洪屏電站通信光纜故障分析及處理

劉軻，聶賽

(江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西 靖安 330603)

0 引言

電力光纜作為信息數據的傳輸通道，承載著調度、繼保、自動化、信息數據等眾多業務。因此，通信光纜網絡的穩定運行是保障電網安全生產的重要基礎。

電力光纜出現故障需要立即對其進行分析處理，盡快恢復通信，在分析與處理過程中總結經驗，提高對光纜事故處理能力。

1 洪屏電站通信光纜現狀

江西洪屏抽水蓄能電站500 kV通信光纜承載著調度數據網所有的業務，包括監控系統、公角測量系統、電能計量系統、水情測報系統、繼電保護以及電站內外網的通信與接入等。

近年來全國各行業對通信信息系統的重視程度越來越高，通信系統故障也越來越凸顯。

江西電網OPGW通信光纜，即通常使用的光纖復合型光纜，故障呈上升趨勢，但主要原因是外力破壞。

外力破壞包括人為破壞以及自然災害，而自然災害所占比重較大，其中包括雷擊，泥石流，冰凍等災害性天氣。

2 通信光纜故障原因分析

2.1 外力因素

對于自然因素來說，自然災害將對光纜造成不可挽回的破壞，這些破壞是致命的，包括雷擊、泥石流、冰凍災害等，造成光纜結構發生變化。而人們日常生活中同樣會對光纜造成損害，如線路被人為破壞，交通工具因為運行軌跡不正確導致破壞光纜，根據對電纜破壞程度的不同，可以決定是否能夠對其進行修復。

2.2 設計缺陷

隨著電網技術的成熟，新建電網的設計已經日趨標準化。但對于還未進行改造的陳舊電網來說，設計不合理是造成光纜運行故障多發的重要原因[1]。設計不合理將會導致掛點較多，造成外界因素干擾，影響掛點的實際選擇，需經過調整，導致光纜線路的安全性能降低。

2.3 光纜本體缺陷

架空線纜主要分為ADSS與OPGW兩種電纜。其中ADSS光纜較為輕便，其纖芯用塑料纖維制作而成，較容易受到外力的影響，若處在惡劣環境下容易導致纖芯加速老化，影響電網安全性[2-3]。OPGW光纜為鋁合金材質，若工藝質量不高，容易造成防水性能下降，在冰凍天氣導致纖芯斷裂。實際電力光纜距離較長，保護層容易破裂，使電力光纜內部出現問題，影響電力通信，危害電力安全。

3 洪屏電站通信光纜故障原因分析

3.1 纖芯本體故障

纖芯自然斷裂的可能性較小，日常運行維護中需要定期對纖芯進行測試，從而掌握纖芯內部的損耗情況。纖芯測試一般使用光時域反射儀(OTDR)進行，洪屏電站將光纜OTDR測試納入定期工作，能夠切實掌握光纜中各接頭處的損耗情況，能夠全面了解纖芯的中斷、損耗以及纖芯的老化情況。將纖芯測試數據記錄并存檔，可對光纜運行分析提供參考資料，對光纜日常運維工作的安全穩定提供可靠保障。

3.2 光電分離接頭盒安裝不可靠

洪屏電站自投產以來，大部分光纜故障的直接原因為光電分離接頭盒放電，造成光纜燒斷[4]。

通常使用的OPGW光電分離接頭盒有兩種類型，區別在于兩端光纜是否在同一接頭盒內部進行熔接，不同的構造將影響設備的運行[5-7]。

常用的OPGW光電分離型接頭盒兩端的光纜與兩頭的接頭盒分別連接，中間通過復合絕緣子完全絕緣隔離，如圖1所示。

圖1 常用OPGW光電分離型接頭盒

洪屏電站采用的OPGW光電分離型接頭盒兩端的光纜在同一個接頭盒內進行熔接。如果未在絕緣子前剪斷將影響絕緣子的作用，起不到降低放電電壓的作用。放電間隙可以保護避雷器，當雷擊造成過電壓時放電間隙被擊穿，從而保護避雷器。我們暫且將接頭盒看做均勻電場環境，可以得出以下公式。

式中：μ為空氣電場強度，v/m；σ為空氣相對密度，kg/m3；S為間隙距離，m。

根據公式可知放電間隙距離的大小決定可以承受的放電電壓大小，它們之間成正比。放電間隙大可以更好地保護避雷器以及接頭盒的安全。

洪屏電站OPGW光纜由于施工過程中鋼芯未在絕緣子前剪斷，伸進接頭盒，放電間隙小，造成雷擊燒光纜事故的發生。常用接頭盒結構如圖2所示，雖然比較完善，但存在2個接續點增加損耗，存在缺陷。

圖2 接頭盒內部情況

4 洪屏電站通信光纜故障處理

根據洪屏電站通信光纜故障及500 kV線路情況，為防止OPGW再次被雷擊燒斷，總結出兩種改造方案。

4.1 取消OPGW分段絕緣單點接地

全線取消“OPGW分段絕緣單點接地”，按OPGW逐基塔接地進行改造。優點為不需要斷開OPGW。該方案需將全線所有與鐵塔絕緣的OPGW通過加裝引流線與鐵塔連接接地。OPGW光纜與接頭盒短接，應使接頭盒兩端的OPGW與接頭盒均良好連接，使其達到等電位的效果。

針對直線塔直接在OPGW光纜上接引流線至支架可明顯降低電纜故障率。

屏夢線OPGW光纜絕大部分為接頭型耐張塔，需要將進出兩端分別接地如圖3所示，使用并溝線夾將兩條引流線短接，可很好地避免光纜故障發生，尤其是雷電造成的OPGW光纜接頭盒故障。

圖3 直線塔接地改造示意

4.2 OPGW光電分離型接頭盒改造

如圖4所示，將OPGW光電分離型接頭盒重新按照正確的安裝工藝要求進行改造安裝，將全線所有光電分離型接頭盒重新拆除和安裝，使其達到真正的光電分離的效果。在改造期間，需將OPGW斷開并重新熔接，500 kV屏夢線若保持運行狀態，需通過其他通信通道與省調度中心保持通信聯系。OPGW接續處，有部分接頭點存在OPGW余長不足的情況，OPGW斷開后重新熔接，可能會出現因OPGW余長不足而無法連接的情況，需要重新調整OPGW接頭盒的安裝位置以解決此問題。

4.3 建設OPGW光纜備用線路

以正確的工藝在配線架上熔纖，確保通道暢通，用光衰儀檢測光纖損耗，要求小于20 dB/m。增設的備用通道從不同路線接入江西省網以及華中網，當主用線路出現故障時，迅速切換至備用通道，保證通信與信息暢通。

圖4 接地改造方案示意

最終洪屏電站采用了OPGW光電分離型接頭盒改造上網方式整改光纜故障問題，效果顯著，減少了事故發生率。同時增設備用通道至省公司，切實提高通信光纜的安全穩定性。

5 結束語

通信光纜的正常和有序的工作，能夠提升電力通信的安全性和穩定性。這就需要對光纜事故進行分析與處理，針對相關的問題用有效、科學的措施進行解決，從而保證電力通信的安全穩定運行。