由条块状的软性长纤维石墨毡卷曲成卷筒状--? 。
[0014]作为又一种优选方案，所述的光缆加强层采用芳纶加强件；所述的中心加强件采用GRP中心加强件，GRP的温度膨胀系数很小，性能优异的PC/PBT复合双层套管、在充分满足拉伸力和高温膨胀要求下，严格控制套管的光纤余长，恰当设计缆芯绞合余长。
[0015]作为又一种优选方案，所述的光缆槽沟内设置有钢架，在钢架上自下到上依次设置有第一控制电缆架、第二控制电缆架、动力电缆架和光纤槽盒架，光纤槽盒架上设置有光纤槽盒。
[0016]作为又一种优选方案，在第一阻水带内设置有四个、内设有第二光纤的松套管，所述的中心加强件设置在四个松套管之间。
[0017]作为又一种优选方案，所述的合并单元、智能终端的液晶面板采用低温加热液晶显示屏。
[0018]作为又一种优选方案，所述光缆内护套为PE内护套。
[0019]与现有技术相比本实用新型的有益效果。
[0020]1、可解决低温状态下户外智能组件柜的尾缆及光缆冻胀问题。
[0021]为解决主要用于低温状态下户外智能组件柜的尾缆及光缆冻胀问题。本实用新型所述户外尾缆和室内尾缆均由第一光纤、TPEE紧套、尾缆加强层、保温层和尾缆外护套构成，第一光纤外部依次设置TPEE紧套、尾缆加强层、保温层、尾缆外护套，所述尾缆外护套为TPU外护套，所述尾缆加强层为杜邦芳纶加强层。在尾缆加强层外包覆由条块状的软性长纤维石墨毡卷曲成卷筒状而成的保温层，再在保温层外设置外护套的结构，使尾缆可适应的温度达到_40°C?+85°C。
[0022]本实用新型所述光缆包括第二光纤，第二光纤外依次包覆有松套管、第一阻水带、光缆加强层、光缆内护套、缓冲层、第二阻水带、钢带铠装和LSZH外护套，在第二光纤与松套管之间填充有纤膏，在第一阻水带内部设置有有中心加强件，阻水带与松套管和中心加强件之间填充有缆膏，所述光缆加强层为芳纶加强层。可保证光缆在低温环境下的柔软度，满足低温运行条件。其运行可适应的环境温度为_40°C?+70°C。
[0023]另外，本实用新型智能组件柜采用Pentair MODO户外双层保温机柜，PentairMODO户外双层保温机柜主要通过对冷却设计的改进，提高机柜的冷却效率和使用寿命，双层板设计使机柜的冷却成本更低，保证了空气在内、外两侧板间的自由流动，形成对流。在一定程度上节省了附加冷却设备的要求，阻隔了 85%的阳光辐射所带来的热量。柜体内采用厚度达到29?35mm的阻燃保温层，应对恶劣天气气候条件下(_40°C?55°C)，保证机柜内部温度为26°C?30°C，并可以比普通机柜节省75%的温控能源。
[0024]合并单元、智能终端等电子设备的耐低温性主要体现在其液晶面板的特性，本实用新型严寒地区智能变电站的户外电子设备采用低温加热液晶显示屏，低温加热液晶的稳定工作稳定范围为_30°C?70°C，其对环境温度的要求范围较宽松，有利于其使用范围的扩大。
[0025]因此，本实用新型抗冻效果非常明显，适合在严寒地区使用。
[0026]2、可增加光缆的防水性能，解决光缆抗压性能差，在容易被老鼠、人为等破坏的问题。
[0027]为增加光缆的防水性能，解决光缆抗压性能差，在容易被老鼠、人为等破坏的问题。本实用新型通过设置第一阻水带、第二阻水带的两层阻水结构来增加光缆的防水性能。同时，在第一阻水带外部采用芳纶加强件，所述的中心加强件采用GRP中心加强件，另外在第二阻水带外部包覆钢带铠装层，使光缆的抗压性、防鼠咬等性能大大增加，减少光纤受损，避免传输中断等问题，确保了光纤传输特性长期稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的原理图。
[0029]图2是本实用新型的结构示意图。
[0030]图3是本实用新型尾缆结构示意图。
[0031]图4是本实用新型光缆结构示意图。
[0032]图5是本实用新型光缆槽沟结构示意图。
[0033]其中，I为保护装置、2为二次设备室、3为室内尾缆、4为室内光纤配线架、5为光缆、6为光缆槽沟、7为智能组件柜、8为智能组件、9为户外尾缆、10为户外光纤配线架、11为第一光纤、12为TPEE紧套、13为尾缆绝缘层、14、为尾缆加强层、15为保温层、16为尾缆外护套、17为光缆外护套、18为钢带铠装层、19为第二阻水带、20为缓冲层、21为光缆内护套、22为光缆加强层、23为第一阻水带、24为中心加强件、25为松套管、26为第二光纤、27为钢架、28为第一控制电缆架、29为第二控制电缆架、30为动力电缆架、31为光纤槽盒架、32为光纤槽盒。
【具体实施方式】
[0034]本实用新型包括站控层、间隔层和过程层，站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、网络打印机设备构成；间隔层由保护、测控、计量、故障录波及报文分析系统组成，站控层和间隔层组成保护装置，布置在二次设备室2内；过程层由合并单元、智能终端构成，合并单元与智能终端组成智能组件8，安装于智能组件柜7内，所述智能组件柜7为PentairMODO户外双层保温机柜，智能组件8通过户外尾缆9与户外光纤配线架10相连，户外光纤配线架10通过光缆5与室内二次设备室2的室内光纤配线架4相连，室内光纤配线架4通过室内尾缆3与保护装置I相连，所述光缆5设置在光缆槽沟6内；所述户外尾缆9和室内尾缆3均由第一光纤IUTPEE紧套12、尾缆绝缘层13、尾缆加强层14、保温层15和尾缆外护套16构成，第一光纤11外部依次设置TPEE紧套12、尾缆绝缘层13、尾缆加强层14、保温层15、尾缆外护套16，所述的保温层由条块状的软性长纤维石墨毡卷曲成卷筒状而成；所述的尾缆绝缘层为辐照交联聚乙烯绝缘层；辐照交联聚乙烯绝缘层温度适应性能好，机械强度高；所述尾缆外护套16为TPU外护套，所述尾缆加强层14为杜邦芳纶加强层；所述光缆5包括第二光纤26,第二光纤26外依次包覆有松套管25、第一阻水带23、光缆加强层22、光缆内护套21、缓冲层20、第二阻水带16、钢带铠装层18和光缆外护套17，所述缓冲层20采用聚乙烯缓冲层，所述光缆内护套21为PE内护套，所述光缆外护套17为LSZH外护套，所述的松套管25采用PC/PBT复合套管；PC/PBT复合套管具有良好的温度性能，并且机械性能强，可使光缆满足高寒和温差大地区极为恶劣的运行环境；在第二光纤26与松套管25之间填充有纤膏，在第一阻水带23内部设置有有中心加强件24，第一阻水带23与松套管25和中心加强件24之间填充有缆膏，所述光缆加强层22为芳纶加强层，所述的中心加强件24采用GRP中心加强件，GRP的温度膨胀系数很小。
[0035]所述的光缆槽沟6内设置有钢架27，在钢架27上自下到上依次设置有第一控制电缆架28、第二控制电缆架29、动力电缆架30和光纤槽盒架31，光纤槽盒架31上设置有光纤槽盒32。
[0036]可在第一阻水带23内设置四个、内设有第二光纤的松套管25，所述的中心加强件24设置在四个松套管25之间。
[0037]所述的合并单元、智能终端的液晶面板可采用低温加热液晶显示屏。合并单元、智能终端等电子设备的耐低温性主要体现在其液晶面板的特性，户外电子设备采用低温加热液晶显示屏，低温加热液晶的稳定工作稳定范围为_30°C?70°C，其对环境温度的要求范围较宽松，有利于其使用范围的扩大。
【权利要求】
1.严寒地区智能变电站，包括站控层、间隔层和过程层，站控层由主机兼操作员站、远动通信装置、网络打印机构成；间隔层由保护、测控、计量、故障录波及报文分析系统组成；站控层和间隔层组成保护装置(1)，设置在二次设备室(2)内；过程层由合并单元、智能终端构成，合并单元与智能终端组成智能组件(8)，设置于智能组件柜(7)内，其特征在于:所述智能组件柜(7)为Pentair MODO户外双层保温机柜，智能组件(8)通过户外尾缆(9)与户外光纤配线架(10)相连，户外光纤配线架(10)通过光缆(5)与室内二次设备室(2)内的室内光纤配线架(4)相连，室内光纤配线架(4)通过室内尾缆(3)与保护装置(I)相连，所述光缆(5)设置在光缆槽沟(6)内；所述户外尾缆(9)和室内尾缆(3)均由第一光纤(11)、TPEE紧套(12)、尾缆绝缘层(13)、尾缆加强层(14)、保温层(15)和尾缆外护套(16)构成，第一光纤(11)外部依次设置TPEE紧套(12)、尾缆绝缘层(13)、尾缆加强层(14)、保温层(15)、尾缆外护套(16)，所述尾缆外护套(16)为TPU外护套，所述尾缆加强层(14)为杜邦芳纶加强层；所述光缆(5 )包括第二光纤(26 ),第二光纤外(26 )依次包覆有松套管(25 )、第一阻水带(23)、光缆加强层(22)、光缆内护套(21)、缓冲层(20)、第二阻水带(19)、钢带铠装层(18)和光缆外护套(17)，所述光缆外护套(17)为LSZH外护套，在第二光纤(26)与松套管(25)之间填充有纤膏，在第一阻水带(23)内部设置有有中心加强件(24)，第一阻水带(23)与松套管(25)和中心加强件(24)之间填充有缆膏，所述光缆加强层(22)为芳纶加强层。
2.根据权利要求1所述的严寒地区智能变电站，其特征在于:在第一阻水带(23)内设置有四个、内设有第二光纤(26)的松套管(25)，所述的中心加强件(24)设置在四个松套管(25)之间。
3.根据权利要求1所述的严寒地区智能变电站，其特征在于:所述的保温层(15)由条块状的软性长纤维石墨毡卷曲成卷筒状而成；所述的尾缆绝缘层(23)为辐照交联聚乙烯绝缘层。
4.根据权利要求1所述的严寒地区智能变电站，其特征在于:所述的松套管(25)采用PC/PBT复合套管，所述光缆内护套(21)为PE内护套，所述的中心加强件(24)采用GRP中心加强件。
5.根据权利要求1所述的严寒地区智能变电站，其特征在于:所述的光缆槽沟(6)内设置有钢架(27)，在钢架(27)上自下到上依次设置有第一控制电缆架(28)、第二控制电缆架(29 )、动力电缆架(30 )和光纤槽盒架(31)，光纤槽盒架(31)上设置有光纤槽盒(32 )。
【文档编号】G02B6/44GK203930173SQ201420379981
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】李朝顺, 万青, 沈晔华, 张家毅, 陈宝琪 申请人:国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司