光纖作為繼電保護(hù)的通道介質(zhì)，具有不怕超高壓與雷電電磁干擾、對電場絕緣、傳輸容量大、頻帶寬、衰耗低和資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，隨著電力光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，光纖保護(hù)必將在繼電保護(hù)領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。

　　1 光纖的工作原理

　　1.1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類

　　光纖為光導(dǎo)纖維的簡稱，由直徑大約0.1 mm的細(xì)玻璃絲構(gòu)成。繼電保護(hù)所用光纖為通信光纖，是由纖芯和包層兩部分組成的：纖芯區(qū)域完成光信號的傳輸，包層則是將光封閉在纖芯內(nèi)，并保護(hù)纖芯，增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度。

　　按光在光纖中的傳輸模式，光纖可分為單模光纖和多模光纖。多模光纖的中心玻璃芯較粗，可傳多種模式的光，但其模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨著距離的增加，其限制效果更加明顯。單模光纖的中心玻璃芯很細(xì)，只能傳一種模式的光，因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程傳輸，但仍存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對光源的帶寬和穩(wěn)定性有較高的要求，帶寬要窄，穩(wěn)定性要好。

　　1.2 繼電保護(hù)用光纖的特點(diǎn)

　　繼電保護(hù)用光纖對衰耗值要求較高，不同波長的光信號衰耗值不同，單模光纖的傳輸衰耗值最小，波長1.31 μm處是光纖的一個低損耗窗口，所以繼電保護(hù)用光纖均使用單模光纖，使用1.3 μm的波長段。

　　2 電力光纖網(wǎng)絡(luò)和電力光纜

　　2.1 電力光纖網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

　　光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能、穩(wěn)定性及其自適應(yīng)的保護(hù)恢復(fù)能力，對光纖繼電保護(hù)工作的可靠性起到關(guān)鍵作用。目前，在電力網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中，廣泛使用的是以電時分復(fù)用為基本工作原理的SDH/SONET同步數(shù)字體系，它具有強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)能力和固定的時延性能。但由于采用電時分復(fù)用來提高傳輸容量的方法有一定的局限性，使其在電力網(wǎng)絡(luò)這種呈現(xiàn)高速擴(kuò)容及復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中漸漸難以滿足組網(wǎng)的要求，因此從目前的電復(fù)用方式轉(zhuǎn)向光復(fù)用方式，將是電力光纖網(wǎng)絡(luò)的必然發(fā)展方向。光復(fù)用方式有光時分復(fù)用、波分復(fù)用和頻分復(fù)用等方式，其中波分復(fù)用技術(shù)已逐漸進(jìn)入大規(guī)模商用階段。由于采用電時分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，而光纖的200 mm可用帶寬資源。僅僅利用了不到1%，如果同時在一根光纖上傳送多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號，則可以大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是，充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量可以迅速擴(kuò)大幾倍甚至上百倍，在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本。波分復(fù)用技術(shù)在電力光纖網(wǎng)絡(luò)上具有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿?，可以?jié)省電力光纖網(wǎng)長距離傳輸?shù)某杀荆岣唠娏饫w網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?。因此，隨著波分復(fù)用技術(shù)的逐漸成熟和演化，波分復(fù)用技術(shù)將在電力保護(hù)光纖網(wǎng)絡(luò)上得到廣泛的使用。

　　2.2 電力網(wǎng)絡(luò)用光纜

　　目前電力光纖網(wǎng)絡(luò)使用的光纜主要有三種：普通非金屬光纜、自承式光纜和架空地線復(fù)合光纜。可以發(fā)現(xiàn)，架空地線復(fù)合光纜雖然造價較高，但在高電壓等級及同桿雙回和多回線路使用時，占線路綜合造價比例較低，并可以兼作繼電保護(hù)通道。以1條220 kV線路為例，采用光纖保護(hù)與采用高頻保護(hù)的價格相當(dāng)，但高頻保護(hù)在線路兩側(cè)還需要增設(shè)阻波器、耦合電容器和結(jié)合濾波器等設(shè)備，架空地線復(fù)合光纜則顯得更為經(jīng)濟(jì)，而且還具有可靠性高、維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。隨著光纜綜合價格的下降，架空地線復(fù)合光纜在電力光纖網(wǎng)絡(luò)中將得到廣泛的應(yīng)用。