光纜多功能熔接操作平臺信息化研究

達國京　石財發　曾仁森

【摘要】? ? 隨著互聯網技術的飛速發展，數字信息化進程不斷推進，光纜廣泛應用于電力系統，進入人們的日常生活中，光纖光纜不再是實驗室里的試驗品角色。隨著光纜的應用日常化，光纜熔接儀器也在不斷發展，光纜的熔接應用范圍不斷擴大，應用場景和應用區域也在不斷地被拓寬。結合光纜熔接操作實際場景，本文從光纜熔接操作平臺展開研究，設計出適合不同操作人員和操作地形的操作平臺，提高光纜熔接質量降低光纖損耗。

【關鍵詞】? ? 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，以光纖為傳輸介質的通信方式。理論上，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光探測器。光纖通信的快速發展主要有以下幾個特點：通信容量大，傳輸距離遠;信號串擾小，保密性能好;抗電磁干擾、傳輸質量好;光纖的體積小、重量輕、便于敷設和運輸;材料來源豐富，環保，有利于節約有色金屬銅;無輻射，不易竊聽。從早期的廣播電視信號傳輸到現在廣泛應用于電力系統、通信系統等不同的領域之中，適用于短距離和長距離信息傳輸。信號在光纜中傳輸的過程中會產生損耗，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據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。隨著光纜技術的發展，光纖通信在電力系統應用更加廣泛，不僅僅是在電力系統、電路的保護、分布自動化和用電管理等領域實現了全覆蓋，也是作為信號傳輸系統的重要元器件，是電路系統穩定運行的重要組成部分。隨著用電網絡的不斷普及和電力通信的快速發展，光纜完成基礎性工作的同時，對光纜熔接的工作提出了更高的要求，需要做到提質增效，這也成了未來光纜熔接工作的新要求和新特點。

一、關于光纜熔接

（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據由電信號轉化為光信號進行傳輸，光纜由玻璃或塑料光纖芯和外部塑料套管組成。光纜按照鋪設的方式，包括有地下直埋，空中架設、管道建設和海底鋪設等方式;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;按照結構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點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，長期應用于有線電視網絡系統和電力系統，降低光纜熔接損耗是提高光纜傳輸效率、促進電力系統和有線電視網絡系統功能的有效方式，互聯網技術的快速發展，有效減少了網絡的損耗，光纜熔接技術的提高，提升了光纜熔接的質量和效率。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中，光纖熔接工作量巨大，技術要求高，光纖熔接質量水平直接決定著光纖線路的傳輸質量。

影響光纜損耗的主要因素包括其自身因素和外部環境影響因素，其本身因素是指光纜本身在工作過程中會存在熔化現象，光纜在不同的應用場景其規格不同，規格大小與傳輸波長密切相關，某些應用場景中光纜的光纖芯、光纖表面、外包管不同，在內部因素中，由于光纜的規格大小和直徑大小不匹配會嚴重影響光纜的損耗情況，根據國際電報電話咨詢委員會提供的相應標準，單模光纖公差直徑為9～10m，允許偏差為10%之內，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的熔化損失是光纜損耗的相應的外部因素，主要包括連接點附近相應的光纖物理變形、安裝過程中光纜的拉伸應變、光纜熔接的工作質量和存在于連接盒內的光纜壓力也會影響光纜損耗。當外部連接器連接存在故障時，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的光纖端面的對應斜率控制在0.5以內，可以看出光纖端面的相應處理與誤差大小直接相關。光纖軸偏移損失是對接光纖軸的偏移產生的光纜損耗。當熔融纖維的兩軸的中心不在同一條直線上時，損耗可達到0.6dB，因此應避免熔融纖維軸的偏移。纖維端部質量損耗是指毛刺、角度或纖維斷裂產生損失增加現象。光纜熔接操作人員的專業水平不同也會影響光纜熔接的質量，通常情況下，操作相同設備的不同對應人員形成的相應損失差可達到0.45dB，這對光纜熔接操作人員的專業性要求較高。

（三）光纜熔接設備

為了保障熔接工作的準確性，進一步提高光纖熔接效率，必須做好充分的準備工作，包括光纜熔接設備的準備和光纜操作平臺的搭建。通過對以往的光纜熔接實踐進行總結得知，熔接工作中，藤倉熔接機和住友熔接機是最為常見的兩種熔接機，這兩種熔接機都具有體積小，熔接的速度快、攜帶起來比較方便，對環境適應能力強等諸多優勢，另外還有像保偏熔接機和帶狀熔接機這樣的設備，但是這兩種優勢不明顯，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，也應該朝著攜帶比較方便、環境的適應能力強的方向不斷地發展，可以提高光纖熔接效率，進一步降低對設備產生的損耗。

（四）光纜熔接

光纜熔接是光纜工作的重要組成部分，不論是基礎設施，建筑搬遷、故障維修，還是在電力系統改造，系統故障排查等方面，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能力、工作環境和操作工具等要求較高，對工作人員要求技術水平高，工作比較認真仔細，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固，使用方便。根據光纜的理論知識，降低光纜工作過程中的損耗，可以使信號傳輸的距離相對應的延長，對于短距離信號傳輸，更是可以提高設備的利用率，能增加光端設備的富余量。光纜熔接工作的高效性和光纜熔接的質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。光纖模場直徑不一致;兩個光纖芯徑不匹配;纖芯的截面不圓;2.影響光纖接續損耗的非本征因素是連續法。1.軸心錯位：單模光纖纖芯非常細，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，延續損耗為0.5 dB。2.軸心傾斜：當光纖截面傾斜1°時，大約會產生0.6 dB的接續損耗，如果需要連續損耗≤0.1 dB，單模光纖的傾角應該小于0.3°。3.光纖在連接點附近的物理變形：架設過程中光纜的拉伸變形、夾緊光纜壓力過大等，都會對接續損耗產生影響，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、熔接參數設置、工作環境清潔程度等都會對熔接損耗值產生影響。

據了解，在實際的電纜連接工作之中，電纜連接工作環境不再局限于室內或平、高或現場工作環境變得越來越普遍，便攜式多功能電纜融合箱可以緩解電纜線路故障處理設備準備、恢復和融合平臺建設長，我們可以看到，融合工作搬運工具工具箱、現場融合平臺困難，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過程中產生的，因此一般無法得到有效控制，在連接過程中，連續損耗與施工環境和工藝水平密切相關。由于光纖連接儀器的精度在不斷地提高，設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域的不同現場環境和塔的操作平臺，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展，便于現場處理，就可以滿足現場熔化操作的要求。

在所有現代通信技術中，光纖通信技術發展最快，目前廣泛應用于許多通信領域。通過實證地研究，可以明顯地確定光纖的持續損耗。在光纜連接工作過程中，員工必須注意細節，盡可能全面考慮，規范操作，有效減少光纖連接損耗，提高光纜傳輸質量，無線電電視領域光纜通信的應用越來越廣泛，光纖是光纖中光信號傳輸的相應導體。如果光纖融合處理不當，則損失太大，無法有效處理。

二、光纜熔接操作平臺

隨著電力技術的不斷更新與發展，出現了光纜這一新技術，在通信領域，光纜實現不同站點的連接，作為實現站點通信傳輸的重要介質。光纜通信線路的暢通無阻是電力通信網實現可靠通信的重要保障，因此，為了能夠保證電力通信網的安全穩定運行，當光纜中出現斷口的情況下，對光纜的熔接時間和熔接質量的要求越來越高。

（一）操作平臺介紹

光纜熔接操作平臺進行光纜維修、維護、檢測于一體工作平臺，光纜熔接工作場所常分布于野外，地形不平整的區域，熔接操作平臺必須結合實際應用場景，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、也適用于室內等場合。目前傳統的光纜操作平臺存在以下缺點：光纜熔接操作平臺功能單一，不能滿足實際場景的需求，架設和安裝十分不方便，而且在現有的光纜操作平臺，存在設置隨意、體積大、不易攜帶的問題，有必要克服現有技術的缺陷，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人員作業的效率。

（二）操作平臺信息

在傳統技術中，目前現場的光纜進行熔化操作，主要是利用小木桌建立一個簡單的熔化操作臺，如果工作場地的地形不平整，支撐結構不能靈活調整，不能提供操作面熔化儀表，由于支撐結構的高度有限，操作人員必須彎曲或坐在地上進行光纜熔接操作，由于工作的時長存在不確定性，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。如果需要進行塔操作，僅在塔熔化操作上進行操作，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，塔運輸材料還需要吊繩和滑動運輸工具，從而大大增加了人力投入和工作時間，嚴重影響工作的效率。

熔接作業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、機箱）的上面，人員就需要彎腰或盤坐地面進行長時間熔接工作，操作人員和機器的工作效率都會變差;導致部分余纜架無法放置地面，沒有配套的相關高空操作平臺。多功能光纜熔接操作平臺是可以解決輸電線路現場光纖熔接中野外不同現場環境、桿塔上登高作業的操作平臺，可根據調節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，滿足現場熔接作業的所需要求。工作平臺大大提高作業面積，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，平臺機構和支撐結構均為折疊結構和可拆卸結構，方便整理攜帶，進而有利于進一步提高作業效率。

（三）操作平臺設計

目前應用較多的光纜熔接操作臺多以簡易的木桌、建議平臺為主，隨著光纜技術的發展，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計直接影響熔接工作的工作效率，影響光纜熔接質量，減小光纜應用過程中的功能損耗，因此更多的設計者從安裝方便、攜帶方便和適用于多種工作場所出發，結合操作人員的使用需求，設計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構：平臺機構和支撐機構，平臺機構可以設計成兩個板體共同組成，所兩個板體直接靈活連接，方便安裝和使用，支撐機構包括兩個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，且兩個伸縮組件間隔設置于支撐面板上，伸縮組件為可伸縮結構，支撐面板與板體之間可拆卸連接，這樣的靈活設計可以有效地提高工作效率，降低光纜損耗。

利用新開發的多功能光纜綜合操作平臺，可以為高塔熔化、進入偏遠、寒冷地區和不同現場環境提供便利的交通;熔接工具到達現場后可立即部署，利用臺腿高度調整地形，適應不同地形;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場環境和不同地形，擴大操作范圍，確保操作穩定性，提高操作機動性，確保操作人員安全，現場更換工作難以滿足;不安全風險因素大，降低勞動力支出成本，有效縮短工作時間，提高工程質量。

光纜融合操作平臺主要由高空平臺、支撐平臺、伸縮鏈路結構三部分組成。為方便高空野外環境，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，使平臺發揮穩定作用，平臺上的螺母可與支撐平臺連接，發揮穩定作用。室外操作平臺上缺乏線路電纜熔化連接，消除了通過膨脹結構造成的現場熔化操作工具的短缺，以及角鋼連接和綜合穩定性。最后，整個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、結束語

隨著電力技術的發展，光纜技術也不斷出現。在通信領域，不同站的連接是實現現場通信傳輸的重要媒介，光纜通信線路的流暢性是電力通信網絡可靠通信的重要保證。因此，為了保證電力通信網絡的安全穩定運行，結合實際應用場景研究設計多功能光纜熔接操作平臺，有助于提高光纜熔接質量，降低光纜信號傳輸的功能損耗。

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