電力通信光纜典型故障分析與對策探究

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大量資金和人力，而且隨著生活品質(zhì)的提升使人們對電網(wǎng)提出了更多要求，因此有必要分析其典型故障和對策。

1 電力通信光纜綜述

1.1 電力通信光纜的特點

通常情況下，電力通信光纜會與電網(wǎng)工程一同進(jìn)行配套建設(shè)，不同的電力通信光纜其運行規(guī)律和特點往往各不相同，具體表現(xiàn)有以下3點。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)計光纜線路時，社工人員既要專門考慮系統(tǒng)的電氣和機械特性，也要考慮光纜的特性情況。第二，電力特種光纜在實際使用中與線路運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，電力特種光纜依然會繼續(xù)承載業(yè)務(wù)運行[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)故障時會給電網(wǎng)的運行安全性留下隱患。

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)是由運維人員檢修和維護(hù)不當(dāng)造成的，在電力通信光纜運維過程中，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，部分運行環(huán)境相對比較差的電力通信光纜很容易因為外界因素而造成損壞。三是安裝問題。電力通信光纜的安裝過程中，懸掛點不合適和接頭盒安裝不規(guī)范等情況可能會導(dǎo)致電力通信光纜的安裝問題。四是技術(shù)問題。電力通信光纜運維期間，如果運維人員的經(jīng)驗和能力無法判斷出光纜的實際情況，將會導(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，就有可能導(dǎo)致光纜因故障管理問題而影響光纜運行的質(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

在光纜的日常運維期間，如果運維人員對于光纜的運行特性和重要性不夠了解，就有可能導(dǎo)致運維過程中出現(xiàn)疏忽的情況，當(dāng)光纜的運行維護(hù)作業(yè)沒有嚴(yán)格落實時，可能會出現(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月檢修計劃中，需要檢修公司按照計劃對一段線路進(jìn)行跨越作業(yè)，對光纜實施開斷工作，但該檢修公司在檢修票沒有經(jīng)過批復(fù)時便擅自施工，對光纜進(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。因為城市中需要開展各類市政施工，在施工開展時有可能導(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。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性防護(hù)措施與光纜標(biāo)識，三是運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)生故障時無法迅速得出應(yīng)對方案從而導(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，那么此時光纜引下線就無法完全絕緣，若此時光纜中出現(xiàn)相對較大的短路電路，就會導(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

在實際應(yīng)用期間，ADSS光纜如果長時間處于線路電場環(huán)境下就容易出現(xiàn)電腐蝕的情況，此時ADSS光纜的性能將會受到嚴(yán)重?fù)p傷，當(dāng)光纜受力過大時還會導(dǎo)致光纜斷裂。導(dǎo)致ADSS光纜斷裂的主要原因有以下3點，一是線路運行時間過長，ADSS光纜的性能將會逐漸老化，從而無法繼續(xù)工作，二是ADSS在出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象時，其外皮腐蝕痕跡加劇，當(dāng)腐蝕到一定程度時便會造成光纜斷裂，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)，而且運維部門的日常巡視出現(xiàn)疏忽，因此光纜會被掉落的蓋板壓斷。

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，往往難以在第一時間掌握光纜故障位置，所以需要運維人員對光纜斷點進(jìn)行測試[2]。通常情況下，在常規(guī)故障測試下很多故障點位信息往往無法與線路表示進(jìn)行對應(yīng)，這種情況的出現(xiàn)將難以及時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

在電力通信光纜運維時需要杜絕違規(guī)操作的出現(xiàn)，因此各級機構(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防護(hù)措施和工程監(jiān)管，對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，使光纜運維變得更加簡單，還需要加強有關(guān)光纜運維的培訓(xùn)力度，對光纜檢修時的要求和內(nèi)容制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，避免因檢修人員判斷錯誤而導(dǎo)致光纜出現(xiàn)故障。

3.2 控制外部風(fēng)險

電力通信光纜的運維單位應(yīng)該提前與有關(guān)市政單位進(jìn)行主動合作，通過提前與其構(gòu)建協(xié)調(diào)機制進(jìn)而了解市政單位的施工時間與路段安排，以便提前做出應(yīng)對準(zhǔn)備，然后通過在已知的施工路段增設(shè)警示標(biāo)志加強人力巡檢力度避免外部風(fēng)險[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)的順利運行。另外還可以將各類準(zhǔn)備工作進(jìn)行前移，同時運維部門通過提前介入項目設(shè)計審查的方式來保證項目施工的合理性。

3.4 強化技術(shù)手段

電力通信光纜的運維管理工作非常重要，運維部門可以通過構(gòu)建完善的監(jiān)測體系使光纜的運維工作由被動變?yōu)橹鲃印６彝ㄟ^強化監(jiān)測技術(shù)還能夠使光纜在出現(xiàn)問題時第一時間對故障方位進(jìn)行定位，及時檢修故障，縮短光纜的故障時間。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)生問題時可以及時更換故障電纜，從而保證電網(wǎng)的安全運行。

在對電力通信光纜進(jìn)行故障管理時采取以下方案。首先加強對OPGW和ADSS的城區(qū)管道與架空光纜的責(zé)任落實，如果光纜問題可以避免卻沒有及時得到解決，則要追責(zé)相關(guān)負(fù)責(zé)人，以此來促進(jìn)光纜運維的正常落實。其次通過細(xì)化光纜管理方式，促使電力通信光纜運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更新。最后優(yōu)化光纜風(fēng)險評估制度，將光纜面臨的風(fēng)險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。實際應(yīng)用過程中，OTDR可以向著測量光纖入射端射入窄光脈沖，此時除了出、入射端面會出現(xiàn)反射光功率外，還會因為光纖內(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沿著測量光纖進(jìn)入到入射端面，此時在入射端面可以發(fā)現(xiàn)回波光脈沖波形，同時由于瑞利散射光功率相對較小且大面積存在，因此其反向傳輸光脈沖會產(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)對處理，將光纜故障帶來的危害降至最低，同時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行也將更加順利。