通常情况下，当我在贸易展览会上问人们是否知道光纤电缆时，我看到一些人犹豫不决，耸耸肩，目光游离，疯狂地试图从我展位的广告横幅上找到答案。当人们想到光纤时，他们通常会把它与电信行业、互联网或电话线联系在一起。大多数人不知道的是，光纤的广泛应用扩展到工业网络，包括太阳能和风能的控制系统。工业化的光纤为在恶劣环境下传输数据提供了一种有效的手段。风能行业如何从使用光纤技术中受益?好吧，如果我们回顾历史，我们可以看到光纤可以带我们走多远。
风车最早在中国和波斯发展起来，从公元前2000年开始使用。11世纪时，风车在中东地区广泛用于食品生产，影响了商人和十字军将这一想法带回了欧洲，主要是荷兰。
荷兰人采用了一种新的风车方法，并将其用于莱茵河三角洲的湖泊和沼泽排水。在19世纪晚期，这项技术被殖民者带到新大陆，他们向农场和牧场抽水，后来为家庭和工业发电。在欧洲和后来的美国，工业化导致了风车使用的稳步下降。然而，为了发电，它也激发了大型风车的发展。这些风车被称为风力涡轮机，早在1890年就出现在丹麦。bet188体育官网app下注
在20世纪早期，先进的科学研究和发现导致了开发、生产和制造的冲击，对电力产生了巨大的需求。似乎在一眨眼的时间里，煤矿开采和原油生产迅速增长，为发电提供了必要的自然资源。随着工业和消费电力需求的不断增加，核时代成为了世界能源需求的一个新增来源。1954年6月，苏联的第一个核电站在奥布宁斯克开始运行。随着这一事件的发生，能源世界发生了永远的改变:数十亿兆瓦的发电将电力和光明带到经济发达的大陆最遥远的地方，令人难以置信的城市基础设施围绕着这些强大的发电站出现。集中式发电，曾经是稀罕物，现在已经无处不在，在我们开灯、给智能手机充电、在有环境调节的建筑里享受舒适时，常常被视为理所当然。图1
不幸的是，这种能源繁荣也给人们带来了危险。我们经常在遥远的地方目睹大规模的悲剧，如炼油厂爆炸、石油泄漏和罕见但影响深远的核事故。切尔诺贝利(Chernobyl)、福岛(Fukushima)和马孔多(Macondo)这样的名字铭刻在我们的集体记忆中，它们提醒我们，所有形式的能源生产都存在固有的风险。
为了寻求清洁和环保的发电方式，许多人将注意力转向了现代化的风力发电和其他可再生能源。188app下载地址“2012年，风能首次成为美国新增发电能力的第一大来源，提供了42%的新增发电能力。”2011年，德国总理安格拉·默克尔提出了一项计划，到2022年取代德国所有核电站，到2050年将可再生能源份额增加两倍。虽然这些目标雄心勃勃，但从更大的角度来看，我们迎来了能源生产替代方法创新的新时代。图2
为什么光纤技术在风力发电行业?简单的答案是，在恶劣条件下，安全性、效率、成本效益和可靠性能的结合使光纤在这些应用中非常有吸引力。光缆设备通常用于风塔内部和之间的监控和数据采集(SCADA)系统。所有介电光纤电缆提供了额外的优势，减少地面电位，帮助保护至关重要的控制设备，以防雷击。复杂的风电场通常通过光纤电缆和交换机来运行，将各种服务器连接到涡轮机，以监测和控制风电场。每天，数百万米的这些电缆通过集中控制网络从风塔提供无缝的风电场通信和数据集成。
光纤产品以远距离传输大量数据的能力而闻名，在风力涡轮机和风力发电场的恶劣环境中也提供了这些独特的优势:bet188体育官网app下注
•抗射频干扰(RFI)
•在涡轮及其控制装置之间的电磁干扰(EMI)电气隔离
•畅通的工作温度范围，性能稳定
•数公里的无中继链路
•提供先进的电缆和连接器解决方案，简化现场连接
工业以太网到风力发电网络通信的快速发展导致了企业自动化世界的快速变化，并引入了不同种类的通信电缆。快速(100兆/秒)和千兆以太网(1000兆/秒)的数据速率创造了对更高带宽、实时通信的需求。以前广泛使用的塑料光纤(POF)和铜电缆无法在所需的长距离上提供这些功能。恶劣和不可预测的风电场天气条件需要为数据通信传输提供额外的保护。图3
具有低烟零卤(LSZH)外护套的分级折射率聚合物包层光纤(GI PCF)电缆是专门为要求纤维级高机械可靠性的应用而设计的。聚合物包层光纤不仅为光纤芯提供了强大的机械保护，而且还为产品增加了重要的现场终端功能，提供了可靠的电缆连接解决方案。
发电、输电和配电自然会产生强烈的电噪声。由于在风力涡轮机内部使用光纤，除了抗电磁干扰(EMI)外，还能抗射频干bet188体育官网app下注扰(RFI)，因此数据传输不受电噪声的影响。
如果光纤电缆是最好的选择，是什么阻止一些制造商在风力发电应用中使用更多的光缆呢?字段终止是否太难?技术人员在使用光纤时是否过于犹豫?
这些问题给光纤的选择带来了严重的障碍;现实情况是，一些电缆技术人员对使用玻璃纤维犹豫不决。关于光纤的一些常见误解包括，“太复杂，太脆弱，太小而不能终止，使用凌乱的环氧树脂，需要冗长的抛光过程，”以及我个人最喜欢的，“你需要特殊的培训和认证才能使用它。”
从历史上看，人们普遍担心在这种环境中使用玻璃光纤的处理和长期可靠性，阻碍了其在风力发电应用中的采用。通过几十年的发展，OFS等公司已经开发并证明了光纤在海底、航空航天、医药、工厂自动化和石油和天然气市场等应用中的坚固性和简单性。最近，在改善光纤处理和简化现场连接方面取得了重大进展。如今，OFS等公司的GiHCS®光纤电缆和Panduit提供了梯度指数聚合物包层光纤(GI PCF)光纤解决方案，以及LSZH(低烟零卤素)电缆和LC现场安装连接器，可与交换机线路上常用的SFP模块模块互操作，用于快速和千兆以太网上行链路和交换机端口。
这样的光纤电缆解决方案有助于确保稳定的性能:
•摄氏-20至+105Ë (C)(-4至+ 221Ë (F)
•高振动
•接触常见的工业油和化学品
暴露在严重的电气噪声中
●连接器培训时间最短的情况
•在技术人员不是光纤专家的地方安装
对于一些安装人员来说，在恶劣、暴露的条件下进行维护和现场电缆维修是另一个大问题。在风力更强的海上应用中，与陆上相比，塔架更高，风力涡轮机更大，叶片更长。bet188体育官网app下注认识到这些问题，光纤工程师现在设计并开发了一种简单的卷曲和切割终端系统，允许加固光纤电缆的连接，而不需要环氧树脂或抛光，并简化了终端培训。通过使用轻质光纤电缆和紧凑的光纤工具包，可以简化爬塔修复或更换数据链路的工作，在连接连接器期间不需要电力。遵循使用说明书是非常重要的;它不仅节省了技术人员在第一次“正确卷曲”时的精力，而且不需要消耗品，该系统还增加了他们可以使用单个套件执行的终止次数。图4
光纤断口电缆现场终止的简单步骤包括:首先，剥去防水的外护套材料;然后，根据连接器的不同，将连接器直接压接到光纤涂层(LC, SC, ST和SMA类型)或基于etfe的缓冲材料(V-pin和f07型连接器)上，以获得坚固的连接器保留。强大的连接器电缆保留是至关重要的连接在涡轮机的强烈机械振动是一个问题。第三步是使用带有金刚石刀片的特殊精密切割工具在光纤上进行光学处理。这一关键但简单的步骤为低连接器插入损耗创造了近乎完美的光学表面。切割步骤消除了对纤维端面抛光的繁琐需要。不需要杂乱的粘合剂或抛光设备，您的连接电缆已准备好以快速和千兆以太网数据速率传输。
在贸易展览会上，我们进行了数百个连接器终端演示。为了证明这个终止系统的简单性，我们要求我们的不熟悉的客户通过我们的“卷曲，切割和离开”比赛来自己尝试这个系统。参赛者在连接光纤时进行计时，通常每个连接器的时间都在40秒以内。
根据连接器类型，现场技术人员只需4到5个步骤，就可以使用他们熟悉的工具执行数千个终端。最后，一个无压力的光纤区，如果你愿意的话，它是数据通信的圣杯。
对光纤的好奇和真正的兴趣使人们在我们的展位上停留了更长的时间，在短短几分钟内，许多人在短短几分钟内改变了他们对光纤使用的看法，遵循这些新的和简单的步骤。不再耸肩，不再眼神飘移，之前的犹豫和怀疑一扫而光。我们希望我们所有的参赛者都能记住光纤在风力应用行业中的好处，学习和使用电缆终端过程的简单性，以及他们在我们的“卷曲，切割和离开”比赛中获得的乐趣。
在生命的最初阶段，我们通过探索、研究和尝试来学习新事物;每一项新技能都有自己的学习曲线。同样，采用可再生能源也有自己的学习曲线，需要时188app下载地址间，但对人类的好处是实实在在的。几个世纪以来，风车的设计基本没有变化，现在已经演变成风力涡轮机，利用并转化风能。bet188体育官网app下注这是通过简化光纤等技术进步实现的，这有助于风力涡轮机的安全性、控制性和效率。bet188体育官网app下注当人们学习新事物和新技术时，我们感受到了那些变化之风，人们观念的变化，以及他们视野的变化。
参考文献
1.Wind Energy Foundation, “Interesting Wind Energy Facts,” Wind Energy Foundation,http://www.windenergyfoundation.org/interesting-wind-energy-facts(2013年7月24日访问)
2.The Wind Coalition, “History of Wind Energy,” The Wind Coalition: Developing the Nation’s Wind Corridor,http://windcoalition.org/wind-energy/history-of-wind-energy/(2013年7月24日访问)
3.Wind Energy Foundation, “Interesting Wind Energy Facts”
