塑料光纤电力信息传输系统技术规范第1部分：技术要求

塑料光纤电力信息传输系统技术规范第1部分：技术要求

国家标准 GB/T31990.1一2015 塑料光纤电力信息传输系统技术规范 第1部分:技术要求 Technicalspecifiationforelectricpowerinforationtransmissionsystemonm plastieoptiealtiher一Part1:Techmiealrequirements 2015-09-11发布 2016-04-01实施 中毕人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中 国国家标准化管厘委员会国家标准
GB/T31990.1一2015 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 基本要求 4.1系统结构 4.2功能要求 4.3兼容性要求 4.4性能指标要求 4.5可靠性要求 测试方法 5.1测试环境要求 5.2光接口指标测试 系统试验方法 6.1试验环境要求 6.2试验电源要求 6.3试验系统配置 6.4试验步骤 * + 附录A(资料性附录)塑料光纤电力信息传输系统应用示例
GB/T31990.1一2015 前 言 GB/T31990《塑料光纤电力信息传输系统技术规范》分为以下5个部分: -第1部分;技术要求; 第2部分;收发通信单元; 第3部分;光电收发模块 第4部分塑料光纤 第5部分;综合布线 本部分为GB/T31990的第1部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本部分由电力企业联合会提出并归口 本部分负责起草单位:电力科学研究院 本部分参加起草单位;南京宇能仪表有限公司、江苏飞腾电子科技有限公司,北京电力经济技术研 究院、中能国研(北京)电力科学研究院、深圳市科陆电子科技股份有限公司、广东东方电讯科技有限公 司、国网冀北电力公司、四川汇源塑料光纤有限公司、深圳市好通家实业有限公司 本部分主要起草人:郝为民、胡卫明、蔡青有、刘剑、岳在春、祝恩国、储九荣、李文俊、庞建民、 袁静伟,袁瑞明,舒斌,石怀德,余洪、任佳威,许杰雄 业
GB/T31990.1一2015 塑料光纤电力信息传输系统技术规范 第1部分;技术要求 范围 GB/T31990的本部分确立了塑料光纤电力信息传输系统体系结构的一般原则,规定了塑料光纤 电力信息传输系统的术语和定义、系统结构,基本功能、系统兼容性要求和性能指标要求以及测试和系 统试验方法 本部分适用于基于塑料光纤的电力信息传输系统 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB9254！一2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 塑料光纤plastieoptieliber 以高折射率的聚合物材料为纤芯和低折射率的聚合物材料为包层所构成的光导纤维 3.2 光纤通信fiberoptiecommunieation 利用光作为信息载体,以光纤为介质进行传输的通信方式 3.3 用电信息采集终端eeetrieenergdatacoleetionterminal 对各信息采集点进行用电信息采集的设备,简称采集终端 3.4 通信单元commnieationunit 塑料光纤电力信息传输系统中的通信模块或通信设备 3.4.1 通信模块 communicationmodule 嵌人在电力设备中,以塑料光纤为传输媒介的通信组件 3.4.2 通信设备 communicationdeyice 以塑料光纤为传输媒介的外置式通信装置
GB/T31990.1一2015 3.4.3 采集终端通信单元colleetionterminalcommuniceationunit 嵌人在采集终端中,通过塑料光纤与采集点通信单元通信的通信模块 3.4.4 采集点通信单元colleetionpointcommunieationunit 嵌人在采集点中,通过塑料光纤与采集终端通信单元通信的通信模块 3.5 光电收发模块optiealtransceiver 具有光电转换和电光转换功能的组件,由光电子器件,功能电路和光接口等构成 3.6 中心波长eentralwavelength 在发射光谱中,最高强度(或幅度)的50%处两点的中心所对应的波长 3.7 平均发送光功率meanlaunehedpower 全调制情况下,光发送器在参考点(S点)耦合进塑料光纤的光信号的平均光功率 3.8 接收灵敏度 receiver sensitivity 在误码率不大于10-"时光接收器所测的最小平均光功率 3.9 过载光功率 receiver0verl0ad 在误码率不大于10"时光接收器允许的最大平均光功率 3.10 脉冲宽度失真pulse" widthdistortiom 输出脉冲宽度与输人脉冲宽度的差值 3.11 terminaldevice 光纤终端装置therptitt 包括一个或多个通信单元,用来把电信号转换为光信号和(或)把光信号转换为电信号,能连接到至 少 根塑料光纤的一种组件 3.12 光分合路器upticealspliter/mbiner 用于在光纤通信中进行光合路、分路、中继的装置 可分为1;4、1:8、1:l6等多种,可以完成多 级连接 基本要求 4.1 系统结构 塑料光纤电力信息传输系统是一种冢用点到点或点到多点结构的短串离通信系统 该系统点到点 通信结构一般由塑料光纤、光纤终端装置组成,如图1所示
GB/T31990.1一2015 塑料光纤 图1点到点通信结构组成示意图 点到多点通信结构包含两个以上光纤终端装置,可以灵活组成串联单支路型、串联单环路型、串联 双环路型以及并联星型等点对多点通信拓扑结构,如图2图5所示(在实际应用中,这几种结构可以 单独或混合使用,应用举例见附录A) 端 塑料光纤 塑料光纤 图2串联单支路结构组成示意图 光 农 塑料光纤 塑料光纤 置 塑料光纤 图3串联单环路结构组成示意图
GB/T31990.1一2015 光 塑料光纤 塑料光纤 端 装 装 塑料光纤 塑料光纤 置 置 塑料光纤 塑料光纤 图4串联双环路结构组成示意图 塑料光纤 光 分 终 潮 路 器 塑料光纤 塑料光纤 塑料光纤 图5并联星型结构组成示意图 4.2功能要求 塑料光纤电力信息传输系统将电力信息通过光纤通信传输到特定的光纤终端装置及实现光纤终端 装置之间的信息交互 光纤终端装置和光分合路器应具备光路工作状态指示,数据收发指示,故障告警 功能 4.3兼容性要求 塑料光纤电力信息传输系统应满足以下兼容性要求:
GB/T31990.1一2015 不同制造商提供的两个或两个以上设备,使用相同的通信协议和通信接口时能相互一起运行 组成塑料光纤电力信息传输系统; 不同制造商提供的两个或两个以上设备组成塑料光纤电力信息传输系统 如果其中任意一个 设备被另一个制造商类似的设备所替换,除了动态响应可能会有不同外,包括被替换设备的所 有系统应用仍会如替换前一样继续运行; 不同制造商提供的两个或两个以上具有相同接口的同类型设备组成塑料光纤电力信息传输系 统,在系统应用中具有可互相替换,且具有同样的系统应用动态响应能力 4.4性能指标要求 4.4.1中心波长 中心波长使用650nm或520nm. 4.4.2平均发送光功率 平均发送光功率最大为0dBm,最小为-9dBm. 4.4.3基本传输性能 通过塑料光纤单向传输数据,误码率不大于10-？ 4.4.4接收灵敏度 接收灵敏度要求见表1. 表1接收灵敏度 接收灵敏度 传输速率 Mbit/s dBm 0一l0 -26 10一250 -21 4.5可靠性要求 4.5.1 环境条件 系统正常运行的环境条件要求如下 a)温度:一40C十70C; 相对湿度:10%90% b 大气压力:63.0kPa一108.0kPa(海拔4000m及以下),特殊要求除外 e) 4.5.2电气安全和电磁兼容要求 4.5.2.1绝缘电阻 系统设备(指光纤终端装置和通信设备,以下同)各电气回路对地和各电气回路之间的绝缘电阻要 求见表2
GB/T31990.1一2015 表2绝缘电阻 绝缘电阻 额定绝缘电压(U 测试电压 Mn 正常条件 湿热条件 U60 >10 250 2 6010 >2 500 4.5.2.2绝缘强度 系统设备电源回路对地应耐受500v(不大于60V直流电源回路)直流电压或2500v(220V交 流电源回路)的50Hz的交流电压,历时1min的绝缘强度试验 试验时不得出现击穿,闪络现象,泄漏 电流不应大于5mA 注，对于交直流双电源供电的系统设备,交流电源和直流电源间的试验电压不低于2500V 4.5.2.3冲击电压 系统设备电源回路、信号输人回路、信号输出回路各自对地和输人回路、输出回路和电源回路之间， 应耐受如表3中规定的冲击电压峰值,正负极性各5次 试验时应无闪络或绝缘击穿现象 表3冲击电压峰值 冲击电压峰值 冲击电压峰值 试验回路 试验回路 直流电源对地 500 信号输人回路对输出回路 500 交流电源对地 5000 信号输人回路对电源回路 4000 信号输人/输出对地 500 信号输出回路对电源回路 4000 电磁兼容性要求 4.5.2.4 系统设备应在表4所列的电磁骚扰环境下能正常工作,骚扰对系统设备工作影响程度用试验结果 评价等级表示 评价等级A;骚扰对系统设备工作无影响,试验时和试验后各系统设备均能正常通信 评价等级B;骚扰使系统设备暂时丧失通信功能,骚扰后不需人工干预能自行恢复通信功能 L 表 电磁兼容性要求 电磁骚扰源 严酷等级 骚扰施加值 施加端口 评价等级要求 工频磁场 400A/mm 整机 10V/m 整机 射频电磁场辐射 30v/nm 整机 8kV A/B 静电放电 外壳和操作部分 1.0kv耦合) 通信线 电快速瞬变脉冲群 4.0kV 电源端口 A/B
GB/T31990.1一2015 表4(续 电磁骚扰源 严酷等级 骚扰施加值 扈加端口 评价等级要求 A/B .0kv共模 信号输人/输出端口 振铃波 2kV(共模),4kV差枞 电源端口 A/B 射频场感应的 10v 电源端口 传导骚扰 1.0kV(共模 信号输人/输出端口 A/B 浪涌 4.0kv(共模),2.0kv差模) 电源端口 A/B 4.5.2.4.1电压暂降和短时中断抗扰度 在符合GB/T17626.11规定的电源电压突降及短时中断条件时,系统设备不应发生死机或损坏 电源电压恢复后应能自动恢复正常通信 4.5.2.4.2工频磁场抗扰度 在表4所列严酷等级的工频磁场影响下,系统设备不应发生死机或损坏,应能正常通信 4.5.2.4.3射频电磁场辐射抗扰度 在表4所列严酷等级的射频辐射电磁场影响下,系统设备不应发生死机或损坏,应能正常通信 4.5.2.4.4静电放电抗扰度 有外封装的系能设备,在表1所列"陆等锁的静电放电骚扰下(如设备的外壳为金属材料,则直搁 放电采用接触放电;如设备的外壳为绝缘材料,则直接放电采用空气放电),系统设备不应发生死机或损 坏;允许出现复位或短时通信中断现象 4.5.2.4.5电快速瞬变脉冲群抗扰度 在表4所列严酷等级的电快速瞬变脉冲群骚扰下,系统设备不应发生死机或损坏;允许出现复位或 短时通信中断现象 4.5.2.4.6振荡波抗扰度 在表4所列严酷等级的振荡波骚扰下,系统设备不应发生死机或损坏;允许出现复位或短时通信中 断现象 4.5.2.4.7射频场感应的传导骚扰抗扰度 在表4所列严酷等级的射频场感应的传导骚扰下,系统设备不应发生死机或损坏,应能正常通信 4.5.2.4.8浪涌抗扰度 在表4所列严酷等级的浪涌骚扰下,系统设备不应发生死机或损坏;允许出现复位或短时通信中断 现象 4.5.2.4.9无线电干扰抑制 系统设备的无线电干扰抑制应符合GB9254一2008的B级设备的要求
GB/T31990.1一2015 4.5.3机械影响 系统设备应能承受正常运行及常规运输条件下的机械振动和冲击而不造成失效和损坏 机械振动 强度要求为 -频率范围;10Hz150Hz 位移幅值:0.075mm(频率<60Hz); -加速度幅值;10m/s(频率>60H2) 4.5.4电源要求 系统设备应支持交流或者直流供电方式,在a)或者b)条件下应能正常工作 直流电压额定值及允许偏差: 额定电压;+12V/一48V,允许偏差士20% b)交流电压额定值及允许偏差 额定电压;220V/380V,允许偏差士20%;频率50Hz,允许偏差一6%~十2% 测试方法 5.1 测试环境要求 塑料光纤电力信息传输系统参数测试应在以下标准大气条件下进行: -环境温度;十15C十35C; 相对湿度:45%75%; 大气压力63.0kPa一108.0kPa 5.2光接口指标测试 5.2.1中心波长 5.2.1.1测试配置 主要测试仪表;码发生器、光谱分析仪 测试配置如图6所示 码发生器 被测设备 光谱分析仪 塑料科光纤 图6中心波长测试配置 5.2.1.2测试步骤 测试步骤如下 a)按图6所示连接; b)码发生器按被测设备的光接口要求发送满负荷数据流; 用光谱分析仪读出发送光中心波长 e)
GB/T31990.1一2015 5.2.2平均发送光功率 5.2.2.1测试配置 主要测试仪表;码发生器,光功率计 测试配置如图7所示 码发生器 被测设备 光功率计 塑料光纤 图7平均发送光功率测试配置 5.2.2.2测试步骤 测试步骤如下 a)按图7所示连接; b) 码发生器按被测设备的光接口要求发送满负荷数据流; e)用光功率计测试光接口的平均发送光功率 5.2.3接收灵敏度 5.2.3.1测试配置 主要测试仪表;码发生器、码检测器,光功率计、光衰减器 测试配置如图8所示 5.2.3.2测试步骤 测试步骤如下 按图8所示连接， a 码发生器 码检测器 可调制光源 光衰减器 被测设备 塑科光纤 塑料光纤 光功率计 塑科光纤 图8接收灵敏度测试配置 码发生器按被测设备的光接口要求发送满负荷数据流; b 逐渐增加光衰减器的衰减量,使被测设备的接收光功率逐浙减小,直至达到基本传输性能的 临界状态 d)断开与被测设备的塑料光纤连接,接人光功率计(虚线),从光功率计上读出的光功率即为接 收灵敏度
GB/T31990.1一2015 注若设备支持全双工,在全双工状态下测试即可;若设备只支持半双工,即在半双工状态下测试 系统试验方法 试验环境要求 塑料光纤电力信息传输系统的系统试验应在以下标准大气条件下进行 -环境温度:十15C十35C; 相对湿度:45%75%; 大气压力.63.0kPa108.0kPa 6.2试验电源要求 塑料光纤电力信息传输系统试验系统应在以下标准电源条件下进行 电压;220V,允许偏差士20%; 频率;50Hz,允许偏差一6%十2% 试验系统配置 6.3 主要试验仪表;码发生器,码检测器 试验系统由不少于9台具有相同的通信协议和通信接口的光纤终端装置组成,系统结构如图9 所示 6.4试验步骤 试验步骤如下: a)按图9所示连接好试验系统; 码发生器 码检测器 时钟同步信号 不少于9台 可调制光源 塑料光纤 塑科光纤 置 图9试验系统结构示意图 码发生器按光纤终端装置的光接口要求发送满负荷数据流 b e)连续发送测试码,误码率应不大于10-" l0
GB/T31990.1一2015 附录A 资料性附录 塑料光纤电力信息传输系统应用示例 A.1塑料光纤用电信息采集系统结构示例 塑料光纤用电信息采集系统应用塑料光纤传输电表信息,其系统结构如图A.1所示 主 站 信息管理系统 远程通信 塑料光纤集中器 塑科光纤 光分合路器 电能表 电能表 电能表 电能表 电能农 电能表 电能表 电能表 电能表 图A.1塑料光纤用电信息采集系统结构串联单支路型及单环路型组成并联星型混合结构 塑料光纤用电信息采集系统示例工作流程 在图A.1中,塑料光纤集中器、电能表作为光纤终端装置和光分合路器一起组成塑料光纤电力用 1l1
GB/T31990.1一2015 户用电信息采集系统 系统总体结构为星形,其分支又可分成串联单支路形和单环路结构 其工作流 程如下: 塑料光纤集中器接收主站通过远程通信信道(如GPRs/CDMA等)发送来的指令或根据自身 ? 配置自动发出指令,通过光分合路器和塑料光纤发送到指定的电能表中; b接收到指令的电能表将所需电能表数据通过塑料光纤通道上传到集中器进行处理汇总; 塑料光纤集中器将处理好的数据通过远程通信信道上传到主站 c 12

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随着社会信息化的发展，电力行业对数据传输的需求越来越高。而传统的铜线传输方式存在许多缺陷，比如信号衰减、干扰等问题，因此需要一种新型的传输方式。塑料光纤作为一种新型的传输材料，具有重量轻、体积小、阻燃性能好等优点，已经在电力行业得到广泛应用。

塑料光纤电力信息传输系统技术规范第1部分就是对该系统进行技术要求的规范化制定。该规范主要包括以下几方面内容：

• 1.系统总体要求：包括系统的组成结构、连接方式、传输速率等要求；
• 2.光纤要求：包括光纤的材料、直径、损耗等要求；
• 3.光源和接收器要求：包括波长范围、灵敏度、动态范围等要求；
• 4.功率预算要求：包括链路损耗、光发射功率、接收器灵敏度等要求；
• 5.安全要求：包括电气安全、防静电、防雷击等要求；
• 6.试验要求：包括整机性能试验、环境试验、可靠性试验等要求。

通过该规范的制定，可以保证塑料光纤电力信息传输系统的可靠性和稳定性，提高数据传输效率，为电力行业信息化建设提供有力保障。

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