ADSS光纜電腐蝕故障的在線監測措施

國網甘孜供電公司 王 富

前言

ADSS光纖電纜廣泛應用于35千伏以上電壓水平的架空線極（桿）塔，在電力通信中應用廣泛。它具有體積小、質量輕的優點。在通訊線路重建時常安裝在原有的傳送塔上（輸電線路桿塔上）。然而，當塔的強度、空間電位的強度以及地面與交叉物體之間的距離不匹配時，ADSS電纜容易發生各種故障。最重要的是電力腐蝕失效，這不僅阻礙了電力的正常運行，還會造成電力系統的故障和安全。

ADSS光纜由于其獨特的特性，在電力通信系統中得到了廣泛的應用。但是，大多數的ADSS電纜用于舊線路的改造，安裝在原來的電塔上（桿塔上）。ADSS電纜是原電塔（桿塔）的“添加劑”，原電塔的設計不考慮添加任何其他物體。因此，ADSS電纜只能適應原有的塔式條件，盡量找到有限的安裝空間。這些“空間”主要包括：塔的強度、空間電位強度（線間距和位置），以及與地面或交叉物體的間距。一旦這些關系不匹配，ADSS電纜就容易發生故障。

與其他傳輸介質相比，ADSS光纖電纜不僅絕緣良好、穩定，而且傳輸質量較高，因此在電力建設中得到了廣泛的應用。當ADSS光纖電纜實際應用于傳輸線路時，由于一些外部因素的影響，ADSS電纜發生了電氣腐蝕，對ADSS光纖電纜的應用產生了非常不利的影響。

針對ADSS光纜的電腐蝕，詳細闡述了ADSS光纜電腐蝕的原理，分析了ADSS光纜電腐蝕的原因，并對ADSS光纜的電腐蝕進行了檢測措施的提出。

1.電腐蝕故障的常見形式和影響因素

電氣腐蝕失效的三種常見形式是擊穿、電氣痕跡和腐蝕。沖孔指的是ADSS電纜臺架，它產生大量能量弧，產生大量熱量，熔化護套邊緣而造成穿孔，燃燒紡絲纖維，造成電纜強度急劇下降。電標記是指電弧在護套上形成徑向碳化通道，在張力作用下加深和斷裂，使紡絲纖維暴露。腐蝕失效是指護套表的泄漏電流所產生的熱量，它削弱了聚合物的結合力，使護套表粗糙而薄。當發生電氣腐蝕失效時，護套的內聚力會減弱。一旦其尺寸張力減小，就會發生嚴重的電纜斷裂，這將阻礙通信網絡的安全穩定運行。

一般來說，隨著光纜的移動時間，它受到各種環境因素（如環境污染等）和鞘層泄漏電流產生的熱量的影響。聚合物在光纖電纜表面緩慢失去結合力，最終失效，這表現在電纜表面的粗糙度和護套的減薄導致光纖電纜的腐蝕。這種腐蝕在光纜壽命期間是正常的，不會引起電纜故障。然而，在光纜金屬工具的出口處（金屬連接件的末端），由于巨大的電位差，以及粗光纜和交變感應電壓的影響，它再次為干電弧放電創造條件，形成惡性循環，從而加劇放電。未來，由于拉絲的電腐蝕、斷裂和暴露在張力作用下，纖維纜材料的物理性能被破壞或熔化成中空形狀，電纜護套斷裂直至伸直。并保持了電纜斷纜故障。

2.光纖Sagnac環的應變效應

Sagnac矢狀干涉效應的原理是：光源發出的光通過分束器轉換成兩束，沿干涉儀順時針和逆時針方向傳播，并收斂到干涉儀。在纖維的應力作用下，纖維會影響到鞘內的纖維，使其稍有變化，從而改變核心在擾動位置的物理特性，如折射率、人為度、散射效應等。它改變了光波在傳播過程中的相位差，并在干擾后改變了接收到的光波的功率。通過對相位和功率的變化進行監測，可以對外應力進行監測。

裝配機的兩個端口連接到ADSS電纜的兩個核心之一，兩個核心環在遠端連接，形成Sagnac環。l1和l2是干涉儀的兩個傳感器臂。裝配機負責橫梁的聚合和分解。激光發射光源由組裝器分解，然后順時針和逆時針方向傳播到隔離開關。當ADSS電纜不受應力干擾時，光波沿順時針方向和逆時針方向的干涉傳播是不同的。

當ADSS電纜發生電氣腐蝕失效時，伴隨的應力和高溫燃燒可作為干擾源，改變纖維通過護套的密度、折射率和散射效應，從而改變了光波的相位。使光波具有干涉源的位置信息。當受影響的光波和未受影響的光波在傳感器上干擾并再次接收光電探測器時，可以對干涉源的光波進行解調。

3.電腐蝕故障的在線監測

當某一地區或者某一范圍的ADSS光纜發生故障的時候，傳統的光時域反射器（otdr）用于通過脈沖光源連接光纖。在光脈沖的傳播過程中，由于光的折射率和折射率的微小變化，有些光會散射到四邊。散射光回到光源的方向，形成向后散射光，形成向后散射光。捕捉并分析陷阱中的探測器。光纖中的每個位置都可以用對應的反向散射光來表示，因此信號處理器可以通過分析信號處理器的后向散射光的延遲信息來分析干涉源在光纖上的位置。值得注意的是，光脈沖產生的向后散射光強非常低，otdr可以探測到電纜故障，如電纜斷裂或光纖極限彎曲，而Sagnac干涉儀可以通過分析延遲來獲得護套故障。

通過檢測電纜護套和對未損壞的鐵芯的損壞來干擾光波。因此，選擇了Satn型交流光纖干涉儀作為監測裝置，利用能夠分析時滯的光纖探測器，建立了在線的腐蝕故障監測裝置，獲得了光纖護套點故障。環形的功能是隔離反射光線的干擾，消除風的干擾和溫度漂移的干擾所造成的噪音，并加入強大的運算放大器。

4.檢測措施

通過以上分析可知，電腐蝕通常發生在光纜表面最強烈的光分布中，即靠近電纜懸點的金器件（金屬件）的實際（附近）位置。針對已輸送光纜的電氣腐蝕故障，通過調查分析，如果在光纜表面形成保護層，防止干條的形成，則電纜表面不易形成污垢。即使少量的污垢遇上雨水，雨水沖走時污垢也會脫落。耐高溫，耐候性好。燃燒特性和表面抗紫外輻射。為了防止光纜的表面，提高電纜護套表面的絕緣性，防止電弧和金屬工具在電纜表面的組合，可以減少ADSS光纜的電腐蝕失效。

為了解決ADSS光纜的電腐蝕問題，可以使用半導體保護罩。將半導體保護器的耦合壓縮試驗結果與無保護耦合壓縮試驗的結果進行比較：一是電弧張力大大提高，二是放電現象不明顯，三是耐腐蝕性。因此，在實際操作中，帶保護罩的光纜端部可以有效地減少拉刀在工具端的放電，減少漏電流，對光纖電纜的保護起到很好的作用。然而，這種保護方法是不夠的。在試驗中，護套的金屬環較嚴重，在護套間隙中存在局部放電。鑒于此，鞘可以制成一個開放的集成直電纜，以避免局部放電。同時，將金屬環改為非金屬鹽霧耐腐蝕材料，使上述問題得以解決，從而起到更好的保護作用。

此外，還可以對事故光纜進行3d建模和計算，并選擇合適的懸掛點，以降低電場強度。懸置點的電場較小，應通過建立光學電纜的小模型來計算電場。如果金具出口的電場較大，則需要改進金裝置的結構；如果光纜使用懸置點和金工具，則需要改進電場的結構。電場的電場效應小于ADSS光纖電纜的電場效應。測試了電纜的電阻，測試了電纜外套的質量，質量不合格，更換了光纖電纜。在沒有電場影響或電纜質量的情況下，對ADSS電纜進行了模擬工作條件試驗，環境因素導致了ADSS電纜的電氣腐蝕，并選擇了家中安裝的半導流罩。閥體護套或電暈保護環。如果排除了環境因素，就要考慮運行線中是否存在外力或人為因素。

在預防措施中，應在定子槽下沉之前噴涂低電阻半導體涂料。選擇合適的低電阻半導體焊盤并擰緊槽楔，確保線材線形部分上的抗暈層的完整性，使線材表面的抗暈層與填料條或鐵芯壁有良好的接觸。改進線材溝槽的內固定方法。提高棒材的尺寸和直線度、芯的制造和疊層公差等制造工藝水平。良好的線材制造工藝和整機制造水平是減少電腐蝕發生的有力保證。目前，中國在線防腐蝕防腐方面取得了長足的進步，如主絕緣和防暈層同時熱壓、半導體裝配氈工藝和線材內固定在半導體槽線中的應用。

在預防措施：在光纜表面噴涂低電阻半導體涂料，選擇合適的低電阻半導體涂料，使光纜表面與抗暈層具有良好的附著和保護，確保光纜與低電阻半導體涂層形成抗暈層的完整性。巡檢維修時操作人員應小心操作，不要破壞抗暈層。必要時應采取其他柔軟織物保護后再進行操作，操作完成后抗對暈層進行檢查，若有否損傷應進行修補。

5.結論

隨著時代的發展，ADSS光纜應用越來越廣泛，同時，隨著環境污染、氣候變化，由此帶來的ADSS光纜故障成為了相關工作人員迫切需要解決的問題。ADSS光纜一旦故障，會嚴重影響所在地區的電力系統，不僅給電力系統本身帶來危害，影響系統的安全，同時也會造成電力系統覆蓋范圍內的企業的安全生產和人們生活便利。可以說，ADSS光纜直接影響到每一個人的生活。

本文通過介紹ADSS電纜電氣腐蝕失效的常見形式及其危害。然后介紹了光纖干涉環的銀邊消光原理。基于貝塞爾函數的擴展，利用密鑰相關算法得到了兩個干擾信號的時滯，并得到了故障距離的具體表達基礎上，提出了一種在線監測電源線電氣腐蝕失效的方法。一旦干擾信號的強度被監控并及時改變，就可以利用故障的位置來定位故障并保持電纜，以避免電纜斷線造成的損失。