特種光纖在智能電網(wǎng)中的典型應(yīng)用一：換流閥用觸發(fā)光纖

我國多項電力電網(wǎng)核心技術(shù)多年來一直被國外企業(yè)所掌握和壟斷，但在特高壓直流輸電、柔直直流輸電、新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)保護、電力調(diào)度自動化、電力系統(tǒng)安全和監(jiān)測等方面，國內(nèi)多家上下游企業(yè)都取得了的突破，逐漸實現(xiàn)自主創(chuàng)新和設(shè)備原材料國產(chǎn)化，并在一些領(lǐng)域已經(jīng)走在行業(yè)的前沿。

電力電網(wǎng)設(shè)備和技術(shù)的國產(chǎn)化與自主創(chuàng)新的突破，核心取決于核心原材料、工業(yè)控制技術(shù)、光纖傳感技術(shù)等技術(shù)的突破，這些技術(shù)的一個重要方向便是特種光纖、特種光纖工控和組網(wǎng)技術(shù)以及以特種光纖為基礎(chǔ)的關(guān)鍵光纖傳感技術(shù)。

隨著中國各項技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，國內(nèi)先后報道了多內(nèi)多家單位自主研發(fā)的特高壓直流、柔性直流輸電工程，技術(shù)水平和行業(yè)地位處于世界水平。但其中，用換流閥及控制組網(wǎng)技術(shù)的特種光纖，此前一直被國外廠商所壟斷。

換流閥在特高壓直流輸電和柔性直流輸電中起著關(guān)鍵作用，交流電或直流電只有通過換流閥換流后才能進行傳輸。

換流閥的核心設(shè)備是晶閘管，晶閘管是一種開關(guān)元件，能在高電壓、大電流條件下工作，并且其工作過程可以控制。在高電壓的情況下，當幾千個晶閘管同時運行，電磁干擾強度會非常高，晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)中的觸發(fā)脈沖就會因強干擾的影響，出現(xiàn)晶閘管誤觸發(fā)、不觸發(fā)或脈沖品質(zhì)變差的現(xiàn)象。同時，晶閘管整流器常常處于高壓狀態(tài)下，電壓高達數(shù)千伏。作為一種低壓弱電系統(tǒng)，觸發(fā)控制系統(tǒng)要想使自身能夠正常安全的運行，必須要對其他相關(guān)的元件采取相應(yīng)的隔離措施。

換流閥用特種光纖在特高壓直流輸電和柔性直流輸電中通過傳輸一定功率的激光信號，實現(xiàn)換流閥的觸發(fā)控制。目前，光纖觸發(fā)技術(shù)主要應(yīng)用在光電混合觸發(fā)晶閘管（ETT）閥、光觸發(fā)晶閘管（LTT）閥、柔直閥（IGBT等）中。

纖具有抗電磁干擾、高絕緣、光信號穩(wěn)定等特性，能夠解決脈沖傳輸受干擾問題以及低壓電路高壓隔離問題；電力用光纜要求傳輸控制光纜具備良好的抗電磁輻射、抗高壓擊穿、防潮和阻燃性能；觸發(fā)信號、電力標準連接器和適配器等對光纖的幾何性能、光學性能等也提出了各種要求。

安徽天彩電纜集團有限公司基于ETT、LTT、柔直閥及風電控制等應(yīng)用場景的具體需求，推出了不同規(guī)格的閥用特種光纖產(chǎn)品。這些產(chǎn)品也已服務(wù)于我國多項電力電網(wǎng)工程。

換流閥用觸發(fā)光纖，可根據(jù)客戶定制需要，提供不同纖芯和包層直徑、不同涂覆材料、不同耦合功率、適用于不同連接器的特種光纖。

與普通光纖相比，具有以下優(yōu)勢：

（1）大芯徑、大數(shù)值孔徑。可以從光源耦合更大的光功率，傳輸更多的光信號和能量，在高溫、高壓下保持正常工作，滿足了ETT閥、LTT閥、柔直閥中晶閘管觸發(fā)及回檢時的信號及能量傳輸需求。

（2）大芯徑石英光纖傳輸波長范圍寬、機械強度高、彎曲性能好，具備較好的電氣穩(wěn)定性和抗電磁輻射性能，在安裝和終端的使用過程中，處于較強的彎曲情況下或開放式的施工環(huán)境中不會輕易斷裂。低羥基大芯徑塑料包層光纖與常規(guī)玻璃包層相比，具有更高的抗拉強度，能更好地阻擋潮濕的影響，可廣泛應(yīng)用在電力環(huán)境中。

電網(wǎng)環(huán)境，要求傳輸控制光纖經(jīng)過成纜后具備良好的抗電磁輻射、抗高壓擊穿、抗腐蝕、防潮和阻燃性能。安徽天彩電纜集團有限公司具有完備的基于特種環(huán)境、特殊材料的光纜制備技術(shù)和平臺，在電力電網(wǎng)環(huán)境下，一方面通過內(nèi)外護層采用特殊內(nèi)外護套材料，應(yīng)用于各類光纖中，質(zhì)量輕、彎曲半徑好，另一方面通過加入必要的加強元件提高光纜的抗拉伸和抗壓扁能力，同時，可設(shè)計緊套光纜、松套光纜、絞合光纜和集束光纜等幾種主要結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)應(yīng)用情況，給光纖提供可靠的保護，可直接匹配電網(wǎng)中各類系統(tǒng)組件，充分服務(wù)于電網(wǎng)控制等應(yīng)用環(huán)境。