電力通信光纜典型故障分析與對(duì)策探究

許 釩，郭 健

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司 含山縣供電公司，安徽 含山 238100）

0 引 言

現(xiàn)如今，電力傳輸網(wǎng)絡(luò)作為一種基礎(chǔ)設(shè)施，在建設(shè)過程中往往需要花費(fèi)大量資金和人力，而且隨著生活品質(zhì)的提升使人們對(duì)電網(wǎng)提出了更多要求，因此有必要分析其典型故障和對(duì)策。

1 電力通信光纜綜述

1.1 電力通信光纜的特點(diǎn)

通常情況下，電力通信光纜會(huì)與電網(wǎng)工程一同進(jìn)行配套建設(shè)，不同的電力通信光纜其運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn)往往各不相同，具體表現(xiàn)有以下3點(diǎn)。第一，OPGW和OPPC光纜除了需要具備電力通信光纜的基礎(chǔ)功能外，還要起到架空地線和相線的作用。設(shè)計(jì)光纜線路時(shí)，社工人員既要專門考慮系統(tǒng)的電氣和機(jī)械特性，也要考慮光纜的特性情況。第二，電力特種光纜在實(shí)際使用中與線路運(yùn)行和檢修特性之間存在一定差異，所以在線路進(jìn)行停電檢修時(shí)，電力特種光纜依然會(huì)繼續(xù)承載業(yè)務(wù)運(yùn)行[1]。第三，電力通信光纜的日常維護(hù)往往需要一次線路的相關(guān)維護(hù)人員來完成，這種日常維護(hù)無論是巡檢次數(shù)還是數(shù)據(jù)維護(hù)等方面都不及電力線路，所以電力通信光纜產(chǎn)生故障的概率往往會(huì)更高。此外，由于電力通信光纜的特殊性，使得在其出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)行安全性留下隱患。

1.2 常見故障類別

電力通信光纜的故障種類有很多，根據(jù)引發(fā)故障原因的不同可以分為以下5種。一是違規(guī)操作。此類因素多數(shù)是由運(yùn)維人員檢修和維護(hù)不當(dāng)造成的，在電力通信光纜運(yùn)維過程中，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行。二是外力破壞。電力通信光纜的分布情況往往各不相同，部分運(yùn)行環(huán)境相對(duì)比較差的電力通信光纜很容易因?yàn)橥饨缫蛩囟斐蓳p壞。三是安裝問題。電力通信光纜的安裝過程中，懸掛點(diǎn)不合適和接頭盒安裝不規(guī)范等情況可能會(huì)導(dǎo)致電力通信光纜的安裝問題。四是技術(shù)問題。電力通信光纜運(yùn)維期間，如果運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)和能力無法判斷出光纜的實(shí)際情況，將會(huì)導(dǎo)致光纜故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。五是故障管理。如果缺少故障管理經(jīng)驗(yàn)，就有可能導(dǎo)致光纜因故障管理問題而影響光纜運(yùn)行的質(zhì)量[2]。光纜故障維修如圖1所示。

圖1 光纜故障維修

2 常見故障原因

2.1 違規(guī)操作因素

在光纜的日常運(yùn)維期間，如果運(yùn)維人員對(duì)于光纜的運(yùn)行特性和重要性不夠了解，就有可能導(dǎo)致運(yùn)維過程中出現(xiàn)疏忽的情況，當(dāng)光纜的運(yùn)行維護(hù)作業(yè)沒有嚴(yán)格落實(shí)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)電力通信光纜違規(guī)操作的現(xiàn)象。例如，在某通信公司的5月檢修計(jì)劃中，需要檢修公司按照計(jì)劃對(duì)一段線路進(jìn)行跨越作業(yè)，對(duì)光纜實(shí)施開斷工作，但該檢修公司在檢修票沒有經(jīng)過批復(fù)時(shí)便擅自施工，對(duì)光纜進(jìn)行開斷檢修，在光纜檢修過程中由于檢修作業(yè)不夠規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此出現(xiàn)了光纜故障中斷的情況。此類因違規(guī)操作而導(dǎo)致的故障問題有很多，所以在檢修電力通信光纜時(shí)應(yīng)該注意操作流程。

2.2 外力破壞因素

外力破壞是引發(fā)電力通信光纜產(chǎn)生中斷情況的主要因素，特別是入城光纜。因?yàn)槌鞘兄行枰_展各類市政施工，在施工開展時(shí)有可能導(dǎo)致光纜遭受施工破壞，因此通常情況下，由市政施工引發(fā)的電力通信光纜破壞大多符合以下4點(diǎn)。一是城市市政施工數(shù)量增加導(dǎo)致外力破壞故障概率提升，二是電力通信光纜在安裝過程中并未專門制定針對(duì)性防護(hù)措施與光纜標(biāo)識(shí)，三是運(yùn)維公司與城市市政施工方?jīng)]有構(gòu)建出完善的溝通制度，四是電力通信光纜缺乏應(yīng)急手段，發(fā)生故障時(shí)無法迅速得出應(yīng)對(duì)方案從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。外力破壞中被剪斷的通信光纜如圖2所以。

圖2 被剪斷的通信光纜

2.3 安裝和施工因素

2.3.1 OPGW光纜接地問題

接地不規(guī)范是導(dǎo)致光纜出現(xiàn)中斷情況的主要原因之一，有可能導(dǎo)致接頭盒出現(xiàn)燒毀情況。在接地過程中，如果變電站門型架構(gòu)未按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接地處理，那么此時(shí)光纜引下線就無法完全絕緣，若此時(shí)光纜中出現(xiàn)相對(duì)較大的短路電路，就會(huì)導(dǎo)致接頭盒被燒毀。OPGW光纜參數(shù)如表1所示。

表1 OPGW光纜G.655/G.652光纜部分參數(shù)

2.3.2 ADSS光纜腐蝕

在實(shí)際應(yīng)用期間，ADSS光纜如果長(zhǎng)時(shí)間處于線路電場(chǎng)環(huán)境下就容易出現(xiàn)電腐蝕的情況，此時(shí)ADSS光纜的性能將會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷，當(dāng)光纜受力過大時(shí)還會(huì)導(dǎo)致光纜斷裂。導(dǎo)致ADSS光纜斷裂的主要原因有以下3點(diǎn)，一是線路運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，ADSS光纜的性能將會(huì)逐漸老化，從而無法繼續(xù)工作，二是ADSS在出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象時(shí)，其外皮腐蝕痕跡加劇，當(dāng)腐蝕到一定程度時(shí)便會(huì)造成光纜斷裂，三是線路經(jīng)過多次改遷調(diào)整后，光纜的懸掛位置將會(huì)發(fā)生變化，從而影響光纜性能。

2.3.3 城區(qū)管道和架空光纜安全問題

此類光纜出現(xiàn)故障的主要原因包括敷設(shè)工藝和日常檢修不規(guī)范等情況[3]。例如，某地區(qū)變電站至地調(diào)位置的一段光纜被斷裂下落的蓋板壓斷，經(jīng)過勘察后發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該光纜被壓斷的直接原因是外界因素，由于光纜在敷設(shè)過程中沒有按照規(guī)定工藝將光纜在管道側(cè)壁位置處敷設(shè)，而且運(yùn)維部門的日常巡視出現(xiàn)疏忽，因此光纜會(huì)被掉落的蓋板壓斷。

2.4 技術(shù)手段問題

電力通信光纜故障的主要判斷方式為間接判斷，即當(dāng)光纜出現(xiàn)問題后安排工作人員判斷光纜實(shí)際情況，確定光纜線路是否被中斷。網(wǎng)管系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)光纜異常時(shí)，往往難以在第一時(shí)間掌握光纜故障位置，所以需要運(yùn)維人員對(duì)光纜斷點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試[2]。通常情況下，在常規(guī)故障測(cè)試下很多故障點(diǎn)位信息往往無法與線路表示進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這種情況的出現(xiàn)將難以及時(shí)地定位并搶修光纜故障。

3 通信光纜典型故障的預(yù)防

3.1 規(guī)范操作手法

在電力通信光纜運(yùn)維時(shí)需要杜絕違規(guī)操作的出現(xiàn)，因此各級(jí)機(jī)構(gòu)都應(yīng)該嚴(yán)格遵守檢修要求開展光纜檢修。檢修過程中，工作人員不僅需要加強(qiáng)防護(hù)措施和工程監(jiān)管，對(duì)檢修過程中有可能出現(xiàn)的各類問題制定緊急處理預(yù)案，使光纜運(yùn)維變得更加簡(jiǎn)單，還需要加強(qiáng)有關(guān)光纜運(yùn)維的培訓(xùn)力度，對(duì)光纜檢修時(shí)的要求和內(nèi)容制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，避免因檢修人員判斷錯(cuò)誤而導(dǎo)致光纜出現(xiàn)故障。

3.2 控制外部風(fēng)險(xiǎn)

電力通信光纜的運(yùn)維單位應(yīng)該提前與有關(guān)市政單位進(jìn)行主動(dòng)合作，通過提前與其構(gòu)建協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)而了解市政單位的施工時(shí)間與路段安排，以便提前做出應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，然后通過在已知的施工路段增設(shè)警示標(biāo)志加強(qiáng)人力巡檢力度避免外部風(fēng)險(xiǎn)[4]。

3.3 完善施工工藝

通過嚴(yán)格貫徹電力通信光纜的施工和安裝工藝能夠進(jìn)一步提升光纜的安裝質(zhì)量。整改OPGW光纜引下線接地期間存在的安全隱患，避免因接地問題而影響到通信網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)行。另外還可以將各類準(zhǔn)備工作進(jìn)行前移，同時(shí)運(yùn)維部門通過提前介入項(xiàng)目設(shè)計(jì)審查的方式來保證項(xiàng)目施工的合理性。

3.4 強(qiáng)化技術(shù)手段

電力通信光纜的運(yùn)維管理工作非常重要，運(yùn)維部門可以通過構(gòu)建完善的監(jiān)測(cè)體系使光纜的運(yùn)維工作由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)。而且通過強(qiáng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)還能夠使光纜在出現(xiàn)問題時(shí)第一時(shí)間對(duì)故障方位進(jìn)行定位，及時(shí)檢修故障，縮短光纜的故障時(shí)間。此外，在光纜故障問題的多發(fā)區(qū)域可以適當(dāng)增設(shè)切換裝置來確保發(fā)生問題時(shí)可以及時(shí)更換故障電纜，從而保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

在對(duì)電力通信光纜進(jìn)行故障管理時(shí)采取以下方案。首先加強(qiáng)對(duì)OPGW和ADSS的城區(qū)管道與架空光纜的責(zé)任落實(shí)，如果光纜問題可以避免卻沒有及時(shí)得到解決，則要追責(zé)相關(guān)負(fù)責(zé)人，以此來促進(jìn)光纜運(yùn)維的正常落實(shí)。其次通過細(xì)化光纜管理方式，促使電力通信光纜運(yùn)維公司完善光纜信息系統(tǒng)，確保管轄范圍內(nèi)的光纜資料能夠?qū)崟r(shí)更新。最后優(yōu)化光纜風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度，將光纜面臨的風(fēng)險(xiǎn)隱患控制在一定范圍內(nèi)[5]。

3.5 OTDR故障定位

OTDR是利用光線在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，將其應(yīng)用在光纜線路施工中能夠定位光纜的故障。實(shí)際應(yīng)用過程中，OTDR可以向著測(cè)量光纖入射端射入窄光脈沖，此時(shí)除了出、入射端面會(huì)出現(xiàn)反射光功率外，還會(huì)因?yàn)楣饫w內(nèi)部密度問題而出現(xiàn)散射中心，從而在光纖內(nèi)部出現(xiàn)瑞利散射。散射出的一部分光會(huì)沿著測(cè)量光纖進(jìn)入到入射端面，此時(shí)在入射端面可以發(fā)現(xiàn)回波光脈沖波形，同時(shí)由于瑞利散射光功率相對(duì)較小且大面積存在，因此其反向傳輸光脈沖會(huì)產(chǎn)生小幅度連續(xù)曲線。

4 結(jié) 論

總之，電力通信光纜的故障分析非常關(guān)鍵，通過分析光纜可能出現(xiàn)的各種典型故障能夠更好地做出應(yīng)對(duì)處理，將光纜故障帶來的危害降至最低，同時(shí)隨著更多人了解光纜故障分析的重要性，我國電力通信光纜的運(yùn)行也將更加順利。