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RURAL ELECTRIFICATIONSmart Grid 农网智能化

2011年第04期总第287期

2.3 组网方案

网络应适应调度及行政电话、自动化信息、电力信息

传输的需求，业务包括语音、数据、图像等。随着电力体

制改革的深入，业务量呈指数增加，而数据业务量则以更

高的速度增长，电力通信专网所传输的IP协议会占越来越

大的比例，IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM等技

术的出现为目前和未来信息网奠定了坚实的基础。根据目

前IP技术发展及应用情况，结合县局在未来几年的实际应

用，本地区光纤通信网采用某SDH设备。这是一种具有以

太网透传功能的SDH设备，是一种在SDH传输制式下实现

宽带接入和窄带接入真正综合的设备。它具有很高的性能

价格优势，完全能够满足县级电网各种业务增长的要求。

2.4 网管系统

本网管系统采用基于Windows操作平台的Unitrans

ZXONM网管系统，硬件为PC机，内置数据库，实时多任

务操作系统，提供全中文图形界面；具有故障管理、性能

管理、配置管理、安全管理、综合管理、网管系统自身管

理等几大管理功能。还能够实现远程异地监控，可以及时

帮助用户解决实际应用中出现的问题等特点。

3效益分析

尚义供电分公司通信网建成后可以大大降低通信通道

的故障率，提高数据传输速度，彻底解决因天气引起的站

桂建廷，徐钦元，陈长春，王运柯，徐 涛，王 珏

太赫兹技术在电力系统中的应用前景

1太赫兹波简介

太赫兹（THz）波是指频率在0.1～10THz（波长为

3000～30mm）范围内的电磁波，在长波段与毫米波相重

合，在短波段与红外光相重合，是宏观经典理论向微观量

子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为

电磁波谱的“太赫兹空隙（THzGap）”。与其他射线相

比，太赫兹波的频率范围处于电子学和光子学的交叉区

域，其性质表现出一系列不同于其它电磁辐射的特殊性。

1.1 极强的穿透能力

太赫兹射线能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳

板、布料、塑料等物质，还可无损穿透墙壁、沙尘烟雾，

使其能在某些特殊领域发挥作用。

1.2 探测安全性高

太赫兹射线不同于X射线，它是一种不电离的射

线，具有较低的光子能量。1THz频率的光子能量只有4

MeV，因此不会象X射线（keV量级）那样在生物组织中

产生有害的光致电离，也不容易破坏被检测物质。如用太

赫兹检测物质，就可以发现内部瑕疵而又不损害该物质。

1.3 良好的物质识别能力

太赫兹射线单个脉冲的频带可以覆盖从GHz直至几

十THz的范围，许多生物大分子的振动和转动能级，电介

质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级

均落在其波段范围内。由于每种材料的太赫兹频谱特征是

不同的，因此只要建立了这些物质的太赫兹频谱特征数据

库，就可以采取“指纹”识别的方法来对物质进行检测。

1.4 强大的成像能力

通过采集太赫兹波反射波并利用成像系统，对样品振

幅或相位信息进行处理和分析，就可以得到样品的THz图

像。太赫兹波成像的显著特点是信息量大，可准确显示物

（南阳供电公司，河南 南阳 473000）

端数据传输终端等情况，避免了因35kV线路检修造成站

端数据无法上传的弊端。将为各站的遥视、视频、办公

自动化的开通奠定基础，为各种MIS、用电ECM工程开通

通道。彻底解决了供电所用网通VPN网络造成的故障率

高，维护工作量大，租用费高等问题。分公司光纤系统工

程会提高整个尚义电力通信系统运行的稳定性，确保大负

荷期间安全、可靠供电。

通过对尚义供电分公司光纤系统工程的开展，优化电

网通信系统结构，提高电网通信系统可靠性；确保高容量

数据业务可靠、高效传输，保证重要用户安全稳定供电，

提高服务水平，为迎接数字化电网、5E上线建设打下良

好的基础。

4结束语

建成后的通信网所承载的信息将包括语音、低速数

据、计算机网络通信、可视图文、可视会议、图像监控、

Internet业务等多种通信业务类型；将承担电力系统的生

产调度电话、行政管理电话和实时远方自动化信息的传

输；同时还将成为以计算机网络为基础的信息资源网的承

载网络，以便建立自动化办公室系统以及自动化的电力生

产、调度、管理系统，满足信息交换、信息共享、信息开

发和信息重组的要求。

（责任编辑：张峰亮）

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农网智能化 Smart Grid

2011年第04期总第287期

质的内外部信息，目前太赫兹显微成像的分辨率已达到微

米级。

1.5 抗背景噪声干扰能力强

THz脉冲的典型脉宽在皮秒量级，不但能够方便地进

行时间分辨的研究，而且利用取样测量技术，可以有效地

抑制背景辐射噪声的干扰。目前，脉冲THz辐射通常只有

较低的THz射线平均功率，但是由于THz脉冲有很高的峰

值功率，而且采用相干探测技术获得的是THz脉冲的实时

功率而不是平均功率，因此有很高的信噪比。目前，THz

辐射强度测量的信噪比可大于10倍以上，在时域光谱系统

中的信噪比可达105或更高。

1.6 大容量、高保密的宽带信息载体

太赫兹波方向性好，散射小，频带宽，测量信噪比

高，适合于大容量与高保密的数据传输，而且太赫兹波处

于高载波频率范围，是目前手机通信频率的1000倍左右，

可提供10GB／s的无线传输速率。利用太赫兹波进行无线

电通信，可以极大地增宽无线电通信网络的频带，使无线

移动高速信息网络成为现实。

2太赫兹技术在电力系统的应用前景

当前，太赫兹技术已经广泛运用在物理学、化学、生

物医学、天文学、材料科学和环境科学等领域，电力系统

作为技术密集型企业，太赫兹技术在电力系统中的应用前

景同样令人瞩目。

2.1 地下电缆故障的检测

目前，在地下电缆故障点的检测中主要采取测量双端

电气信号进行故障定位，但由于实际情况的复杂性，电缆

故障定位的精度最多达到十米级，只能在测算出大致区域

后采取全面挖掘的方式查找，往往费时费力。因此，如何

准确、迅速、经济地找出故障点，对于供电企业而言尤为

重要。太赫兹探测器可以很好的解决这个问题。由于非金

属材料对THz射线的吸收较小，因此其辐射能以很小的衰

减穿透诸如陶瓷、碳板、布料、塑料、沙尘等物质，甚至

可无损穿透墙壁、干燥土层等，如果能够利用太赫兹技

术，研发出一种便携式的探测仪，就可以方便的查找电缆

表面的破损点，甚至可以利用太赫兹波对温度、磁场的敏

感性查找非表面破损的故障点。

2.2 电力元器件质量检测

电力系统是一个由上万个元器件通过复杂联系构成的

系统。如果任一个元器件出现问题，都会影响整个系统的

安全与稳定。日常工作中，电力工人需要经常性地对线路

进行巡检，而在建设过程中，也需要耗费大量人力物力来

检测元器件的完好。如果使用太赫兹探测器完成维护或者

测试中的器件检测工作，不仅可以节省人力物力，而且可

以提高检测准确度。

太赫兹波具有低能性，不会损坏被检测元器件。可以

实现无损检测。利用太赫兹检测器，检测人员可以得到非

金属表面被检测元器件的完整信息。包括厚度、内部结

构、密度分布、内壁情况等，准确掌握了器件情况，检测

人员就可以在发现问题时采取正确的补救措施。同时，太

赫兹波对人体的损害几乎为零，因此用太赫兹探测器进行

电器设备质量检测，兼顾了安全性和准确性两项要求。

2.3 反窃电查处

当前，国内各地窃电现象比较普遍，而且日益呈现高

科技化、网络化趋势，给供电企业带来巨大经济损失。面

对窃电行为的严重危害，供电企业在维护自身合法权益方

面受到种种限制而显得办法不多。首先，查处窃电必须遵

循严格的法定程序，这样就给窃电者留有一定的时间、空

间销毁证据，使得窃电行为难以发现、发现后难以取证；

其次，在未掌握十分确凿证据的情况下，供电企业考虑社

会影响，不能贸然进入有窃电嫌疑的客户室内进行检查，

导致一些窃电行为得不到及时惩处；再次，窃电现场查处

时，窃电分子往往会采取暴力手段抗拒执法，给工作人员

带来极大的人身危险性；最后，反窃电主要依靠工作人员

的经验，现场技术支持能力不足，导致一些较为隐蔽的窃

电手段难以发现。针对上述问题，研制窃电遥测系统，利

用现代化手段，实现远距离线损监测、窃电测定及证据取

证功能，是查处窃电行为的有效措施。

当然，受无法穿透金属表层的局限，利用太赫兹技术

对金属表箱内部接线进行排查尚无法实现，但如果供电企

业转变思维，逐步把金属表壳换成塑钢或其他非金属材

料，则不仅可以降低成本，提高安全性，同时也为遥测反

窃电技术的运用奠定了基础。另外，利用太赫兹波对塑料

材质的良好穿透性，实现电能表现场无损检验从目前来说

已经不存在技术瓶颈。

2.4 电网通信

随着电网朝着智能化方向发展，要求传输的数据量越

来越大，如何以较低的成本和周期建立起能够适应复杂电

网结构和需求特点的，实用、可靠、实时、覆盖面广、灵

活性好的电网数据业务传输系统，满足电网各方面对信息

传输的需求，是供电企业需要考虑的问题，借助太赫兹技

术，布设短程地面无线局域网是值得考虑的思路之一。

太赫兹无线网络布设简单，耗时少，不易损坏，可传

输相当于有线网络的信息量，即使在露天场地，遇到沙

尘、烟雾等恶劣环境，依然可以有效保证通信质量，实现

全天候工作。同时，太赫兹波的宽带性有效的扩展了电磁

频谱的范围，大大增加了可用通信频率的选择机会。

（责任编辑：张峰亮）