電力通信光纜線路故障排查方法的探索

云南電網有限責任公司昆明供電局 楊 俊 向舒婷 田籽林

隨著電力光纖通信網絡系統的廣泛使用，在運行中經常發生通信設備故障，為確保電力通信系統的穩定正常工作，在發生通信故障時，根據通信設備網管故障現象第一時間分析故障現象，初步分析判定故障分析故障的原因：光傳輸設備問題、通信光纜線路問題、通信電源問題、通信線纜問題等，及時安排人員對設備故障進行排查和消缺處理工作，進而保證電力系統安全經濟穩定運行。

1 電力特種通信光纜的分類及主要敷設方式

電力特種通信光纜主要分為三大類：

室外非金屬光纜（GYFTZY），非金屬中心加強構件、松套、填充式、聚乙烯護套、阻燃、層絞(SZ 絞合)式管道光纜。使用場景：10kV 電壓等級及以下輸電線路、電力管道、通信管道、電力隧道、綜合隧道中廣泛應用。非金屬管道的技術特點：抗電磁干擾強、自身重量輕；缺點：具備同物理路由電力溝（管）內，在運電力線纜因接頭絕緣下降而引發的電力電纜自然及爆炸，燒壞在運通信光纜；能杜絕因電力一次線路同溝內運行對通信光纜放電，感應電流燒毀變電站站內在運通信設備的事故事件。在現運行的10kV 電力線路上敷設，不需要新建專用的通信光纜桿塔。在現有的電力溝（管）中敷設，不需要新開挖修建通信光纜通道，新購買直徑32的PE 材質通信光纜保護子管，對通信光纜進行保護。

全介質自承式光纜（ADSS）：在已建成的一次輸電線路上敷設，光纜的選型為ADSS 光纜，自承式是指電力特種通信光纜依靠自身加強構件（主要材料為芳綸紗承受ADSS 光纜的張力），能承受自身重量及外界來了的負荷，ADSS 光纜使用的全介質材料是因為光纜長期處于高壓強電磁環境中，本體使用的材料必須能耐受強電磁場對其的影響。其工作的環境是在電力桿塔上附掛使用，必須使用緊固金具、耐張金具、懸垂金具等配套的附件將ADSS 光纜牢固的固定在輸電線路的桿塔上。特點：抗電磁干擾強、自身重量輕，但需考慮敷設運行位置與輸電線路電磁強度造成通信光纜電腐蝕的影響情況。適用的場景：敷設在220kV、110kV、35kV 電壓等級線路，變電站站內導引光纜的敷設施工中不需停電。

光纖復合架空地線光纜（OPGW）：把光纖放置在輸電線路中的地線內（安裝位置一次輸電線路桿塔頂端），用來組網構成電力通信網的光纖通信網絡，OPGW 光纜的結構形式兼具地線與通信雙重功能。特點：抗電磁干擾強、自重輕、抗外力破壞強。

電力通信光纜按照敷設方式分架空和入地兩大類：隨電力線路同桿、同塔、獨立通信桿塔敷設；隨電力溝同溝、同隧道、同排管、獨立排管敷設。

2 電力通信光纜故障原因

依據昆明供電局2021年的通信設備故障統計進行分析，全年通信設備發生缺陷共計254起。其中：光傳輸設備36起、調度數據網設備11起、通信電源設備20起、交換設備2起、配線系統設備2起、主網農網光纜設備153起、配網光纜18起、其他12起，通信光纜故障發生171起占比高達67.32%，歸納總結通信光纜運維數據，分析缺陷發生的原因，提出電力通信光纜線路故障排查方法的思路供諸位同行共勉。造成在運通信光纜故障的原因歸納起來有五種類型：小動物啃咬；外力破壞（地鐵施工項目、人防工程項目、市政三線入地景觀提升工程、電力電纜施工）；自然力破壞；電腐蝕；基建施工遺留的隱患（線路接續盒故障）。

2.1 小動物啃咬

運行中的全介質自承式(ADSS)通信光纜和非金屬管道通信光纜，在小動物活動頻繁的區域經常發生在運纖芯被咬斷的故障（空閑纖芯正常），通信光纜缺陷降級處理，調用備用空閑纖芯恢復在運中斷光路。

2.2 外力破壞

指任何單位和個人在電力設施周邊從事建筑、修路、敷設管道、架設管線、機械施工、射擊、爆破、開挖、開采、鉆探、堆物、植樹、焚燒及偷盜電力設施等活動，導致電力設施的不安全狀態，造成電力設施故障停運、損傷損壞及人員傷害等行為。外力破壞隱患：施工類、建筑類、爆破類、種植類；自然力破壞：非人類活動造成的通信光纜故障不可抗擊力：火災、泥石流、水災、地震、冰災等自然災難造成的通信光纜中斷。

2.3 電腐蝕

運行中的全介質自承式(ADSS)通信因附掛在電力輸電線路桿塔上，其ADSS 通信光纜、金具和夾具長期運行在非常強的電磁場環境中，ADSS 光纜的外護套層產生的感應電壓和電流，ADSS 光纜的金具和夾具接鐵塔（地），耐張預絞絲、懸垂預絞絲、切線線夾的接口處非常容易發生放電現象，造成ADSS 光纜外護套表面燒傷，再加之大風季節ADSS 通信光纜發生舞動，就非常容易發生ADSS通信光纜斷纜故障。

2.4 基建施工遺留的隱患

通信光纜線路施工時，隨工驗收環節隱蔽性施工時發生的通信光纜損傷，項目部和施工方不及時進行返工，隱瞞不報蒙混過關，導致通信光纜設備投運后發生在運光纜斷芯、斷纜及光纖衰耗值嚴重超標故障；故障表象主要有：通信光纜線路接頭盒內熱熔管盤放處置不正確；熔纖盤中的光纖盤留雜亂無章；光纖端面備制時光纖損傷；未穿通信光纜保護子管；直埋通信光纜未使用鋼管保護；通信光纜線路接頭盒密封不嚴導致進水；通信光纜表皮有嚴重磨損、打扭現象。

3 電力通信光纜故障排查方法

3.1 處理的原則

電力通信光纜線路發生故障后應立即進行處理，處理原則應遵循以下原則：先干線、后支線；先搶通、后修復；先恢復一級電路、再恢復二級電路、然后恢復三級電路；先恢復生產實時控制業務電路，后恢復非生產實時控制業務電路。發生故障造成生產實時控制業務中斷時應及時匯報電力調度和通信調度，立即投入備用通道或采取迂回、轉接至運營商應急電路等措施，盡快恢復生產實時控制業務。

3.2 通信光纜線路纖芯的故障測試

通信光纜中斷故障搶修工作中，首先要確定光纜線路的故障點，光纜線路故障的測試通常都是用光時域反射儀OTDR，利用光波在光纖中傳輸時的瑞利反射和菲涅爾反射所產生的背向散射原理，進行光纖的長度、衰耗特性、故障定位等測量，通過光電的轉化而來直觀的反應出光纖的各種技術參數。其儀表的測試準確性直接影響了故障排查的進度，只有熟練掌握使用方法、設置正確的OTDR 儀表的各項參數：

測試波長。如1550nm；測試脈寬。測試的脈寬和光纖的事件點成反比關系，脈寬越大事件點越少。如：測試光纖170km、設置脈寬10S；調整儀表測試光纖長度檔。測試的盲區跟測試距離成正比，在測量光纖故障點時應選擇大于被測距離1.5倍的距離，有效避免光纖的鬼影現象發生。如：測試光纖的長度170km、儀表的長度設置250km；閾值。線路光纖熔接衰耗值0.02dB；設置光纖的折射率。如1.460；設置OTDR 儀表系統日期和時間；測試光纖的儲存文件名，測試時間+測試起點終點+光纜芯數+第幾芯數。如：500kV 七甸變電站至220kV 東郊變電站ADSS36芯光纜，500kVqdbdz-220kVdjbdzADSS36-01.sor 或trc。

3.3 通信光纜線路纖芯的故障定位

通信光纜的維護管理過程中必須建立準確、完整、可信的原始運維資料。對工程項目中通信光纜三級自驗要求：新建段通信光纜光纖后向波形圖；通信光纜起止點光纖順序必須一一對應、全程衰耗值（光纖對纖測試記錄表）；光纜線路接頭盒內熔纖盤，盤纖時內、外照片，現場接頭盒余纜架照片；通信光纜線路GIS 數據（kml）；通信光纜五次測試合格記錄表單：進行到貨OTDR 測試記錄，必須三方（甲方、廠家、施工）人員到場簽字確認；運輸到施工現場OTDR 測試記錄；敷設完成后OTDR 儀表測試記錄；纖芯熔接時，機房端遠程使用OTDR 監測線路光纖熔接衰耗的測試數據；全程測試數據，使用OTDR、光源、光功率計進行測試，指標合格后記錄表單和原始數據。

通信光纜錄入系統：資產臺賬4A、通信運行管控系統-運行控制模塊、新建變電站所有通信設備運維清冊、物資采購合同等詳細資料；準確記錄通信光纜余留情況，記錄每個光纜線路接頭盒位置、余纜盤、特殊地段、站內導引光纜、光纖配線架等處通信光纜盤留長度，以方便在計算光纜線路故障點時，盡最大可能的減少光纜長度誤差；OTDR 波形圖上的菲涅爾反射峰位置，測出光纖障礙點到測試點的距離，再根據該距離核對光纜線路的運行線路桿位明細表和光纜路徑圖，安排查找具體障礙點位置；當光纜線路無明顯的斷纜點時，應采用打開距障礙點最近的兩側通信光纜路接線盒，在確認斷開設備兩端光口后再帶上假纖（1～2km）進行光時域反射儀測試確定纖芯故障距離；通信光纜光纖測試長度和光纜長度系數比：OPGW 光纜的系數1.08，ADSS 光纜1.05，普通光纜1.03。

有了上述這些準確完整可信的光纜線路資料，就可為通信光纜故障測量、判斷、定位和搶修工作提供基礎數據，因此通信光纜的驗收環節中不能疏忽大意、掉以輕心，應到現場進行圖實相符的核對與測試，建立健全通信光纜線路運維資料。

3.4 通信光纜故障處理工作人員的因素

編制完善運維工作人員的管理制度和業務指引，能保證對通信光纜線路的故障做到早發現、早處理、早恢復。從事通信光纜線路的運行維護人員應具有扎實合格的從業知識和技能，具備國家從業資格證書通信光纜線務員。在進行通信光纜檢修工作過程中，嚴格遵守電網的各項規章制度和技術標準，認真負責、恪盡職守，避免偷奸耍滑、不作為和亂作為的行為發生；打通從業人員的職業技能提升通道，提高從業人員的積極性和主人翁責任意識；編制切實可行的工作效率評價體系，落地績效考核。

技術創新能力是第一生產力，是企業提高自身競爭能力的必備能力，電網在作業中需要提高自身的科學觀和創新思維，自己開發研制、引入具有先進技術的智能機器人，重點是具有減輕現場作業的難點和痛點問題，想方設法有效提高人機功效，有效提高工作效率，減少現場安全風險及壓力；在電力通信光纜運行維護的過程中，需保證生產實時控制業務和信息業務的傳輸穩定性，那就要求對通信光纜進行定期測試和巡視工作，加大對新技術、新設備研發的投資力度，提升維護工作的技術創新，運行維護技術人員在實際工作中不斷提高思想意識，改變陳舊思想模式，強化新技術、新裝備、新技術的引進，擺脫傳統的運維模式，從現場實際情況出發解決實際難題。

對維護人員進行技能培訓和考核，定期講解新技術的發展方向和應用情況，促使通信光纜運行維護人員不斷提升技術技能，從而起到提高人員技能和工作效率；引入新的工具與新工藝。隨著電網規模的不斷擴大，電力通信光纜線路同步增加，運行維護的設備也在逐年遞增，目前的情況是要在人員不增加的前提下，怎樣才能讓通信光纜運維工作變得的簡單、輕松、愉快。

對于運行檢修人員應嘗試新的材料與新的工藝。如：使用無人機技術對通信光纜線路進行巡視和故障查找功能，無人機技術在不久將會成為通信光纜運維人員的必備的重要工具和手段，其高清的航拍功能能快速幫助確定在運通信光纜的故障地理位置，避免現場高處作業時高墜和觸電風險，要實現這一目標就需要運維人員主動積極去學習新技術和新知識，企業要提前布局，進行有針對性的知識和技能培訓，讓每一個工作人員都掌握本崗位必須和急需的技術技能，這樣才能讓員工更好的完成工作任務。

總之，通信光纜的運行維護工作涉及到人、財、物的調動和綜合利用，制定符合本部門的現場應急預案，并根據預案內容進行定期應急演練，模擬在運通信光纜中斷故障時如何判斷故障點、如何恢復業務、如何組織搶修等問題；通過演練可加強通信運維人員故障搶修能力，提高搶修速度，減少故障中斷時間。從業者須要有嚴謹細致的工作作風，勤于總結和思考的工作精神，要有清晰的思路、靈活的故障處理方法，并不斷在工作實踐中積累，才能全面提高電網通信光纜線路質量，保質、保量、按時完成通信光纜線路運行維護工作，做好電網第二張網的維護服務工作，為電網提供優質、可靠的信息高速通道。