特種光纖在智能電網中的典型應用一：換流閥用觸發光纖

我國多項電力電網核心技術多年來一直被國外企業所掌握和壟斷，但在特高壓直流輸電、柔直直流輸電、新能源并網、電網保護、電力調度自動化、電力系統安全和監測等方面，國內多家上下游企業都取得了的突破，逐漸實現自主創新和設備原材料國產化，并在一些領域已經走在行業的前沿。

電力電網設備和技術的國產化與自主創新的突破，核心取決于核心原材料、工業控制技術、光纖傳感技術等技術的突破，這些技術的一個重要方向便是特種光纖、特種光纖工控和組網技術以及以特種光纖為基礎的關鍵光纖傳感技術。

隨著中國各項技術的不斷發展與進步，國內先后報道了多內多家單位自主研發的特高壓直流、柔性直流輸電工程，技術水平和行業地位處于世界水平。但其中，用換流閥及控制組網技術的特種光纖，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。

換流閥的核心設備是晶閘管，晶閘管是一種開關元件，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，晶閘管觸發系統中的觸發脈沖就會因強干擾的影響，出現晶閘管誤觸發、不觸發或脈沖品質變差的現象。同時，晶閘管整流器常常處于高壓狀態下，電壓高達數千伏。作為一種低壓弱電系統，觸發控制系統要想使自身能夠正常安全的運行，必須要對其他相關的元件采取相應的隔離措施。

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，實現換流閥的觸發控制。目前，光纖觸發技術主要應用在光電混合觸發晶閘管（ETT）閥、光觸發晶閘管（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用場景的具體需求，推出了不同規格的閥用特種光纖產品。這些產品也已服務于我國多項電力電網工程。

換流閥用觸發光纖，可根據客戶定制需要，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，具有以下優勢：

（1）大芯徑、大數值孔徑。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境中不會輕易斷裂。低羥基大芯徑塑料包層光纖與常規玻璃包層相比，具有更高的抗拉強度，能更好地阻擋潮濕的影響，可廣泛應用在電力環境中。

電網環境，要求傳輸控制光纖經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境、特殊材料的光纜制備技術和平臺，在電力電網環境下，一方面通過內外護層采用特殊內外護套材料，應用于各類光纖中，質量輕、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，可設計緊套光纜、松套光纜、絞合光纜和集束光纜等幾種主要結構類型，根據應用情況，給光纖提供可靠的保護，可直接匹配電網中各類系統組件，充分服務于電網控制等應用環境。