引用本文：
伏丽娜, 郭毅，于晶，等. 基于COMSOL仿真和实验验证的耐热型OPLC结构优化方案[J]. 光通信技术，2022，46（4）：56-60.
伏丽娜1,2, 郭 毅1,2，于 晶1,2
(1.上海电缆研究所有限公司，上海 200093；2.上海国缆检测股份有限公司，上海 200444)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对光纤复合低压电缆（OPLC）在运行状态下发生的短暂高温对电缆中光纤的传输性能造成影响的问题，提出了耐热型OPLC结构优化方案。首先，优化改进OPLC结构、研究OPLC材料选型；然后，采用COMSOL多物理场仿真软件，实现耐热型OPLC三维模型的仿真建模，并根据电流热效应及温度对电阻的反作用原理对仿真模型进行修正，探索优化结构下仿真状态的线缆三维热场分布情况；最后，结合目前OPLC耐热试验要求，研究适用于耐热型OPLC的耐热和超载试验的测试方案。测试结果表明,高于电缆工作最高标准温度10%且持续时间15 min时，OPLC的光纤衰减损耗变化不超过0.15 dB/km。
关键词：光纤复合低压电缆；电力光纤到户；耐热
中图分类号：TN247 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2022）04-0056-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.04.010
0 引言
光纤复合低压电缆（OPLC）依托电力天然管道资源，是电力光纤到户工程建设、电网和通信网基础设施深度融合的重要技术手段[1]。OPLC的出现推动了电力光纤到户网络的发展，为远程集成和电力用户双向互动的实现提供了技术条件[2]。在多物理场的叠加效应下，长期工作的OPLC中光纤附件损耗会对通信能力和线缆的运行寿命造成负面影响。
针对短暂高温的实际电网问题，本文从电缆材料的选择和OPLC结构优化的角度分析和阐述耐热型OPLC结构优化方案，并通过仿真和试验对耐热型OPLC的耐热情况进行验证。
4 结束语
本文基于不同结构OPLC缆中光纤耐热特性，结合多物理场仿真模型，提出了耐热型OPLC结构优化方案。通过在光单元原有结构上增加热隔离保护结构，基于隔热材料选型与管状结构，改进光单元结构设计，可降低热场环境对光单元的影响，提升光单元耐热特性；通过研究光单元在OPLC中的合理布放，结合光单元结构设计，且经过试验检测，耐热型OPLC的耐热特性满足在高于电缆工作最高标准温度10%且持续时间15 min的光纤衰减变化不超过0.15 dB/km。
耐热型OPLC产品的研制，可为OPLC电力光纤到户技术的研制推广从理论到实践提供强有力的支撑，将为电力光纤到户工程的建设提供坚实技术基础，具有广阔的应用前景，并产生显著的社会效益，为智能用电和智慧城市建设做出贡献。