OPGW导引光缆故障分析及治理措施

OPGW导引光缆故障分析及治理措施
王峰
【摘要】Aiming at Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire (OPGW)direct optical cable appearing frozen extrusion fault,carefully analyzes the problem of water proof sealing for OPGW direct optical cable,puts forward treatment measures of“five steps method ”for water proof sealing. The result shows that“five steps method”for water proof sealing of OPGW direct optical cable from the root solves the problem of direct optical cable liable to suffer frozen extrusion,and has higher practical value.%针对变电站内光纤复合架空地线（Optical Fiber Composite overhead Ground Wire， OPGW）导引光缆因冰冻挤压而导致的故障，详细分析了OPGW导引光缆防水封堵存在的问题，提出了防水封堵“五步法”的治理措施。

应用结果表明：OPGW导引光缆防水封堵"五步法"，从根源上解决了导引光缆易受冰冻挤压的问题，具有较高的实用价值。

【期刊名称】《宁夏电力》
【年(卷),期】2014(000)004
【总页数】4页(P37-40)
【关键词】导引光缆;OPGW;封堵
【作者】王峰
【作者单位】国网宁夏电力信息通信公司，宁夏银川 750001
【正文语种】中文
【中图分类】TM726.4
随着国家电网通信事业的迅速发展以及智能电网的大力建设，电网对电力通信系统提出了更高的要求。

电力通信光缆是电力系统重要的基础设施，光缆线路维护是保障电网安全稳定运行的重要环节，同时通信光缆也是电力企业信息化的重要组成部分。

但是，由于变电站光纤符合架空地线（Optical fiber with overhead ground wire，OPGW）导引光缆的防水封堵方法没有统一、规范的标准，导致每年冬季都会发生OPGW导引光缆因为冰冻挤压造成纤芯衰耗增大或完全中断的事故，对电力通信系统的安全稳定运行造成了严重影响。

因此，如何切实有效地降低冰冻事故的发生，是当前电力通信光缆运行维护的重点。

OPGW光缆在进入变电站后，由门型构架处引下，每隔1.5~2 m安装1个固定卡具，防止光缆与杆塔发生摩擦，引下的OPGW光缆采用专业接地线通过并沟线夹连接至构架接地端子。

由架上接续盒引下的导引光缆至电缆沟地埋部分穿过塑料套管进行绝缘，并穿热镀锌钢管进行保护，钢管两端用防火泥做防水封堵。

一般情况下，要求钢管直径不应小于50mm，塑料套管直径不应小于35mm，钢管弯曲半径不应小于15倍钢管直径，接续盒处的接地端子距离地面不应小于2 m，余缆架距离地面不应小于1 m［1］，结构图如图1所示。

由于光缆直径一般为10~15 mm，而钢管直径一般为50~80 mm，导致光缆与钢管的结合处存在很大缝隙。

普遍的做法是在引下部分光缆套入塑料套管再穿过镀锌钢管，在管口接合处塞入防水泥，用自粘胶带缠绕后，再用防水胶带进行加固。

这种封堵方式短期内可以确保雨水无法进入塑料套管内，但是随着时间的推移，封堵口处的防火泥最终会出现开裂或者脱落的情况，导致雨水渗入套管内，在冬季则凝结成冰挤压管内光缆，造成光缆衰耗过大或者中断［2］。

2013年甲网线路A变电站至B变电站光缆线路发生故障，B站侧出现收光丢失告警。

运维人员到达A变现场通过光时域反射仪（Optical Time Domain Reflectometer，OTDR）对空余纤芯进行测试，发现部分纤芯衰耗与历史数据相比有较大增加。

为确保甲网A站至B站备用光方向正常运行，运维人员将该段备
用光方向倒换至正常纤芯承载，光路调整完毕后该段业务恢复正常。

同时，运维人员对A站光缆故障点进行定位，采用OTDR对A站侧光缆质量进行测试［3］，
测试数据显示故障点发生在A站导引光缆距通信机房276 m处，初步判断为引下导引光缆故障。

故障点示意图如图2所示。

同时，现场运维人员对其他空余纤芯质量进行了测试，发现个别纤芯长度为298 m，大部分纤芯长度为276 m，另外导引光缆构架处余缆约19 m，计算可知故障点在塔架底部的沙坑位置。

于是，运维人员对沙坑位置进行开挖，发现镀锌钢管内出现结冰现象，光缆受损严重。

镀锌钢管内结冰情况如图3所示。

通过分析现场典型故障案例，并根据运维统计数据可知，采用传统封堵方式在运行一段时间后，封堵处会产生开裂，导致雨水进入管内，封堵口的开裂如图4所示。

进入冬季后，积水凝结成冰，挤压光缆，造成光缆中断，尤其是在北方初冬季节，这类故障多是白天光缆无告警，一旦进入深夜，气温骤降，光缆被形成的冰挤压出现告警。

造成这种故障的原因主要有：
（1）采用防火泥直接对套管管口处进行封堵，由于塞入管内的防火泥没有底部支撑，再经过长时间的暴晒，容易导致防火泥脱落或者开裂，造成雨水渗入套管内；（2）采用防火泥封堵方式所用材料种类单一，且无标准、统一的操作步骤；（3）现场运维监管不到位，对封堵隐患检查、消缺不及时。

为了提高变电站引下光缆运行可靠性，避免传统防水封堵方法中存在的诸多不足对光缆运行造成影响，本文提出了一种新型的防水封堵方法—“五步法”。

2.1 防水封堵“五步法”
该方法总共使用5种封堵材料进行封堵，具有科学严谨、操作简单且坚固耐用的特点。

该方法创造性地使用泡沫填充剂对钢管缝隙进行填充，从而解决了管内防火泥容易脱落的问题，同时使用防水玻璃胶涂覆防火泥表面，避免了防火泥因暴晒而产生开裂，大大降低了导引光缆封堵口处渗水的情况。

“五步法”的具体操作步骤为：
（1）采用绝缘胶带对塑料套管与导引光缆接口处进行第1层缠绕，绝缘胶带应缠绕均匀，重点对接口处进行多层缠绕；
（2）在第一步骤的基础上，采用防水胶带对塑料套管接口处进行第2层缠绕，防水胶带的缠绕面积应大于第1层的缠绕范围；
（3）将塑料套管缠绕处塞入镀锌钢管10 cm左右，然后使用泡沫剂对钢管缝隙进行填充，管内填充应均匀饱满；
（4）使用防火泥对钢管缝隙进行填充，管内防火泥应塞实塞牢，管口处应涂抹均匀；
（5）最后，将防水玻璃胶均匀地涂覆于防火泥表面，完成整个防水加固过程。

现场进行封堵操作时，应注意光缆受力情况切勿用力拉拽光缆，避免在工作时对光缆造成损伤；同时，现场操作人员应佩戴绝缘手套、安全带，防止镀锌钢管管口静电过大，导致施工人员跌落，造成安全事故。

现场封堵效果如图5所示。

2.2 应对措施
防水封堵“五步法”能够对变电站OPGW引下光缆段进行有效的防水封堵，但是光缆封堵口处的堵头依然暴漏在外，经过长时间的日晒雨淋，堵头部位所用材料势必出现氧化破损的情况，有可能造成雨水渗入的情况发生。

因此，为了进一步提高封堵方法的可靠性及有效性，本文提出以下几点应对措施。

2.2.1 形成光缆常态化巡检
变电站运维人员应对OPGW引下段光缆实现常态化巡检，尤其加强冬季恶劣气候
条件下的巡检工作，对于发现封堵处出现干裂破损的情况，应进行二次封堵操作，做到及早发现、及早处理。

2.2.2 提高应急处置能力
针对典型故障进行分析总结，制定OPGW引下段光缆故障的抢修流程，且运维人员应当熟练掌握防水封堵“五步法”的实施步骤，在光缆发生故障后，能够第一时间准确判断故障点，并进行封堵处理。

本文提出的防水封堵“五步法”具有操作简单、持久耐用的特点，同时封堵的气密性稳定，能够有效预防钢管管口进水结冰的情况。

统计数据显示［4］，宁夏地区220 kV及以上变电站的导引光缆在未采用“五步法”进行防水封堵前，平均每年因冰冻挤压造成光缆中断的次数为5次，造成直接经济损失约10万元，继电保护、稳控等重要电力生产业务中断时长最高达72 h。

自2012年下半年宁夏全区220 kV及以上各变电站引下光缆实施防水封堵“五步法”以来，未发生一次导引光缆
因冰冻挤压造成中断的故障，现场反馈封堵效果显著，大大降低了维护成本，为其他地区进行导引光缆防水封堵提供了借鉴和帮助，取得了良好的经济效益和社会效益，切实有效地确保了电力通信光缆的安全、优质运行。

（1）防水封堵“五步法”选取日常运维工作中的常见材料进行封堵，现场操作简单、坚固耐用且实施成本低，便于日常维护，减少了光缆巡检时使用绝缘梯的危险。

（2）防水封堵“五步法”创造性地使用泡沫填充剂及防水玻璃胶等常见材料，有效解决了传统封堵方法中防火泥容易脱落或开裂的问题，能够很好的预防变电站OPGW导引光缆进水结冰，符合现场实际运维需要，具有较高的实用价值。

［1］芦博，邢宁哲，庞思睿.OPGW导引光缆安全运维优化策略探讨［J］.中国机电工程学会电力通信专委会第九届学术会议论文集，2013（7）：168-172. ［2］钱万友，熊胜国，黄卫卫.光缆线路断纤故障的成因及预防措施［J］.光纤与
电缆及其应用技术，2009，20（34）：15-18.
［3］陈以炳.利用OTDR准确查找光缆线路故障点［J］.电力系统通信，2008，5（18）：25-27.
［4］宁夏电力公司.宁夏电力公司通信网“十二五”规划［Z］.银川：宁夏电力公司，2010.
摘要是科技论文的重要组成部分，是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和解释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。

摘要应具有独立性和自明性，并拥有与文献同等量的主要信息，即不阅读全文，就能获得必要的论文信息。

根据国家标准“G B 6447—86文摘编写规则”及《科技书刊标准化18讲》有关规定及要求，
科技论文摘要的编写要点如下：
（1）摘要编写应具有4个要素（论文的目的、方法、结果、结论）。

目的：研究、研制、调查等的前提、目的、所涉及的主题范围；方法：所用的原理、理论、条件、对象、材料、工艺、结构、手段、装备、程序等；结果：实验、研究的结果、数据，被确定的关系，观察得到的效果、性能等；结论：结果的分析、研究、比较、应用，提出的问题等。

（2）摘要编写应内容充实，中文摘要一般在150~300字之间，英文摘要应在
150个词左右。

（3）摘要应尽可能取消或减少课题研究的背景信息。

（4）出现的数据应是最重要、最关键的数据。

（5）缩略语、略称、代号等在首次出现时必须写出中、英文全称；不得简单重复题名中已有的信息。

（6）一般不列数学公式，不出现插图、表格。

（7）不用引文，除非该文献证实或否定了他人已出版的著作。

（8）摘要用第三人称编写。

建议采用“对……进行了研究”、“报告了……现状”、
“进行了……调查”等表述方法表明一次文献的性质和文献主题，不要使用“本文”、“作者”等作为主语。