敷設軟件在變電站預制光纜敷設設計中的應用研究

楊小樂

摘要：文章針對預制光纜的特性及長度計算精度要求高、統計復雜等問題，研究敷設軟件在預制光纜敷設設計中的應用。介紹了敷設軟件一般設計流程及在預制光纜中的具體流程，包括模型建立，設備定位賦值，路徑選擇，長度計算及校驗等。提出預制光纜型式結構統計、連接衰減計算，與三維平臺共享信息等深入優化方案，從而提高預制光纜的敷設設計效率及適用性。

關鍵詞：預制光纜；敷設軟件；長度計算；連接衰減

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）03-0140-02

變電站采用預制光纜代替傳統熔接光纜，實現了二次設備的“即插即用”，可在提高光纜施工質量的同時，降低現場施工作業量，縮短工程建設周期。但同時帶來了長度計算精度要求高、統計復雜等問題。

目前電光纜敷設軟件在傳統熔接光纜中運用已較為成熟，其依靠優良的算法、簡易的流程，可在保證敷設設計質量及長度計算準確的同時，提高設計效率。

本文探討敷設軟件在預制光纜敷設設計中的應用，并針對預制光纜的特性進行深入優化。

1 預制光纜特性簡介

對比傳統光纜熔接方案.預制光纜主要有以下特性：（1）工廠化預制：預制光纜生產制造基本都在工廠內完成，在出廠前已通過檢測，可實現現場一次性安裝，質量較為可靠。（2）長度相對固定：與傳統熔接光纜可根據現場實際情況隨時調整長度不同，預制光纜在設計階段需明確光纜長度及敷設路徑，出廠后長度便已確定，現場無法更改，對設計提出很高要求。（3）帶有光纖連接器：預制光纜的一端或兩端帶有光纖連接器，連接器類型在設計階段需明確，出廠后便已確定無法更改。（4）施工方便：傳統光纜熔接方案工序繁雜，熔接質量也不穩定，容易受環境和操作水平影響。當光纜數量較多時，熔接和測試工作占用很大工期。預制光纜通過光纖連接器，可實現在施工現場的無熔接接續點連接或直連，操作簡單、施工方便，占用工期很少。

2 敷設軟件在預制光纜設計中的應用

2.1 敷設軟件一般設計流程

敷設軟件在常規熔接光纜及電纜敷設設計中主要有以下流程：（1）建立工程，導入平面布置圖和電光纜清冊。（2）基于平面圖繪制電纜溝及光纜槽盒，對清冊設備進行定位及賦值。（3）設置電光纜敷設規則等。（4）敷設軟件自動進行電光纜敷設，自動計算電光纜長度。（5）按需求對電纜溝支架、防火封堵、埋管等材料進行統計。

2.2 應用至預制光纜的具體流程

應用敷設軟件進行預制光纜敷設設計與常規熔接光纜相似，關鍵流程如下：

2.2.1 模型建立

1）電纜溝建模與繪制：電纜溝的位置通過在平面圖上繪制實現定位，電纜溝的尺寸在敷設軟件中進行設置，主要有溝寬、溝深及頂標高等參數。

2）光纜槽盒建模與繪制：光纜槽盒在平面圖上繪制生成，主要尺寸參數有：長*寬*高、空間位置的標高。

3）設備定位與賦值：導入光纜清冊后，即可對清冊中的起點和終點設備進行定位和賦值。除明確在平面布置圖上具體位置外，還應注意調整設備的高度和基礎高度，以滿足預制光纜長度計算精度。

2.2.2 成果輸出

1）預制光纜長度及路徑自動計算：設備定位后，將設備和電纜溝連接，對電纜溝關鍵節點編號，設置敷設規則。

完成以上工作，敷設軟件自動選擇敷設路徑并計算預制光纜長度，并將計算的結果返回至光纜清冊中。某變電站工程應用敷設軟件統計預制光纜結果如表1所示。

2）其它輸出與統計工作：敷設軟件可根據電纜溝及電纜支架等模型，自動生成電纜溝的斷面圖，或完成對電纜溝支架、光纜槽盒材料的統計。

2.2.3 對光纜容納數量的校驗

敷設軟件對關鍵節點光纜數量進行校驗，避免部分槽盒內光纜敷設量過大，或未考慮遠景需求，從而發生槽盒預留空間不足的現象。

2.2.4 預制光纜敷設設計中的要點

預制光纜長度統計及路徑選擇是敷設設計中的要點。

1）長度計算：敷設軟件首先應保證計算精度，同時考慮地形高差變化、彎曲狀等導致的附加長度。其次針對不同的預制光纜型式，其長度計算方法可自動或手動進行調整，例如：單端預制光纜冗長需考慮制作接頭所需的預留段，雙端預制光纜不需考慮；分支器型預制光纜除分支器外光纜，還需計及分支器至裝置的尾纖分支長度。

2）路徑選擇：路徑選擇一般以最短路徑優先，并綜合考慮其它因素。敷設軟件應用至預制光纜敷設設計的具體流程如圖1所示。

3 敷設軟件深入優化

3.1 預制光纜型式統計及輸出

預制光纜常用的型式有分支器型和連接器型，預制方式有雙端預制和單端預制，連接方案有直接連接裝置和通過柜內跳線轉接連接裝置。為使光纜清冊信息完整，敷設軟件應能夠根據連接裝置的接口類型，自動分析統計出預制光纜的型式。實現以上功能，需進行以下工作：（1）建立數據庫：建立預制光纜標準庫，主要包括各種光纜芯數、連接器及接口的類型，供設計人員調用。（2）對連接裝置接口進行定義：在對設備進行定位、賦值階段，增加對預制光纜連接裝置接口的定義。（3）根據裝置接口類型分析統計預制光纜型式：敷設軟件讀取光纜清冊的邏輯信息，結合光纜兩側裝置接口類型，通過算法自動分析統計出預制光纜型式。

3.2 預制光纜連接衰減計算

預制光纜的應用減少了現場的熔接工作，也增加了插接點數量，額外的插接點將造成更多的連接衰減，從而直接影響光纖回路的通信質量。通過連接衰減計算，綜合考慮預制光纜的結構及連接方案，或評估運行的可靠性。

不同的預制光纜型式、預制方式及連接方案組合時，其連接衰減計算可采用以下方法：（1）連接器型預制光纜比分支器型需多計算與插座的插接點衰減。（2）直接連接裝置方案比通過跳線轉接后再連接裝置方案損耗要低，每轉接一次，單芯增加0.2dB。（3）連接器型預制光纜芯數越多，與插座的插接點損耗就越大。（4）傳統熔接方案連接衰減主要來源于兩端跳線與ODF處法蘭連接，ODF內光纖熔接主纜。

按照一般插接點損耗≤0.2dB，光纖熔接點損耗≤O.1dB，連接器插芯與插座插損：2芯或4芯≤≥0.35dB、8芯≤0.5dB、12芯≤0.7dB、24芯≤0.8dB，當采用24芯預制光纜及雙端預制方式時，各連接方案及與傳統熔接光纜連接衰減的計算對比如表2所示。

光纜連接衰減的統計計算由敷設軟件實現，可以更加直觀、方便地查看計算結果，在不影響設計效率的同時，提供重要的參考數據。

3.3 與其它三維平臺共享信息

目前光電纜敷設軟件一般在邏輯和算法中結合了三維的思路，但是主要的展示形式和界面均是基于二維，不夠直觀。

建議進一步開發與三維平臺的接口與數據共享，實現在三維平臺中建立模型，將預制光纜敷設結果導入，在三維平臺中進行碰撞檢查、關鍵節點光纜數量校驗等工作，實現圖形化操作。同時完成三維數字化設計成品統一交付，可以精確指導現場敷設施工，減少施工單位不按設計方案施工導致預制光纜長度不夠等質量問題的發生。

4 結論

目前已有變電站工程應用敷設軟件完成預制光纜敷設設計，其在長度計算精度及路徑選擇方面有較大優勢，但由于預制光纜特性，還需人工從事大量的建模、統計工作，流程較為繁雜。本文探討敷設軟件在預制光纜敷設設計中的應用研究，并提出幾點深入優化方案，以提高適用性及效率，減少設計工作量，使其更具推廣應用價值。