電力光纜線路的檢測

摘 要：電力架空光纜在我國的應(yīng)用已初具規(guī)模并不斷發(fā)展，做好電力架空光纜的維護(hù)測試工作，使之發(fā)揮更大的社會經(jīng)濟效益，是擺在電力通信工作者面前的重大課題。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，光纖通信系統(tǒng)中使通信中斷的主要原因是光纜線路故障，約占統(tǒng)計障礙的2/3以上。因此從某種意義上講，光纖通信系統(tǒng)的安全性取決于光纜線路的安全性。

關(guān)鍵詞：光纜線路；檢測

1 前言

隨著信陽電網(wǎng)的飛速發(fā)展，信陽電力通信專網(wǎng)幾乎已成為全數(shù)字、全光纖、高可靠性的大型通信網(wǎng)絡(luò)。到目前為止，所有500KV、220kV電壓等級變電站、99%的110kV變電站均已實現(xiàn)光路傳輸。光纖這種傳輸媒質(zhì)不受電磁干擾、每公里平均衰耗較小、頻帶寬、傳輸容量大等多種優(yōu)點被充分認(rèn)識，附加于電力線和加掛于電力桿塔上的光纜被開發(fā)出來，得到廣泛利用。隨著光纜線路的大量敷設(shè)和投入使用，光纜通信系統(tǒng)的可靠性和安全性越來越受到人們的關(guān)注。如何確保電力架空光纜的正常運行、正確維護(hù)測試的問題擺在面前，需要從事電力光纖通信光纜運行維護(hù)人員提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，加大對光纜重要技術(shù)指標(biāo)的測試分析，在運維中及早發(fā)現(xiàn)故障、使處理問題的能力更上一個臺階。

電力架空光纜主要牽涉到電力保護(hù)、自動化、輸電和通信四個相關(guān)專業(yè)，事實上是輸電線路的組成部分之一 ，電力架空光纜的運行與輸電線路運行顯然密不可分。所有通信指標(biāo)都由通信專業(yè)監(jiān)控，為確保信號的傳輸運行，通信人員須監(jiān)控線路衰減、線路接頭衰減、終端盒接頭衰減和線路色散等指標(biāo)，按目前的機制和現(xiàn)狀，電力架空光纜宜由輸電和通信這兩個專業(yè)人員來維護(hù)管理。

2 光時域反射儀

光時域反射計（OTDR3000）是通過被測光纖中產(chǎn)生的背向瑞利散射信號來工作的，測試的項目是光纖的長度，光纖衰耗，光纖故障點和光纖的接頭損耗，是檢測光纖性能和故障的必備儀器。由于光纖自身的缺陷和摻雜成份的均勻性，使之它們在光子的作用下產(chǎn)生散射，如果光纖中（或接頭時）有幾何缺陷或斷裂面，將產(chǎn)生菲涅爾反射，反射強弱與通過該點的光功率成正比，也反映了光纖各點的衰耗大小，因散射是向四面八方發(fā)射的，反射光也將形成比較大的反射角，散射和反射光就是極少部份，它也能進(jìn)入光纖的孔徑角而反向傳到輸入端，假如光纖中斷，即會從該點以后的背向散射光功率降到零。根據(jù)反向傳輸回來的散射光的情況來斷定光纖的斷點位置和光纖長度。這就是時域反射計的基本工作原理。

在光纖施工時，光纖的長度，傳輸損耗是主要測量指標(biāo)，用光時域反射計測量上述指標(biāo)操作方便，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，（OTDR3000）光時域反射計是一個結(jié)構(gòu)堅固，易于使用的光時域反射計（OTDR），非常適應(yīng)野外現(xiàn)場施工和機房測試用，同時還提供對單模或多模光纖系統(tǒng)的精確測量。

3 光纖線路長度的測試

該儀器對線路障礙進(jìn)行測試、判斷、定點。在測試判斷障礙前，儀器光標(biāo)應(yīng)設(shè)在線路曲線末端裂斷點菲涅爾反射峰上升沿的始點。測試的精度與選用的纖蕊折射率n值和測試選用的脈沖寬度有關(guān)。由于測試長度的推導(dǎo)公式D=ct/2n（式中C為真空時的光速，C=3×10m/s，t為一個光脈沖從發(fā)射到經(jīng)線路末端菲涅爾反射后OTDR接收到這個光脈沖的時間）n值越準(zhǔn)所測結(jié)果越真實，所以測試時一定要以生產(chǎn)廠給定的n值設(shè)定，例如：在施工定城變——東城變24芯光纜時，全線四個接頭施工完后，用光時域反射計檢查每根光纖的技術(shù)指標(biāo)時，發(fā)現(xiàn)16纖芯距離縮短一半，證明這根光纖中斷，經(jīng)查原始資料，是第二個接頭盒4.2KM處光纜接頭中第16纖芯中斷。位置判斷準(zhǔn)確后，打開接頭盒，發(fā)現(xiàn)是施工時，光纖在接頭盒內(nèi)，接頭融接點彎曲半徑小，受力較大，因此斷開，重新熔接后，指標(biāo)均正常。

4 光纖線路損耗的測試

光纜施工完畢，若用光時域反射計所測的某根光纖接頭損耗特別大，在確定距離后，一定要打開接頭盒，重新熔接，這種情況一般是施工時遺留下來的問題。

運行中的光纜出現(xiàn)問題，如所測幾根纖芯的衰減曲線出現(xiàn)臺階，在距離測定后，根據(jù)原始資料找到故障點，結(jié)果是接頭盒盤纖彎曲半徑受熱脹冷縮影響所致。

當(dāng)多芯光纖接續(xù)后，要進(jìn)行中繼段光纖通道衰減的測試，將測試結(jié)果打印或記錄，并逐芯交付傳輸站驗證，合格后即可恢復(fù)正常通信。

5 光纖接續(xù)損耗的測試

測試熔接損耗的方法之一是：用FSM-30s融接機將兩根光纖連接在一起，接頭完畢，在顯示屏上立即顯示剛接頭的衰減損耗值，操作人員可根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)確定該頭是否合格，若損耗太大，要斷開重新融接。

測試熔接損耗的方法之二是：用光時域計測接頭損耗，一般采用五點平均法，即把光標(biāo)設(shè)置在光纖熔接點上，光標(biāo)左邊的兩個點分別置于靠近測試端那根光纜的曲線平滑處，使兩點所成的直線與曲線盡量重合，光標(biāo)右邊兩點置于下一根光纖的曲線平滑位置，也讓兩點所成的直線與曲線盡量重合。這樣通過光標(biāo)兩側(cè)直線形成的“臺階”高低來表示光纖接續(xù)損耗的大小。

修復(fù)光纜進(jìn)行光纖接續(xù)時要進(jìn)行接續(xù)損耗的測試。有條件時，應(yīng)進(jìn)行雙向測試，嚴(yán)格把接頭損耗控制在允許的范圍之內(nèi)。

為了準(zhǔn)確測定故障點，維修檢測技術(shù)人員要熟悉OTDR儀表的固有誤差，掌握儀表折射率的隨機變化和光速取近似值產(chǎn)生的偏差，還要注意儀器操作不當(dāng)?shù)恼`差。在使用OTDR測線路時，一定要根據(jù)實際情況調(diào)好量程，選取合適的脈寬（pw），設(shè)定纖芯折射率n值，在兩種波長（1310nm、1550nm）的激光器選擇中，根據(jù)線路將來傳輸使用的光波長，選取合適的波長值。設(shè)定好以上幾項參數(shù)后，方可進(jìn)行線路光特性測試工作。

以上三種測試誤差都會影響測量線路故障的準(zhǔn)確性。儀器本身的誤差反映在距離分辨率上，它是由抽樣頻率和抽樣脈寬所決定，抽樣脈寬越小誤差越小，反之則誤差越大。而折射率的隨機性和檢修人員的操作方法則是直接影響距離誤差的主要原因，不同型號的光纖具有不同的折射率，所以對光纖進(jìn)行測量時應(yīng)首先了解被測光纖的折射率，讓測試誤差降到最低。

6 結(jié)束語

通信光纜線路的維護(hù)測試中，要知道從什么地方入手尋找故障非常重要. 測試是光纜運行維護(hù)的基本行為，是以發(fā)現(xiàn)故障和故障隱患為目的的活動，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)販y試，盡可能及時發(fā)現(xiàn)故障隱患。同時也是降低故障歷時、確保通信正常而采取的有效措施。只有做好日?；A(chǔ)維護(hù)測試工作，使通信網(wǎng)絡(luò)的測試處于嚴(yán)格、有效和規(guī)范的管理之下，為通信光纜線路的維護(hù)測試提供準(zhǔn)確直觀的科學(xué)決策依據(jù)，才能保證少發(fā)生故障，當(dāng)然，電力通信光纜的線路維護(hù)和運行管理工作還應(yīng)因地制宜，靈活運用，應(yīng)盡可能地摸索出適合我們自己的經(jīng)驗。并且保證在發(fā)生故障時快速搶通線路，真正做到“預(yù)防為主，測搶結(jié)合”的維護(hù)理念，使維護(hù)測試工作落到實處，讓電力光纖網(wǎng)更好地為電力生產(chǎn)服務(wù)。

作者簡介

閆仕林（1958-），男，大專，工程師，電力系統(tǒng)通信運行維護(hù)。