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(jì)效益，是擺在電力通信工作者面前的重大課題。據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jì)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(shí)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(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)維中及早發(fā)現(xiàn)故障、使處理問題的能力更上一個(gè)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(gè)相關(guān)專業(yè)，事實(shí)上是輸電線路的組成部分之一 ，電力架空光纜的運(yùn)行與輸電線路運(yùn)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(yùn)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(jī)制和現(xiàn)狀，電力架空光纜宜由輸電和通信這兩個(gè)專業(yè)人員來維護(hù)管理。

2 光時(shí)域反射儀

光時(shí)域反射計(jì)（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(xiàng)目是光纖的長度，光纖衰耗，光纖故障點(diǎn)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(shí)）有幾何缺陷或斷裂面，將產(chǎn)生菲涅爾反射，反射強(qiáng)弱與通過該點(diǎn)的光功率成正比，也反映了光纖各點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)位置和光纖長度。這就是時(shí)域反射計(jì)的基本工作原理。

在光纖施工時(shí)，光纖的長度，傳輸損耗是主要測量指標(biāo)，用光時(shí)域反射計(jì)測量上述指標(biāo)操作方便，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，（OTDR3000）光時(shí)域反射計(jì)是一個(gè)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，易于使用的光時(shí)域反射計(jì)（OTDR），非常適應(yīng)野外現(xiàn)場施工和機(jī)房測試用，同時(shí)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(diǎn)。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(diǎn)菲涅爾反射峰上升沿的始點(diǎn)。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(shí)的光速，C=3×10m/s，t為一個(gè)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(gè)光脈沖的時(shí)間）n值越準(zhǔn)所測結(jié)果越真實(shí)，所以測試時(shí)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(shí)，全線四個(gè)接頭施工完后，用光時(shí)域反射計(jì)檢查每根光纖的技術(shù)指標(biāo)時(shí)，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(gè)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(shí)，光纖在接頭盒內(nèi)，接頭融接點(diǎn)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(shí)域反射計(jì)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(shí)遺留下來的問題。

運(yùn)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(diǎn)，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(yàn)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(jī)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(shí)域計(jì)測接頭損耗，一般采用五點(diǎn)平均法，即把光標(biāo)設(shè)置在光纖熔接點(diǎn)上，光標(biāo)左邊的兩個(gè)點(diǎn)分別置于靠近測試端那根光纜的曲線平滑處，使兩點(diǎn)所成的直線與曲線盡量重合，光標(biāo)右邊兩點(diǎn)置于下一根光纖的曲線平滑位置，也讓兩點(diǎn)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(shí)要進(jìn)行接續(xù)損耗的測試。有條件時(shí)，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(diǎn)，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(jī)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(shí)，一定要根據(jù)實(shí)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(xiàng)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(jī)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(shí)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(yùn)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(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患。同時(shí)也是降低故障歷時(shí)、確保通信正常而采取的有效措施。只有做好日常基礎(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(yùn)行管理工作還應(yīng)因地制宜，靈活運(yùn)用，應(yīng)盡可能地摸索出適合我們自己的經(jīng)驗(yàn)。并且保證在發(fā)生故障時(shí)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(shí)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(yùn)行維護(hù)。