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作者单位:467011 河南省中平能化集团一矿医院
癫痫持续状态是指持续、频繁的癫痫发作。发作时间持续30 min以上,或连续多次发作,发作间期意识不能恢复[1]。是一种神经内科常见急症。如不及时抢救,可短期内死亡。临床上在持续状态患者抢救过程中,快速控制发作,护理人员动态、综合地观察病情变化,有效预防并发症的发生,是抢救成功的关键。我科自2006年1月至2010年12月救治癫痫持续状态患者23例,现将护理体会总结如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组男17例,女6例,年龄6~74岁,平均20.6岁,其中因停服、漏服或更换抗癫痫药物诱发18例,因发热、精神刺激、过度劳累而诱发4例,1例病因不明首次发作即进入持续状态。
1.2 治疗
1.2.1 首选安定,静脉给予安定是治疗癫痫持续状态的最有效的药物[2]。立即给予静脉注射安定针10~20 mg(儿童0.25~0.5 mg/kg)或将60~100 mg 地西泮针溶于5%葡萄糖生理盐水中,于12 h内缓慢静脉滴注。
1.2.2 发作控制后使用苯巴比妥针0.1~0.2 mg肌内注射,2~3次/d。
1.2.3 给予吸氧、抗感染、降颅压、补液等抢救措施。
1.3 结果 本组14例入院后30 min内完全控制发作,4例于入院后2 h控制发作,5例于入院后6~10 h控制发作,均抢救成功。
2 护理与体会
2.1 保持呼吸道通畅 癫痫发作时解开患者的衣领及腰带以利呼吸,及时给予氧气吸入2~4 L/min,连续抽搐可使呼吸道分泌物增多,舌根后坠,舌体咬伤引起出血,易造成呼吸道通气功能障碍或肺部继发感染,患者应侧卧位或平卧头偏向一侧,及时抽出口腔内分泌物及痰液,必要时行气管切开,保持呼吸道通畅,防止窒息。
2.2 患者的安全护理 置患者于安静病房,减少探视和避免各种不良刺激,室内不放置热水瓶、火炉、锐利器械等不安全物品。设专人护理,给予必要的安全防护措施,如加床档、使用约束带把患者手脚捆绑在床边等。注意保护四肢关节以防碰伤,不可用力按压以防造成骨折和关节脱臼。癫痫持续状态在未控制前,应将假牙取出,把牙垫放于患者上下臼齿之间,防止咬伤舌及颊部黏膜。对精神运动性发作者,注意保护,防止自伤、伤人和走失。
2.3 加强基础护理 严密观察癫痫发作持续时间、次数、间歇时间等,某些因发作时间较长,发作控制后仍持续较长时间的昏迷,应注意压疮及其他护理并发症的发生。另外呼吸道分泌物较多、较深,不宜抽出者,护士发现后及时报告医生,行气管插管或气管切开术,气管切开后按气管切开护理常规进行护理,定时听诊两肺部,及时翻身、拍背、抽痰,以保持呼吸道通畅。高热者要冰敷头部,以降低脑部耗氧量。
2.4 心理护理 癫痫起病突然,反复发作,患者需长期应用抗癫痫药物治疗,身心受损,常产生悲观冷漠、趋向孤独、失群、敏感多疑、自卑等症状。护理人员应热情诚恳与他们交流,讲解癫痫的治疗和预防,提高对该病的认识,减少患者及家人的心理压力,使其树立战胜疾病的信心。
2.5 预见性观察和护理 密切观察患者的生命体征、意识、瞳孔及面色的变化,当患者出现发热、便秘、紧张,应及时给予处理,尽量避免诱发癫痫的因素。注意有无癫痫发作前兆:如患者出现幻觉、头痛、肢体麻木、发软等;精神先兆常有恐惧、惊慌、躁动等;内脏先兆如心悸、出汗等。随时注意有无癫痫发作、尿失禁,发现异常及时通知医生处理。对于癫痫发作者,应迅速建立静脉通道,便于及时用药,并注意观察癫痫发作的情况、形式和有无规律性,发作时有无大小便失禁、呕吐、窒息和外伤等,及时向医生汇报,以便为诊断和治疗提供依据,及时准确书写护理记录单。
3 出院指导
护理人员根据患者的不同情况制定个体化指导方案:养成良好的生活和饮食习惯,避免饮酒、过累、过饱、便秘和情感冲动,勿受凉及用过冷或过热的水洗澡;避免感染,如有发热及时就诊;不宜从事危险性工作,如攀高、游泳、驾驶车辆、炉火或高压电机旁作业;平时随身携带疾病卡片,注明姓名、年龄、住址、单位、电话号码、疾病发作时处理方法等,以利抢救和治疗。如有先兆,应尽快平卧,并于上下齿间咬上纱布或手帕;对女性月经来潮和强直性痉挛发作的患者,要适当限制饮水量,以免诱发癫痫;重点向患者讲解抗癫痫药物的服用方法,说明私自停药或换药的危害性,如需增加或减少药量或更换药物均需在医生指导下进行,定期复诊。
参考文献
1 资料与方法
1.1一般资料 选择我院收治的16例急性脑梗死早期继发性癫痫患者作为本次观察对象,16例患者的收治时间为2013年3月~2015年6月,16例急性脑梗死早期继发性癫痫患者中,男性患者为9例,女性患者为7例,年龄52~68岁,患者年龄的均值为(60.22±1.34)岁;16例患者均符合脑梗死早期继发性癫痫的诊断标准:①患者临床症状主要表现为肢体偏瘫、失语、感觉障碍、意识障碍等;②有2次或2次以上癫痫的发作;③发病前并无癫痫发作病史出现。本次观察排除严重心、肺、肾功能缺失患者及严重药物过敏患者,观察均在患者及患者家属知情同意的情况下进行。
1.2方法 急性脑梗死早期继发性癫痫患者若出现急性发作时,应立即给予患者抗惊厥等常规治疗,所有急性脑梗死早期继发性癫痫患者均接受抗癫痫治疗,采用卡马西平(国药准字H13021660,石药集团中诺药业(石家庄)有限公司,规格:0.1g)进行治疗,采用口服的方式进行给药,将起始剂量定为0.1g,3次/d,第2d将剂量调整为0.2g,直到达到预期效果为止,但每日口服总量不能超过1.2g。
1.3观察指标 观察治疗后的临床效果,若癫痫发作次数明显减少,患者临床症状明显改善为有效;若患者癫痫发作次数未有明显变化,患者临床症状无明显改变或出现加重为无效[3]。
1.4统计学处理 在本次研究结束后,将16例急性脑梗死早期继发性癫痫患者的各项观察指标情况的研究数据均根据研究的实际情况在确认无误后录入到spss19.0软件中进行统计学数据处理,以数据上下浮动5%作为可信区间。计数资料的表示使用例数(%),对比方法使用χ2检验。
2 结果
16例急性脑梗死早期继发性癫痫患者中,13例患者癫痫发作停止,2例患者采用抗癫痫药物维持治疗,1例患者治疗无效,临床疗效为81.25%。16例急性脑梗死早期继发性癫痫患者中,10例患者病变位置均处于大脑半球,其中脑叶梗死患者8例,其中包括额顶叶、颞叶、顶叶、额叶、枕叶、额颞叶及颞顶叶;剩余6例患者病变部位为其他,主要有壳核、内囊及丘脑等。10例急性脑梗死早期继发性癫痫患者为单纯部分性癫痫发作,2例急性脑梗死早期继发性癫痫患者为复杂部分癫痫发作,2例急性脑梗死早期继发性癫痫患者为全身强直-阵挛癫痫发作,2例急性脑梗死早期继发性癫痫患者为阵挛性癫痫。
3 讨论
急性脑梗死患者经常伴随持续性紧张不安、注意力不集中、记忆力下降、交感神经兴奋、睡眠障碍、食欲减退、丧失对生活的信心、生活无法自理、消极悲观、体重下降等临床症状出现[4]。
脑梗死主要是由于脑动脉出现粥样硬化及血栓所形成的,血管管腔出现狭窄及闭塞现象,引起局灶性急性脑供血不足,导致发病,也可能是由于异物沿着血液循环进入人体脑动脉或供血的颈部动脉内,引起血流量骤减及血流阻断[5],导致脑部相应支配区域脑组织出现坏死及软化。癫痫主要是由于大脑神经元突发性异常放电导致的短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病,主要受脑损伤、颅脑疾病及遗传因素等的影响[6],临床症状主要表现为钙离子内流、搏动性头痛、双眼向上凝视、模仿性自动症等;而脑梗死早期继发性癫痫患者的发病可能是由于梗死现象造成病灶局部组织出现缺氧及缺血现象,而缺氧及缺血现象导致病灶部神经细胞出现缺失及坏死,造成周围神经元结构紊乱,使得病灶周围的神经元电位出现变化,引发高频重复放电,最终导致癫痫的发作[7]。
卡马西平是一种抗惊厥药及抗癫痫药,其能阻滞各种可兴奋细胞膜的钠离子通道[8],明显抑制异常高频放电的发生,抑制T-型钙通道,促进抗利尿激素的分泌,提高效应器对抗利尿激素的敏感性,增强中枢的去甲肾上腺素能神经的活性[9]。使用抗癫痫药物进行治疗,患者若长期遵循医嘱进行服药,能有效提高患者的生存质量,缓解临床症状,减轻患者的痛苦。本研究结果说明,急性脑梗死早期癫痫的发作与病灶大小、严重程度无直接关系,但病变部位与急性脑梗死早期癫痫的发作有着密切的关系,研究表明,皮质病变比皮层下病变更容易引起患者发作癫痫[10]。
综上,脑梗死早期继发性癫痫采用抗癫痫药物进行治疗的临床疗效较为显著,脑梗死早期癫痫主要以早发型较为多见,梗死病灶位于皮层者发生癫痫的机率更高。
参考文献:
[1]陈文军,荣阳,付强,等.急性脑梗死后早期继发性癫痫的临床分析研究[J].中外医学研究,2011,09(29):52-53.
[2]陈丹.比阿培南诱发脑梗死患者继发性癫痫1例[J].中国急救医学,2013,33(z1):106-107.
[3]王建平,王利军,蒋超,等.脑梗死继发癫痫与GABABR1基因和PDYN启动子区基因多态性关系研究[J].中华神经医学杂志,2012,11(12):1229-1232.
[4]吕贻珍.脑梗死继发癫痫28例临床诊治分析[J].中外医学研究,2011,09(16):48-49.
[5]黄太峰,吴松华,赖聪伟,等.脑梗死继发癫痫相关性研究分析[J].当代医学,2010,16(13):96.
[6]汪东良,谢增华,陈强,等.脑梗死后继发性癫痫的临床分析[J].中国医师进修杂志,2011,34(4):48-49.
[7]朱晓省.脑梗死继发癫痫100例临床分析[J].中国现代药物应用,2011,05(7):35.
[8]李俊兰.36例脑卒中后癫痫的临床分析[J].重庆医学,2011,40(34):3495-3497.
关键词:电力工程;输电线路;施工技术
电能是十分重要和基础的清洁能源,在促进国民经济发展方面发挥着十分重要的作用。新时期,人们的生活质量不断提高,各个领域用电量不断增加,为了确保电网供电正常,必须对输电线路施工技术进行深入研究,建设运行安全稳定的输电线路。
1电力工程输电线路施工现状分析
新时期,社会经济发展迅速,同时电力系统建设规模也在逐渐扩大,在此背景下,电力工程输电线路施工难点主要体现在以下几点:(1)电网系统的运行规模逐渐扩大,随着科学技术的发展,在输电线路施工中,逐渐涌现出很多新的施工技术,而且电力工程输电线路施工要求也在不断提高。(2)现如今,电力工程输电线路路径选择必须符合我国新型土地开发模式,充分结合社会经济发展需要确定输电线路路径。(3)在电力工程输电线路施工中,如果出现施工资金不足的问题,也会严重影响施工进度。(4)电力工程输电线路工程施工应该符合现如今电力系统结构多样化的需要,这样才能确保正常供电,并且保障供电质量。(5)在电力系统中,输电线路是十分重要的枢纽设施,在电能输送和分配方面发挥着十分重要的作用。综上所述,在整个电力工程中,输电线路至关重要,因此,必须加强电力工程施工控制,应用先进的施工技术,这样才能够确保电力工程输电线路能够安全、稳定的运行。
2电力工程输电线路的施工技术要点
2.1电力工程输电线路勘查设计
线路勘察设计是电力输电工程建设过程中的重点内容。施工方案的建设需要衡量经济、技术以及施工条件等。在电力输电线路的设计上,需要对输电路径长度进行简短化,这样不仅可以节省工作量,而且还能保障线路的安全可靠性,因此在对线路方案进行设计的过程中,需要勘察人员有足够专业的水平和责任心。对于电力输电线路施工的测绘团队来说,测量的精准程度很重要,涉及转角的角度和杆塔之间的距离以及高差的测量。测绘人员需要掌握准确的测绘知识,还要按照测绘程序进行操作,并且测绘人员还要和工程设计人员进行全面的协调和沟通,了解设计意图,清楚整个项目的建设目标,这样才能促进电路勘查设计质量的提升。另外,对于电力工程输电线路工程,塔杆的类型以及结构因素会在很大程度上影响输电线路施工经济性以及稳定性,同时还会对电力工程输电线路的维修工作的便捷性造成一定的影响。在塔杆工程施工中,塔杆类型以及结构的选取是十分重要关键的环节。现如今,杆塔种类一般可以分为两种,分别为耐张型杆塔以及直线杆塔。对于运输条件不好、出现跨越非常大的施工环境,综合考虑运输以及施工条件等各方面因素,应该尽量选择铁杆;但是,对于施工难度较小、而且运输交通条件良好的施工环境,应该尽量采取预应力混凝土杆或者是钢筋混凝土杆。
2.2加强基坑开挖施工控制
在电力工程输电线路施工中,需要进行基坑开挖施工,并且还需要浇筑杆塔基础结构,因此基坑开挖以及基坑施工是电力工程输电线路的施工重点,基坑施工质量能够在很大程度上影响输电线路施工质量。在进行基坑开挖前,施工人员首先需要对施工区域的地质情况、水文条件、地下管道埋设情况等进行勘察和分析,在明确施工现场实际情况的基础上尽量减少对于其他设施的破坏。在经过现场勘察后,即可开展基坑开挖施工,为了保证基坑开挖施工能够顺利进行,必须严格依据施工规范进行开挖,加强施工质量控制。
2.3加强基础工程施工管理
做好基础建设环节的质量控制工作,使整个后续工程都能得到质量上的保障。在进行基础工程施工前,首先需要组织设计人员和技术人员对施工图纸进行会审,及时发现问题,然后通过沟通交流,结合实际情况进行调整,在此过程中,还可以合理预测在基础工程实际施工中可能会出现的问题,并加强防护措施。在基础施工中所用混凝土材料必须确保符合施工规范和标准,在正式施工前,还应该准备好试件,并且安排技术人员对试件,进行塌落度试验,确定符合工程实际需要后才可投入使用。在进行模板支护施工时,注意事先组装好立柱模板;为了避免在施工过程中,立柱模板发生变形或者移位的问题,还可以使用柱箍进行加固。
2.4加强杆塔工程施工管理
现如今,我国电力工程输电线路杆塔的组立形式主要分为整体组立形式和分解组立形式两种。在钢筋混凝土杆施工中,通常情况采用的都是平面结构,而且杆身一般是通过焊接形式进行连接的,杆身重量较大,因此,在组立方式应用中,通常是先在地面上进行组装,然后再通过抱杆实施整体组立。
2.5加强架线施工管理
在电力工程输电线路施工中,架线施工也是十分重要的施工内容,对于输电路线运行安全性和稳定性会产生较大影响。通常情况下,输电线路架线形式可以分为两种,一种是张力展放,一种是拖地展放。在电力工程输电线路实际施工过程中,有些施工单位为了压缩成本,通常运用第一种方式,即张力展放方式。张力展放的应用重点在于牵引机器对导地线的张力加以维持,以此保障交叉物之间的安全距离。在具体输电线路施工中,还需要注意以下几个方面:(1)在对放线滑车轮径进行选择适,应该尽可能选取大的轮径,这一能够有效降低磨损程度,选取的直径应该在输电线直径的十倍左右;(2)当导线展放完成后,还应该特别注意在对输电线路进行展放以后要对尾线预留出合适的长度;(3)在紧线施工中,还应该注意将临时拉线打好,在实际施工中,通常需要在张力方向的反侧进行临时拉线,这样能够有效避免杆塔受力过度。
2.6光缆和塔脚优化控制
在进行电力工程输电线路光缆施工前,首先需要对光缆质量以及使用性能进行检查,根据施工标准,光缆的盘卷长度应该控制在3km以内。当光缆处于卷曲状态时,光缆外径与盘卷外径之间的比值应该为1∶15左右。为了保证施工质量,对于光缆的展铺和拖拉施工,都应该由专业人员负责。在光缆实际施工过程中,应该尽量避免出现光缆打结的问题,同时还需要对光缆之间的连接位置予以重视,保证其运行稳定性,同时,还需要注意接头收揽方向和顺序,避免由于次序错误导致光纤变形。另外,在光缆实际施工前,还应该对施工区域的地势等环境因素进行分析,如果坡度较大,则会影响电力输电线路杆塔高差与地面高差之间的平衡性,但是,实际施工过程中,如果无法避免这一问题,则可以通过适当增高的方式达到高差平衡,如果增高的方式也无法达到高差平衡,则需要考虑在杆塔短脚位置进行挖方施工。
2.7设备安装、调试,高压试验及验收
在整个电力工程输电线路施工完成后,还需要对整条线路上的各类警示标志和线路防护标志必须进行安装和调试。而在输电线路投入使用前,必须进行高压试验,主要作用是对变压器进行检验,这样能够有效解决在检验过程中采用不同检验方法造成的线圈终端和接地终端试验电压未能达到的问题,因此可以采用单相感应高压电试验方法,最终使得各项检测都能够符合相关规定。值得注意的是,电力工程输电线路验收工作需要在试验合格并且已经具有试验报告的条件下进行。
3结语
综上所述,在电力工程输电线路施工过程中采用科学合理的施工技术,能够有效提高施工效率,节约施工劳动成本。在实际施工过程中,首先需要进行电力工程输电线路勘察,在施工过程中,应该加强对于基坑开挖、基础工程施工、杆塔工程施工以及架线施工管理,并且对光缆进行优化控制,同时还需要对设备进行安装、调试和验收,这样才能有效保障电力工程输电线路施工质量。
作者:邵伟 单位:重庆锦峰电力工程有限公司
参考文献:
[1]韦明.电力工程施工中输电线路质量控制要点分析[J].中国新技术新产品,2015(16):28-29.
关键词:高压直流输电线路 继电保护技术 安全性
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)09(a)-0026-01
1 高压直流输电线路继电保护的影响因素
1.1 电容电流
高压直流输电线路电容大、波阻抗小以及自然功率小的特征,这就给差动保护整定带来较大的影响,为了保障高压直流输电线路运行的安全性与稳定性,必须要对电容电流采取科学合理的补偿措施。此外,在分布电容因素的影响下,一旦高压直流输电线路运行出现故障,故障距离与继电器测量阻抗之间的线性关系就会发生改变,成为双曲正切函数,此时,就不能使用传统继电保护措施。
1.2 过电压
高压直流输电线路在出现故障之后,电弧熄灭时间会延长,情况严重时甚至会发生不消弧的情况,在电路电容因素的影响下,两端开关不会在同一时间断开,此时,行波来回折反射就会严重影响整个系统的运行。
1.3 电磁暂态过程
高压直流输电线路长,在操作与发生故障时高频分量幅值较大,这就给高频分量的滤除工作带来较大的困难,这不仅会导致电气测量结果发生偏差,此时,半波算法在高频分量的影响下准确性难以保障,此时,电流互感器也会发生饱和现象。
2 高压直流输电线路继电保护设计原则与注意事项分析
2.1 输电线路的主保护
影响输电线路主保护的因素是多种多样的,必须要根据高压直流电路的实际情况进行选择,在设计时,需要使用两台不同原理的装置,第一套保护装置可以使用分相电流差动纵联保护装置;第二套保护装置可以使用相电压补偿纵向保护装置,两套装置分别来使用不同的通道。
2.2 输电线路的后备保护
输电线路后背保护是主保护的重要补充,在进行设计时,需要控制好线路两端切除故障差,配置好完整的接地距离保护与相间距离设备,距离保护特征不应该局限在四边形、圆形与椭圆形几种,可以将微机保护充分的利用起来,从根本上提升系统运行的安全性。
2.3 并联电抗器保护
高压直流输电线路中并联电抗器出现故障后,线路会发出相应的命令,启动自动保护装置,此时,并联电抗器就可以充分的发挥出其作用,若故障超过了高压直流输电线路允许的标准,则需要及时的将两侧断路器断开。
2.4 自动重合闸
高压直流输电线路常用的自动重合闸有三相重合闸、单相重合闸与快速重合闸集中模式,具体选择哪一种模式,还需要根据具体的过电压水平进行分析,为了防止过电压操作情况的发生,在非全相情况下过电压倍数在允许标准范围时,可以使用单相重合闸,若超过标准范围,就需要使用三相重合闸。在进行设置时,需要充分的考虑到线路两端的时间间隔与重合顺序,将其控制在标准范围内。
3 高压直流输电线路常用的继电保护技术
3.1 行波暂态量保护
如果高压直流输电线路出现故障,会出现反行波,要保障系统运行的稳定性,就需要做好行波保护工作,这也是高压直流输电线路的主保护措施。
就现阶段来看,常用的行波保护措施由SIEMENS方案与ABB方案。其中,SIEMENS是基于电压积分原理的一种保护措施,起保护启动时间为16~20 s,与ABB方案相比,该种的保护速度相对较慢,但是,抗干扰能力则优于ABB保护方案;ABB行波保护的检测原理是极波与地模波,能够检测到图变量为10 ms之内的反行波突变量,在必要的情况下,也可以使用用电压、微分启动与电流图变量几种方式来识别。
以上两种行波保护能力都较为有限,耐过渡电阻能力不理想,此外,还存在着缺乏整定依据、理论体系不严密等缺陷。为了提升行波保护的效果,学界也提出了形态学梯度技术与数学形态学滤波技术,但是,无论是暂态量保护还是行波保护,都存在一些弊端,还需要进行深入的分析。
3.2 微分欠压保护
微分欠压保护是一种基于电压幅值水平与电压微分数值的保护措施,兼具主保护与后备保护的功能,在现阶段下,SIEMENS方案与ABB方案检测的对象都是输电线路的电压水平与电压微分。其中,后者上升延时为20 ms,在电压变化率上升沿宽度未达到标准的情况下,就能够起到后备保护作用,但是其耐过渡电阻能力并不理想。
微分电压保护动作的可靠性与灵敏度要优于行波保护,但是动作速度则不如行波保护,两者都存在着灵敏度不理想、整定依据不足、耐过渡电阻能力较差的问题。
3.3 低电压保护
低电压保护是高压直流输电线路的常用后备继电保护,主要依靠对电压幅值的检测来实现保护工作,根据保护对象的不同,低电压保护包括极控低电压保护措施与线路低电压保护措施,其中,前者保护定值低于后者,前者在线路发生故障时会闭锁故障极,后者在开展保护动作时会启动线路重启程序。
低电压保护的设计简单,但是缺乏科学、系统的整定依据,难以帮助技术人员判断故障的具体类型,动作速度较慢。
3.4 纵联电流差动保护
纵联电流差动保护模式使用双端电气量,选择性较好,但是该种保护模式在故障发生较长的时间后才能够做出保护措施,因此,只能够用于高阻故障的诊断与切除中。由于各类因素的影响,现阶段使用的差动保护也未联系到电压变化过程与电容电流问题,很容易出现误动,虽然电流差动保护装置有着动作速度快以及灵敏度高的优势,但是这种优势却未在高压直流输电线路中充分的发挥出来,性能还有待提升。
4 结语
综上所述,高压直流输电线路有着线路长、电压高、电容大、输送功率大、波阻抗小的特点,这也对继电保护工作提出了较高的要求,继电保护不仅仅需要满足传统保护的目的,还需要对线路过电压产生限制,提升设备与系统运行的稳定性与安全性,就现阶段来看,虽然我国的高压直流输电线路已经得到了广泛的使用,但是其继电保护技术还存在着各类问题,缺乏科学、系统的整定依据,灵敏度不高,还需要开展进一步的研究,相信在不久的将来,高压直流输电线路继电保护技术定可以得到跨越式的发展。
【关键词】低压配电网;电力通信;宽带接入
Abstract:PowerLine Communication technology is catching our attention greatly now,which uses the power line as a communication media to create a high speed data channel and supply services such as high speed Internet access,VOD and VoIP,so as to get"four network union"and create great economic and social profit.Using the technology,we can get a broad band access within rang of a distribution transformer as well as a home LAN through outlet of every house.It''s a complementarity and extent of other broad band access method.As the high speed powerline communication uses the intrinsic powerline and the number of power users of 220V is much larger than that of CATV and telephone,this technology has a large number of latent users.The developing state,the research,NetWork Application and Run Management of the technology are introduced in this paper.
keyword:low voltage power distribution networks;power communication;broadband access
1.简介
电力线通信(Power Line Communication)技术简称PLC,是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。电力线通信并不是新技术,已经有几十年的发展历史,在中高压输电网(35kV以上)上通过电力载波机利用较低的频率(9-490kHz)以较低速率传送远动数据或话音,就是电力线通信技术应用的主要形式之一。在低压(220V)领域,PLC技术首先用于负荷控制、远程抄表和家居自动化,其传输速率一般为1200bps或更低,称为低速PLC。近几年国内外开展的利用低压电力线传输速率在1Mbps以上的电力线通信技术称之为高速PLC。
近年来,随着Internet技术的飞速发展,登录上网的人数成倍增长。然而,采用何种通信方式使用户终端连接到最近的宽带网络连接设备,成为长期困扰人们的难点之一,也是Internet普及的瓶颈之一,被业内人士称为宽带网络接入的"最后一公里"问题。利用四通八达、遍布城乡、直达用户的220V低压电力线传输高速数据的PLC技术以其不用布线、覆盖范围广、连接方便的显著特点,被业内人士认为是提供"最后三百米"解决方案最具竞争力的技术之一。目前高速PLC已可传输高达45Mbps的数据,而且能同时传输数据、语音、视频和电力,有可能带来“四网合一”的新趋势。
图1 典型的PLC系统应用示意图
图1为典型的PLC系统应用示意图。在配电变压器低压出线端安装PLC主站,将电力线高频信号和传统的光缆等宽带信号进行互相转换。PLC主站的一侧通过电容或电感耦合器连接电力电缆,注入和提取高频PLC信号;另一侧通过传统通信方式,如光纤、CATV、ADSL等连接至Internet。在用户侧,用户的计算机通过以太网接口或USB接口与PLC调制解调器相连,普通话机通过RJ-11接口连至PLC调制解调器,而PLC调制解调器直接插入墙上插座。如果PLC高频信号衰减较大或干扰较大,可以在适当的地点加装中继器以放大信号。
2.PLC关键技术
(1)电力线网络单元(PNU)
它负责控制电力线网络并从单元配电网集成话务。通过适当的电信干线接口,PNU再将话务传至馈电网络。根据馈电网络中使用的不同介质,PNU也可转换来自低压配电网的数据话务。
(2)电源线网络终端(PNT)
它为最终用户PC或其它用户提供适当的接口,如以太网或是USB。为了降低成本,这一独立设备能够和PC或其它设备相集成。
(3)偶合设备(CouplingUnit)
它是将信号传入线路并过滤噪音的。目前它还是一个插销插入电插座的相对独立的设备,今后它可能会和PLC调制解调器集成于一体。PLC调制解调器和PC内的偶合设备的集合体有一天将使PC可以直接在网上运行。配电网是一种共享介质,即所有与之相连的用户都共享同一”电缆”。在典型的城市配置中,它则转化为与一个变压器相连的大约100到200个用户。PLC系统能够在1Mbps的最佳传输速率下支持80个用户,这一比例是足够的。由PLC技术支持的客户,需要具备一个技术条件,具有很强的带宽分配能力的介质接入控制(MAC)层。这就使电力线网络不仅仅能够支持80个Internet用户的数据往复交换,而且能够灵活地适应以不同速率传输的上行和下行数据。
(4)正交频分复用技术(OFDM)
它可以提高电力线网络传输质量,它是一种多载波调制技术。传输质量的不稳定意味着电力线网络不能保证如语音和视频流这样的实时应用程序的传输质量。然而,对于传输突发性的Internet数据流它却是个理想的网络。即便是在配电网受到严重干扰的情况下,OFDM也可提供高带宽并且保证带宽传输效率,而且适当的纠错技术可以确保可靠的数据传输。
(5)配电网
它是一种共享介质,即所有与之相连的用户都共享同一“电缆”。在典型的城市配置中,它则转化为与一个变压器相连的大约100到200个用户。PLC系统能够在1Mb/s的最佳传输速率下支持80个用户,这一比例是足够的。由PLC技术支持的客户,需要具备一个具有很强的带宽分配能力的介质接入控制(MAC)层。这就使电源线网络不仅能够支持80个Internet用户的数据业务,而且能够灵活地适应以不同速率传输的上、下行数据。
3.技术难点
电力线上网虽然优势很明显,但仍存在一些目前技术上还无法妥善解决的难题,其中电磁兼容性的问题严重影响网络的传输速度,而稳定性与安全性则是用户们更为关心的。
首先是电磁兼容性,作为影响电力线上网技术发展的关键所在,主要是因为电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,影响数据的保密性。它一方面将产生的电磁波向外辐射,另一方面吸收来自外界的电磁波。对于诸如短波等无线通信的影响,各厂商正在研究如何避开短波使用的窄带频率,以免对短波通信等造成干扰。
有些电器设备,特别是使用开关电源和有高频电磁辐射的电器,对PLC Modem的信号有一定的影响,但这些电器的干扰有一定的辐射面积,在此范围之外,辐射影响大为减弱,因此PLC Modem的插座应离电器插座有一定距离。
其次是稳定性与安全性。由于电压的变化会带来干扰,从而影响上网的质量。家庭电器产生的电磁波也会对信息的传输产生干扰。用电负荷高峰期影响稳定性,速率的波动比较大。居民小区的低压配电线路不够规范,用户装修时电源布线水平不均,电源插座的质量不同,给电力线宽带接入的普及带来了难题,这让PLC技术在中国电网环境下需要进一步完善。
至于220伏的电源线对通信的弱电系统会有什么影响?通过严格的电磁兼容的全性能实验,包括做4000V强电压实验,结果显示,正常的居民用电的安全是可以保证的。同时,还做了断电的影响试验,对家里的电气设备尤其是一些通信设备会有什么影响,通过实验,也不存在上述问题。但试验也发现,如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢,不过此问题并不是电力线上网所独有的。
4.前景展望
尽管目前电力线上网还存在诸多难点,但全世界大约有超过60个电力线上网试点小区,连接了几千个终端用户。我国预计今年有近3000个用户通过电力线上网。相信随着技术发展,电力线上网将不再是梦。
此外,虽然目前开展的PLC主要是外部的网络接入服务,但随着网络应用的深入,家庭内部局域网很快就提上议事日程,如果外部接入开展的很充分,可以有效的利用其来推进建立家庭内电力线局域网以及将来的智能家居,使二者合而为一,这也将为PLC服务提供商,带来更多的发展机遇和利润来源,市场空间不可限量。
在广阔的非中心地区和农村地区,电力线上网也具有一定的优势,毕竟,电力网规模之大,是其他任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,可以有先行之利,对PLC的长远发展和扩张非常有利。
5.总结