电力行业作为能源基础行业,对信息安全具有极高的要求,目前电力通信领域主要是通过经典加密手段来保证信息安全,但是计算能力的不断提高给经典加密算法带来了威胁。量子保密通信依靠量子物理特性来保证信息安全,具有无条件安全特性,逐渐成为信息安全领域研究的热点。因此,利用安全性更高的量子通信技术来提高电力系统通信的安全性具有重要意义。针对此问题,本文对电力架空环境中的长距离量子密钥分配应用方案进行了研究。首先,本文通过分析量子密钥分配系统的原理,结合电力架空光缆的特点,提出电力架空环境影响量子密钥分配的三种因素,并通过试验分别测试了这三种环境对量子密钥分配系统物理参量的影响,结合测试结果完成了电力架空环境对现有量子密钥分配系统限制的分析。其次,针对电力架空环境对量子偏振态影响剧烈的问题,本文采用了适用于长距离电力架空环境下的线路偏振无关量子密钥分配方案,并在理论上分析了诱骗态协议、系统探测模块以及相位编码模块在电力架空环境下的适用性,以及对方案在电力架空环境下的线路偏振无关特性进行了证明。最后,本文通过试验对方案进行了验证,验证结果表明该方案可以很好的适应电力架空光缆试验环境,方案不仅很好的避免了舞动给量子偏振态带来的剧烈影响,而且在传输距离和量子信号的稳定性方面也具有突出优势,为量子通信技术在电力架空环境下的实际应用作了良好铺垫。