户外配电光纤通信网络架空机箱探讨

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摘要：在配网自动化终端建设初期，因配电网10kV线路分布不集中，并且对通信的可靠性要求不高，户外自动化终端FTU一般采用无线公网通信。但随着社会生产力的发展，人们对供电可靠性的需求越来越高，对配网自动化终端设备的通信可靠性就越高，而无线通信容易受到信号强度影响，经常发生通信中断，导致设备通信可靠性不高。为解决这一问题，文章提出研制一套为户外自动化终端FTU提供接入配电光纤通信网络的架空机箱，以此提高FTU通信的可靠性。

关键词：可靠性；户外配电光纤通信网络架空机箱；配电网

户外配电光纤通信网络架空机箱具备简易性和实用性等特点。户外配电光纤通信网络架空机箱能最大程度简化接线，使设备接线简单、安装方便，提高设备的运维效率，同时，采用新型设计方案，能够减少设备的故障率，提高户外自动化终端FTU的在线率，提升电网供电可靠性和安全运行水平，为打造安全、可靠、绿色、高效电网提供强有力的保障，助力粤港澳大湾区高质量向前发展。

1背景

2021年进入“十四五”时期，是全面建成小康社会基础上开启全面建设社会主义现代化国家新征程的开局之年。根据广东电网公司“十四五”发展规划，到2025年实现全网B类及以上供电区域配网自动化三遥点光纤全覆盖，粤港澳大湾区B类及以上供电区域新建公变光纤覆盖50%，实现具有光纤通信需求的C、D类供电区域光纤覆盖。为省公司如期实现战略目标，为江门建设“四个走在全国前列”示范城市，江门供电局将配网自动化三遥点光纤全覆盖纳入规划中。目前，江门供电局B类及以上三遥点数为1536，其中FTU为993，占比65%。FTU是安装在架空线路柱上开关旁的户外装置，要实现对FTU光纤通信，需要给FTU配置ODF、交换机以及光缆。按现有的设计，需要对FTU机箱底部打两个孔，一个用于直流电源电缆，一个用于信号通信，然后安装航空接头，再对接头进行接线焊接，接线的过程烦琐复杂；而且通信机箱一般安装在铁塔3m以上，通用机箱的防水散热性能较差，导致交换机故障率较高；且在半空中进行消缺处理等操作会给运维人员带来极大不便。因此，本研究拟研制一套为户外自动化终端FTU提供接入配电光纤通信网络的架空机箱，机箱内可满足安装各类型号规格的光纤交换机，并保证交换机在各种户外环境下长期正常运行，实现快速接线，不再需要对FTU控制箱和通信箱内的内部接线进行任何操作，避免了恢复接线时发生误操作的可能性，能够同时适用于各大厂家交换机安装以及便于日常拆装运维。

2设计思路

将与FTU控制箱连接的直流电源电缆、信号尾纤合二为一，融合在一个航空接头中，减少FTU控制箱底部开孔的需求；对通信箱内电源线缆和信号线缆进行优化布局，并改造航空接头，满足柜内设备的接入需求；改装通信机柜，利用CPU散热原理提升箱内设备的散热功能，在满足防水防尘要求下对机箱进行一分为二的改造，一半固定光缆部分，一半安装交换机设备，从而实现交换机部分可独立拆装，方便日常运维。

3设计组成

通信箱整体结构可分为11部分，如图1、图2所示，包括：1为机箱，600mm×415.5mm×350mm×1.5mm（长×宽×高×厚度），起到容纳和保护设备不受外界雨水侵蚀作用；2为内立柱，45mm×35mm×450mm×1.5mm（长×宽×高×厚度），是箱内设备的固定支架；3为ODF装置架，450mm×300mm×100mm×1.5mm（长×宽×高×厚度），用来安装放置ODF设备；4为ODF光纤接入器，用于光缆终端的光纤熔接、光连接器安装、光路的调接、多余尾纤的存储及光缆的保护等；5为RJ45插座，用于数据电缆的端接，实现交换机部分可独立拆装；6为交换机，提供线缆连接的端口；7为交换机支架与挡板，用来安装放置交换机以及RJ45插座，支架550mm×250mm×1.5mm（长×宽×厚度），挡板550mm×55mm×1.5mm（长×宽×厚度）；8为空气开关，是通信箱的电源开关以及设备的短路保护装置；9为端子排支架，550mm×35mm×1.5mm（长×宽×高×厚度），用来安装放置ODF设备固定低压接线端子座以及空气开关；10为低压接线端子座，起到将箱内设备和箱外设备的线路相连接的作用；11为航空插座，安装在箱体底部，长70mm×直径25mm，是通信箱内电源线缆和信号线缆与外界连通的接口。

3.1结构设计

通信箱的箱体是一个六面型的机箱框架，除了前面的柜门，箱体的其他几个面都由盖板与侧板焊接而成，箱体的后面上下两个部分安装了法兰,用来安装固定箱体。箱体顶部的盖板采用屋檐结构，将通信箱的顶部包裹住，柜门与箱边采用槽型箱边结构，有效地起到防雨的作用。柜门与门内贴密封防水胶条，使柜门与槽箱边能够完好地紧密贴合，达成防尘防水的目的。两根内立柱采用直角形状排孔型结构，焊接在通信箱内部两侧距离柜门边框80mm处，直角内立柱一边排板的中间设置边长为8mm×8mm的固定孔共20个，每个固定孔间隔6mm。ODF装置架的主体是一个前面和后面开口的方体，装置架两侧采用Z形状的铁板作为固定臂，固定臂的末端各有两个固定孔，通过螺栓与内立柱的固定孔拴紧，将ODF装置架固定在通信箱内。交换机与其他设备的网络连接通过RJ45插座来连接，交换机支架前面的挡板在左边开一个120mm×45mm（长×宽）的洞口，用来放置交换机，挡板右边开一个50mm×10mm（长×宽）的洞口，用来安装RJ45插座。端子排支架采用凹形结构，最大程度地为空气开关以及端子排提供安装的空间。航空插座采用12针孔结构，将直流电源电缆、信号尾纤合二为一，融合在一个航空接头中，其中两个针孔用来连接通信箱与外界的直流电源，其余针孔用于通信箱的通信连接，在通信箱底部右下角距离边缘30mm处，钻一个直径70mm的圆孔，航空插座安装在圆孔处，通过拧紧航空插座的螺母将插座固定在通信箱底部，并用密封胶水进行密封处理。

3.2材质

通信箱的箱体以及内立柱采用具有良好机械性能以及防腐性能的镀锌不锈钢，并且钢材的表面进行了烤漆处理，柜门的密封防水胶条可以采用聚氨酯发泡。ODF装置架、交换机装置架、端子排支架以及固定用的螺栓使用由铁、铜、铝等具有良好机械性能的合金制成。通信箱的航空插头线缆以及空气开关的进线采用RVV2.5mm的电缆，其他电路回路采用RVV1.5mm的电缆。3.3　可靠性设计（1）柜门与箱边采用槽型箱边结构设计，能有效防护通信箱受到雨水的侵蚀。（2）内立柱采用直角形状排孔型结构，方便调整箱内设备的安装位置。（3）ODF装置架的固定臂采用Z形状设计，当通信箱受到冲击时起到缓冲作用，能够保护装置架内的设备ODF不受损坏。（4）交换机与其他设备的网络连接采用间接方式，交换机可独立拆装且拆装简便，方便日常运维。（5）通信箱与外界连接的直流电源电缆、信号尾纤合二为一，融合在一个航空接头中，既满足了密封要求，又减少FTU控制箱底部开孔的数量。

4应用情况

户外配电光纤通信网络架空机箱及其配线适用于所有杆塔上的配电通信光缆和交换机，能够实现光缆与交换机、交换机与FTU之间的光路和电路连接，最大程度上简化接线，5min即可完成所有接线。采用新型方案，有利于提升设备散热与防水防尘效率，降低设备故障率。机箱采用可拆装设计，方便交换机的安装、调试与日常运维，提高施工安全性与运维效率。5结语综上所述，随着配网自动化的发展，对配网通信的可靠性要求也更高，配网自动化的通信方式逐步由无线通信改为光纤通信成为一种新的趋势，而户外配电光纤通信网络架空机箱能够满足散热和防尘防水要求，有效实现这一功能。

作者：梁剑雄 陈锦洪 吴飞鹏 单位：广东电网有限责任公司江门恩平供电局