萊鋼鐵路通信光纜常見故障分析與處理

溫曉明，賈 斌，李傳宇，陳國豐

（山東萊蕪鋼鐵集團，1.工程師；2.助理工程師，山東 萊蕪 271104）

隨著萊鋼運輸部鐵路信息化建設的不斷加快，鐵路沿線通信設備逐年增多，分布范圍較廣，通信光纜應用也越來越廣泛，全長達150 km。萊鋼廠區鐵路運輸線路較為稠密，光纜敷設環境也比較復雜，地處山區、丘陵地帶并穿越酸堿作業區，極易受到外力、溫度、腐蝕性液體等多種因素的影響，造成光纜斷芯、絕緣層受損等故障，且尋找故障點十分困難。故障未能得到及時消除，將導致萊鋼鐵路運輸效率低下，甚至影響到調車作業安全，進而給企業造成較大的經濟損失。為此，一旦光纜線路發生故障，如何迅速、準確、經濟地查找故障點，及時恢復通信顯得尤為重要。

1 常見故障原因

鐵路光纖通信的故障原因較復雜，正確快速分析可能造成光纖故障的原因，對快速診斷、定位故障點是至關重要的。通過分類、總結鐵路通信光纜線路故障記錄可以看出，引起光纜線路故障的原因大致可以分為外力因素、光纜自身缺陷、環境因素及人為因素。

1.1 外力因素 通過分析近3年來的鐵路通信光纜故障記錄，發現大部分光纜故障是由于靠近光纜附近的施工作業造成。如挖掘機在鐵路沿線施工時，由于施工人員不了解施工現場的地下環境，不明確地下線路走向等諸多因素，造成地下光纜損傷甚至被鏟斷的情況時有發生。

1.2 光纖自身因素 由于光纖是由玻璃、塑料纖維拉制而成，比較脆弱，隨著時間的推移，光纖極易產生靜態疲勞、逐漸老化導致自然斷纖。或者由于接續盒進水，導致光纖損耗增大，甚至發生斷纖。

1.3 環境因素 一是鐵路線路錯綜復雜，大部分沿線光纜需從鋼軌下穿過，當線路下沉時使光纖垂直受力發生變形，從而導致光纖鉛皮破壞，嚴重時發生折斷。二是機車車輛頻繁運行，其劇烈規律的振動導致光纖外皮損傷或者破裂。三是鐵路光纖通信敷設或架設環境惡劣，甚至穿過酸堿作業區，長時間污染會造成光纜的鉛包外皮腐蝕致穿，潮氣侵入，絕緣遭到破壞。四是光纖受到環境溫度的影響，溫度過低會導致接續盒內進水結冰，光纜護套縱向收縮，對光纖施加壓力產生微彎使衰減增大或光纖中斷。溫度過高，又容易使光纜護套及其他保護材料損壞影響光纖特性。此外，自然災害如火災、大風、雷擊、電擊等也是造成線路故障的原因。

1.4 人為因素 工作人員在維修、安裝和其它活動中人為引起故障。如在光纖接續時接續不牢、光纖被劃傷、光纖彎曲半徑太小或接續盒封裝時加強芯固定不緊等造成的斷纖；在割接光纜時錯誤地切斷正在運行的光纜或者人為蓄意破壞，造成光纜阻斷。

2 常見故障判斷

目前萊鋼鐵路光纖通信常見故障現象主要表現為一根或幾根光纖原接續點損耗增大、斷纖；施工挖掘造成光纖斷纖；原接續點衰減臺階水平拉長以及光纖全部阻斷。根據這些現象應正確使用測試儀判斷故障原因，并有針對性地進行故障處理。

2.1 接續盒內故障判斷 當某一線路判定是光纜線路故障時，充分了解線路敷設環境，找到線路兩端，同時為了精確地判斷故障點，要求維修人員分別在兩端對故障光纜線路進行測試。用FLUKE Sim?p liFiber測試儀測試判定線路故障點的位置，并根據該測試儀測試顯示曲線情況，初步判斷故障原因，有針對性地進行故障處理。

根據故障分析，非外力導致的光纜故障，接續盒內出現問題的情況比較多，導致接續盒內斷纖或衰減增大的原因分為以下5種情況：

1）容纖盤內光纖松動，導致光纖彈起在容纖盤邊緣或盤上螺絲處被擠壓，嚴重時會壓傷、壓斷光纖。

2）盤纖時，在收纖盤上綁扎過緊、用力過大或者曲率半徑過小，導致光纖表面不干凈、受損或者斷裂。

3）熔接光纖中，裸纖過長或者熱縮管加熱時光纖保護位置不當，造成一部分裸纖在熱縮管外，接續盒在外力作用下引起裸纖斷裂。

4）剝除涂覆層時裸纖受傷，長時間后損傷擴大，接頭損耗隨著增加，嚴重時會造成斷纖。

5）接續盒進水，冬季結冰導致光纖損耗增大，甚至發生斷纖。

2.2 斷纖故障定位 當遇到外界施工等明顯外力造成光纜線路阻斷（斷纖）時，維修人員根據線路環境走向及故障現象，初步沿光纜線路路由認真巡查，一般比較容易找到故障地點。如果不熟悉線路走向或者故障點在地下埋設，維修人員就不容易從路由上的異常現象找到故障地點。此時，可選擇合適的測量儀器FLUKE Simp liFiber，從兩端進行雙向測試，根據儀器測出的故障點到測試端的距離，準確迅速查出故障點，誤差在10 m以內。

2.3 正確使用測試儀進行判斷 FLUKE Simp liFi?ber測試儀固有偏差主要反映在距離分辨率上，不同的測試距離偏差不同，儀表參數設定不當或游標設置不準等因素都將導致測試結果的誤差。一般情況下，在150 km測試范圍時，測試誤差達±40 m。

FLUKE Simp liFiber測出的故障點距離只能是光纖的長度，不能直接得到光纜的皮長及測試點到故障點的地面距離，必須通過計算才能求得。由于在線路施工中沒有注意記錄的資料，使線路竣工資料與實際不相符，依據這樣的資料，將會產生一定的誤差，不可能準確地測定出故障點。譬如，光纜接續時接續盒內余纖的盤留長度、各種特殊點的光纜盤留長度以及光纜隨地形的起伏變化等。為此，在使用測試儀時，要充分了解這些直接影響故障點判斷的主要因素，才能提高對故障點的定位精度。

3 優化光纜快速熔接操作法

目前鐵路通信光纜最常見故障是斷纖，如何優化光纜快速熔接操作法，以迅速、準確、經濟地修復斷點，是保障通信暢通的關鍵。為此總結出“潔、穩、快、平、細”，即光纖清潔、操作要穩、剝纖要快、持纖要平、熔接細心的光纖快速熔接法。

3.1 光纖清潔 光信號在光纖內部通過全反射的方式進行遠距離傳播，接續點的任何一點雜質都會影響傳輸效果。因此，首先要保證光纖端頭的清潔，要用蘸有酒精的脫脂棉沿著光纖軸的方向，將纖芯上殘余的涂覆層和污垢擦拭干凈；其次要確保熔接機的V形槽和切刀清潔，以免造成光纖放置不當，增大傳輸損耗；再次要確保光纖外層的油膏清理干凈，以免污染手指和熔接設備。

3.2 操作要穩 一要工具握得穩。在剝離光纜護套和光纖涂覆層時，工具要握得緊、握得穩，以便使工具發揮最好效果。二要持纖穩。在進行光纖切割和光纖熔接前，手持光纖要穩，不得抖動，以免光纖端頭碰到刀具和熔接機的部件造成光纖頭再次污染，影響接續效果。

3.3 剝纖要快 剝纖鉗應與光纖垂直，向內側傾斜一定角度，用鉗口輕輕卡住光纖，順光纖軸平推出去，整個過程要自然流暢，一氣呵成。

3.4 持纖要平 不論是剝離保護層還是手持光纖，持纖保證要平。用拇指食指捏緊光纖，使之成水平狀，余纖在中指、無名指間自然打彎，防止打滑。

3.5 熔接細心 在光纜接續整個過程要做到細心。首先要確保數據準確，護套剝離長度為1 m，加強芯保留長度為7.5～10 cm，涂覆層要剝離5 cm。其次，在熔接前要運行熔接機的放電檢查程序，并在光纖上提前套好熱縮管。再次，要提前預留合適長度的光纖，以便接續好的光纖長度正好是接續盒光纖盤的整數倍。最后，盤纖過程切勿生拉硬拽，否則將前功盡棄。盤纖過程應按先固定熱縮管，再處理兩端余纖；先處理大部分長度相近的光纖，后處理個別過長或過短光纖的原則進行。

4 結束語

一般情況下，維修人員在光纜線路兩端進行雙向測試，并結合原始線路記錄資料定位故障點，再將2個方向的測試和計算結果進行綜合比較分析，便可更加準確判斷的故障點。如果故障點附近路由上沒有明顯特點，具體故障點現場無法確定時，可采用在就近接頭處測量等方法，或者在初步測試的故障點處開挖，從而找到準確的光纖故障點，并及時對故障點進行有效的處理，快速修復光纜。如萊鋼煉鋼區物流、網絡、微機聯鎖網絡不通，經檢查判斷是煉鋼站到軋鋼站光纖線路存在故障。雖軋鋼附近的四孔橋有施工，但是表面未發現線路故障。維修人員分別在軋鋼、煉鋼機械室對線路進行2段測試。軋鋼測試發現故障點距軋鋼523 m，煉鋼測試發現故障點距煉鋼1 267 m。經核查線路兩端的數據，判斷故障點就在四孔橋施工區域，對此區域內光纜線路直埋部分進行清理，發現光纜已折斷，判斷誤差僅10 m左右。

本文通過分析、總結鐵路通信光纜常見的故障原因與處理，優化光纜快速熔接操作法，及時地搶修和排除光纜故障，快速恢復鐵路通信，可保障鐵路通信設備的正常穩定運行，為萊鋼鐵路的運輸安全奠定基礎。