專利名稱：智能變電站無源光纖開關及其安措隔離方法
技術領域：
本發明涉及一種無源式光纖開關以及其實現變電站安全措施隔離方法，適用于智能變電站中光纖網絡信號的安全、有效隔離和導通，屬于電力自動化技術領域。
背景技術：
常規變電站中，設備之間通過電纜方式實現信息交互，設備之間可以通過硬壓板的方式將重要的跳/合閘命令和信號進行有效隔離和連通。變電站二次設備檢修、維護時，需要將其與系統聯系的硬壓板斷開，從而將設備進行隔離，硬壓板即為隔離的明顯斷開點，這是變電站二次系統檢修、維護工作時重要安措隔離措施。 智能變電站中，數字化網絡信號取代了大量電纜形式的開關量信號和模擬量采樣信號，實現了信息的數字化和共享化。設備之間通過光纖或交換機進行信息交互，已不再存在硬壓板這一明顯斷開點。保護、測控等間隔層設備一般通過設置軟壓板控制其發送網絡信號的狀態始終不變位或控制其不處理變位的網絡信號。目前，智能變電站普遍通過這種軟壓板方式進行網絡信號的隔離，但這種軟壓板方式是通過軟件方式實現信號的隔離，只能控制網絡信號在應用層的狀態，而不能徹底斷開網絡信號在物理層上的發送和接收，沒有明顯的“斷開點”，不具有可視性。智能變電站進行檢修、維護等工作時，為了確保網絡信號的有效隔離，具有明顯斷開點，有時會將相關光纖從接口處拔下，檢修、維護等工作完成后再將光纖恢復。這種光纖插/拔方式的安全措施可以從物理層上進行網絡信號有效隔離，但是在恢復時非常麻煩且可能導致接線錯誤，而且光纖接口頻繁插/拔也可能使光纖接頭和接口損傷或接觸不良。目前在光通信領域的電子式光纖開關，采用電子器件隔離或導通網絡中的光信號。但是，這種光纖開關需要電子器件可靠工作，屬于有源型設備，在變電站的強電磁環境中容易受干擾，將增加光纖網絡的故障率，在智能變電站中不適用。因此，提出基于一種無源式光纖開關的網絡信號隔離安全措施，既能滿足智能變電站安措隔離的要求，又能滿足可靠性要求，而且實際操作簡單，具有重要的實際應用意義。
發明內容
本發明的目的是提供一種無源式光纖開關，以實現光纖網絡信號有效隔離或導通，簡單、可靠、安全、高效地實現智能變電站二次系統安措隔離，將目前智能變電站中抽象的安措隔離措施可視化，消除插/拔光纖時存在的安全隱患，適用于智能變電站檢修、維護工作時的二次設備隔離，同時提高檢修、維護工作的可靠性和效率。光纖開關的作用是將光纖網絡中的光路從物理上進行完全隔離或導通，在設備之間需要相互隔離時，可以將光纖網絡的光路徹底斷開，光信號不能到達對方設備；在設備之間需要交互信息時，可以將光纖網絡的光路完全導通，設備之間可以可靠交互信息。從而可以使光纖網絡中的光路在斷開和導通之間可靠切換，實現設備之間信號的有效隔離和相互交互，為智能變電站安全措施的實施提供可靠手段。
為解決軟壓板方式隔離網絡信號的不可見性、避免插/拔光纖隔離網絡信號的復雜工作及安全隱患、消除電子式光纖開關易受電磁干擾的缺陷，本發明提供一種智能變電站無源光纖開關，其特征在于包括光纖準直器，在光纖準直器的兩端兩光纖適配器部分嵌入光纖準直器中，光纖適配器連接光纖，遮擋板位于光纖準直器中，遮擋板將光纖準直器分為左、右兩部分，觸發開關與遮擋板相連。前述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于光纖適配器接口為ST、SC、FC、LC等接口的一種，用于連接需要改變光路通、斷狀態的光纖。前述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于所述光纖準直器為精密器件，兩個光纖適配器的中心對齊，可以使接入的兩根光纖在物理光回路上完全導通。前述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于在所述光纖準直器外設置有外框，觸發開關的一部分位于外框外側。本發明同時提供一種基于智能變電站無源光纖開關實現的安措隔離方法，其特征 在于，包括以下步驟
1)通過無源式光纖開關的關閉和打開狀態實現設備之間網絡光信號的隔離和導通；
2)安措隔離方法實施時，光纖開關關閉，設備之間的光纖在光路上被隔離成兩段，被檢修、維護設備發送的網絡光信號傳輸到光纖開關處被終止，無法傳輸到其他設備或二次系統中；其他設備或二次系統發送的網絡光信號傳輸到光纖開關處被終止，被檢修、維護設備無法接收到其他設備或二次系統中；
3)安措隔離恢復正常運行時，光纖開關打開，設備之間的光纖在光路上連通成一個通路，設備之間網絡信號正常交互，光纖開關不影響光纖網絡的正常工作。本發明所達到的有益效果
本發明的智能變電站無源光纖開關及安措隔離方法，采用無源光纖開關實現光纖光路的導通和斷開，有效隔離和導通網絡光信號，從而達到設備有效、可靠隔離的目的。這種安措方法，基于機械開關方式實現光信號的導通和關斷，可解決軟壓板進行安措隔離時可視性差的不足；可以消除插/拔光纖進行安措隔離帶來的誤接線風險和對光纖接口損傷的隱患；不需要電子器件的工作，消除外界電磁場干擾的影響，可靠性高，使用壽命長，因此有利于智能變電站中檢修、維護工作時設備之間安措隔離措施的開展，為光信號隔離提供明顯斷開點，符合常規檢修、維護工作的安全性要求，提高了工作效率、可靠性及安全性。
圖I為本發明無源光纖開關的結構示意 圖2為本發明安措隔離方法實施流程示意 圖3為本發明安措隔離恢復正常運行流程示意 圖4為本發明智能變電站二次設備間安措隔離示意 圖5為本發明智能變電站二次設備間安措恢復示意具體實施例方式本發明所述智能變電站安措隔離方法在原有的光纖網絡回路中增加結構簡單、可靠的無源光纖開關，通過光纖開關實現光纖網絡的物理光路進行隔斷和導通，從而可將需要檢修或維護的二次設備從系統網絡中有效隔離出來。光纖開關采用機械方式實現關閉或打開狀態的切換，狀態明顯可視，變電站運維人員可直觀獲知光纖網絡的狀態。本發明所述安措隔離方法與常規變電站的安措方法相同，具有明顯的斷開點，符合變電站運維人員長久以來的思維習慣，安措方法實施和恢復簡單、方便。智能變電站無源光纖開關，包括光纖準直器11，在光纖準直器11的兩端兩光纖適配器12部分嵌入光纖準直器中，光纖適配器連接光纖13，遮擋板14位于光纖準直器11中，遮擋板14將光纖準直器分為左、右兩部分，觸發開關15與遮擋板14相連。光纖適配器接口為ST、SC、FC、LC等接口的一種，用于連接需要改變光路通、斷狀態的光纖。所述光纖準直器為精密器件，兩個光纖適配器的中心對齊，可以使接入的兩根光纖在物理光回路上完全導通。
在所述光纖準直器外設置有外框16,觸發開關的一部分位于外框外側。通過改變遮擋板的位置，使其遠離光纖準直器，光纖準直器的左、右兩部分完全導通，此時光纖準直器為一個導通體，通過光纖適配器接入光纖開關的兩根光纖在光路上完全導通，可以視為一根光纖；通過改變遮擋板的位置，使其完全處于光纖準直器中，光纖準直器的左、右兩部分被完全隔離，此時通過光纖適配器接入光纖開關的兩根光纖在光路上被完全切斷，相互之間光信號不能傳遞；
觸發開關通過無源機械方式直接或間接控制遮擋板的運動位置，其可以是按鈕形式、撥碼方式、旋鈕方式或其它聯動方式，實現光纖開關打開和關閉狀態的轉換，且具有明顯的關閉狀態和打開狀態的顯示。光纖開關位于光纖回路中，可以集成于光纖法蘭盤中集中安裝，也可獨立分散安裝，其屬于光纖網絡中的一部分，系統設計階段就應充分考慮其安裝位置。本發明所述智能變電站安措隔離方法進行設備安措隔離時，具體實施步驟如圖2
O檢查被隔尚設備與系統網絡通信狀態應正常，包括系統中其它設備接收被隔尚設備的光纖網絡通信正常，被隔離設備接收系統中光纖網絡通信正常；
2)記錄被隔離設備與系統光纖網絡的所有光纖開關的狀態；
3)逐一關閉被隔離設備向系統發送光纖網絡信號的光纖上的光纖開關，并在關閉后在系統中相應設備上檢查網絡信號應中斷；
4)逐一關閉被隔離設備接收系統光纖網絡信號的光纖上的光纖開關，并在關閉后檢查被隔離設備的網絡信號應中斷；
5)記錄所有被關閉的光纖開關位置及狀態。本發明所述智能變電站安措隔離方法進行設備安措隔離恢復正常運行時，具體實施步驟如圖3
1)核對安措隔離執行時的光纖開關位置及狀態；
2)檢查被隔離設備與系統網絡通信狀態應中斷，包括系統中其它設備接收被隔離設備的相關光纖網絡通信中斷，被隔離設備接收系統中相關光纖網絡通信中斷；
3)逐一打開被隔離設備向系統發送光纖網絡信號的光纖上的光纖開關，并在打開后在系統中相應設備上檢查網絡信號應恢復正常；4)逐一打開被隔離設備接收系統光纖網絡信號的光纖上的光纖開關，并在打開后檢查被隔離設備的網絡信號應恢復正常；
5)核對恢復后的光纖開關狀態與安措執行前記錄的光纖開關狀態，二者應完全一致。本發明所述的安措隔離方法進行設備隔離時，關閉被隔離設備與系統通信網絡回路中的光纖開關，被隔離設備與系統通信的光纖在物理光路上被隔離成兩段，光波信號在光纖開關處被中斷，無法穿透光纖開關。光纖開關通過的光信號功率應為OdBm，從而網絡光信號無法傳輸到對端設備，如圖4所示，實現了設備的隔離。本發明所述的安措隔離在恢復時，打開被隔離設備與系統通信網絡回路中的光纖開關，此時，光纖開關在網絡回路中是透光體，其光衰耗應不大于O. 5dBm，被隔離成兩段的光纖此時連通成一個整體，光信號可以從光纖一端透過光纖開關傳輸到光纖的另一端，如圖5所示。從而網絡光信號可以順利傳輸到對端設備，實現了網絡的正常通信。 本發明所述安措隔離方法中光纖開關的安裝位置應在實際工程應用中考慮，可以集成于光纖法蘭盤中，也可以安裝于光纖轉接盒內，也可獨立分散安裝，但不限于這幾種方式。上述實施例不以任何方式限定本發明，凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種智能變電站無源光纖開關，其特征在于包括光纖準直器，在光纖準直器的兩端，兩光纖適配器部分嵌入光纖準直器中，光纖適配器連接光纖，遮擋板位于光纖準直器中，遮擋板將光纖準直器分為左、右兩部分，觸發開關與遮擋板相連。
2.根據權利要求I所述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于光纖適配器接口為ST、SC、FC、LC 接口中的一種。
3.根據權利要求I所述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于兩個光纖適配器的中心對齊。
4.根據權利要求I所述的智能變電站無源光纖開關，其特征在于在所述光纖準直器外設置有外框，觸發開關的一部分位于外框外側。
5.一種基于智能變電站無源光纖開關實現的安措隔離方法，其特征在于，包括以下步 驟 1)通過無源式光纖開關的關閉和打開狀態實現設備之間網絡光信號的隔離和導通； 2)安措隔離方法實施時，光纖開關關閉，設備之間的光纖在光路上被隔離成兩段，被檢修、維護設備發送的網絡光信號傳輸到光纖開關處被終止，無法傳輸到其他設備或二次系統中；其他設備或二次系統發送的網絡光信號傳輸到光纖開關處被終止，被檢修、維護設備無法接收到其他設備或二次系統中； 3)安措隔離恢復正常運行時，光纖開關打開，設備之間的光纖在光路上連通成一個通路，設備之間網絡信號正常交互，光纖開關不影響光纖網絡的正常工作。
全文摘要
本發明公開了一種智能變電站無源光纖開關及其安措隔離方法，無源光纖開關包括由光纖準直器，在光纖準直器的兩端，兩光纖適配器部分嵌入光纖準直器中，光纖適配器連接光纖，遮擋板位于光纖準直器中，遮擋板將光纖準直器分為左、右兩部分，觸發開關與遮擋板相連。本發明可解決軟壓板進行安措隔離時可視性差的不足，可以消除插、拔光纖進行安措隔離帶來的誤接線風險和對光纖接口損傷的隱患；不需要電子器件的工作，消除外界電磁場干擾的影響，可靠性高，與常規變電站的安措方法相同，具有明顯的斷開點，安措方法實施和恢復簡單、方便，符合常規檢修、維護工作的安全性要求，提高了工作效率、可靠性及安全性。
文檔編號G02B6/35GK102854568SQ20121037081
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者卜強生, 袁宇波, 張佳敏, 吳衛民, 黃浩聲, 高磊, 張小易, 宋亮亮 申請人:江蘇省電力公司電力科學研究院, 江蘇省電力公司無錫供電公司