ADSS光纜電腐蝕故障的分析和預防

國網濱州供電公司 董斯峣 段元超 韓玉英

ADSS光纜電腐蝕故障的分析和預防

國網濱州供電公司 董斯峣 段元超 韓玉英

1 前言

ADSS光纜因其獨特的特點而在電力通信系統中得到了廣泛的應用。但是，大部分的ADSS光纜用于老線路通信改造，安裝在原有的電力桿塔上。ADSS光纜對原有的電力桿塔是一種“添加物”，而原有的桿塔在設計時并不考慮有任何其他物體的添加。因此，ADSS光纜只能適應原有的桿塔條件，盡量去尋找有限的安裝空間。這些“空間”主要包括：桿塔強度、空間電位強度（與導線的間距和位置）和與地面或交越物的間距。一旦這些相互關系失配，ADSS光纜就容易出現各類故障，其中最主要的是電腐蝕故障。

我公司的光纜網絡承擔著遠動數據、話音、變電站圖像監控以及供電所網絡等數據的傳送，而大部分的光纜是和高壓線路同桿架設的ADSS光纜。怎樣合理的架設ADSS光纜和怎樣維護好光纜網絡就擺在了工作人員的面前。

2 故障案例

2.1 故障案例1

2013年12月5日，大霧，××站至××電廠的光纜發生斷纜事故，經檢查，斷點在防振鞭和預絞絲之間，斷纜處AT護套明顯呈融溶狀，紡綸外露有明火燒斷痕跡，再檢查防振鞭，已明顯龜裂炭化。沿線各級桿子檢查，發現在懸掛點附近光纜有多處孔洞和AT外護套碳化現象。如下圖：

2.2 故障案例2

2013年12月20日，大霧天氣，××電廠至××站110KV線路上的ADSS光纜斷，斷點出現在跨路處兩級鋼管塔之間，經查，紡綸外露有明火燒斷痕跡。

說明：××站至××電廠線路為110KV雙回鋼管塔線路，導線排列為豎排方式，運行時間約1年多。線路附近有焦化廠、碳素廠等污染企業。離開這幾個企業后，線路桿型改為水泥桿，再檢查光纜則沒有孔洞和AT外護套碳化現象。

××電廠至××站亦為110 KV雙回線路，桿型為鋼管塔。因跨公路此處光纜與高壓導線間的距離比別處小，高壓導線排列方式為豎排。

3 故障分析

3.1 電腐蝕原理

ADSS光纜雖然為全介質結構，但是光纜架設在高壓導線附近，導線周圍空間存在電場，光纜對導線和地之間的電容耦合使光纜處于一個空間電位的位置。在污穢地區，天氣大霧、霜露或小雨時，潮濕的污穢在光纜表面形成一個電阻層。在空間電位的作用下，光纜表面對鐵塔或鋼管塔上的光纜接地金具之間產生電流，稱為接地漏電流。此時，電流生熱造成水份蒸發，水份蒸發到一定程度在光纜表面形成小段的干燥帶，阻斷了電流。這干燥帶上承受了光纜表面對地的感應電壓，這個感應電壓值足夠高，超過空氣擊穿場強時，便發生放電形成電弧。這就是人們常說的干帶電弧。電弧放電，電流又產生，這樣反復來回發生。

電腐蝕發生的基本條件是要有一定的漏電流和足夠高的空間電位。

3.2 電腐蝕的種類

如果ADSS表面產生了足夠能量的電弧和足夠大的熱量，光纜護套就會發生擊穿。擊穿是一種故障，通常有熔融狀邊緣的穿孔，常伴有同時燒斷紡綸而使光纜強度急劇下降，到維持不了張力的那一刻致使斷纜。

電弧在護套表面形成放射（電樹枝）狀碳化通道稱為電痕，然后不斷加深，在張力的作用下開裂并露出紡綸，有時轉換成擊穿模式。電痕也是一種故障，在安裝后發生的時間比擊穿模式要長。

由于通過護套的泄漏電流產生了熱量，使聚合物慢慢失去結合力并最終失效。表現在表面粗糙、凹凸不平、護套減薄，這種現象稱為腐蝕。腐蝕是緩慢發生的，在光纜壽命期間是必然要發生的正常現象。

3.3 討論分析

兩次故障均發生在降水較少的秋冬季節，且周邊均有污染企業，環境較差。在長時間沒有降水沖刷的情況下，污穢物在光纜表面形成了均勻的一層，遇到大霧天氣，潮濕的污穢物形成導電層，和本就接地的金具間放電，形成接地漏電流。鋼管塔或鐵塔是直接接地的，而水泥桿則不是，這是在檢查××站至××電廠的線路時發現桿型為水泥桿上的光纜沒有孔洞和AT外護套碳化現象的重要原因。

因為ADSS光纜發生電腐蝕要有兩個基本條件：即一定的漏電流和足夠高的空間電位。

漏電流是受空間電位驅動的，而空間電位和光纜的懸掛點，雙回、多回線路的導線和相位排列方式、桿塔型狀等因素有關。因光纜對原有的電力桿塔是一種“添加物”，所以有些因素一時不好解決，我們針對光纜的懸掛、金具的安裝等著手分析解決。

4 解決辦法

（1）導線周圍存在著以導線為中心的電磁場，離中心越遠，電位越低，磁場強度就越弱。所以光纜懸掛點在離地安全距離足夠的情況下，將掛點下移，這樣以降低光纜所處的空間電位。

（2）防振鞭與預絞絲末端要保持合適的距離，若防振鞭的安裝位置正好處在電腐蝕發生的“活動長度” 區間內，從接地漏電流開始變大的某一點到金具末端的距離稱為“活動長度”，與光纜一樣會發生電蝕，甚至于誘導光纜電蝕并產生綜合故障。

防振鞭與預絞絲末端的安全距離

（3）桿型為鋼管塔的懸掛點，在金具和鋼管塔間增加絕緣子，調整放電爬距（增大放電電阻，減小接地漏電流），這樣金具和鋼管塔不直接相連，即使光纜表面有污穢，因有絕緣子加以隔離，電阻很大，無法產生足夠大的漏電流，就不會產生電弧，這樣就在一定程度上保護了光纜。圖片如下：

5 結論

（1）運行中受到張力的ADSS光纜護套的電腐蝕是由通過電容耦合的空間電位（或電場強度）造成大致為0.5-5mA的接地電流和干帶電弧引起。如果采取措施使接地漏電流控制在0.3mA以下，形不成連續電弧則護套的電腐蝕原則上不會發生。相關科研部門曾提出用憎水劑法、絕緣劑、電子輻照交連護套和半導體護套等技術來提高光纜的耐腐蝕能力,但這些技術尚在研究中，也存在一些無法實現和解決的問題。目前最現實有效的方法仍是控制光纜的張力和空間電位。

（2）靜態空間電位為20KV（多為220KV系統）或8KV（多為110KV系統）系統中的防振鞭離金具予絞絲末端分別為不小于（1-3）m或0.5m是改善ADSS光纜電腐蝕的有效措施之一。在環境污染較嚴重地區同時桿型為鋼管塔的,在金具和桿塔之間加掛絕緣子增大放電電阻,實踐證明是一種切實可行的辦法，我公司對上述光纜架設方式進行了改造，在金具和掛點間增加絕緣子后，截止發稿，本區域光纜未再發生電腐蝕現象。

（3）盡管近幾年屢有ADSS光纜電腐蝕故障發生，但大量的實踐已證明，ADSS光纜在舊線路施工中占有很大優勢，在110KV系統中運行，只要合理選擇懸掛點，同時在施工中增加絕緣子，是可以繼續推廣應用的。

（4）本文結合光纜實際運行維護的經驗，認為在確保ADSS光纜質量的前提下，規范光纜的施工設計，嚴格控制光纜的安全運行條件和參數，光纜是可以安全運行的，并且可以為電網的安全穩定運行提供更好更多的保障。