ADSS光缆电腐蚀故障的在线监测措施

国网甘孜供电公司 王 富

前言

ADSS光纤电缆广泛应用于35千伏以上电压水平的架空线极（杆）塔，在电力通信中应用广泛。它具有体积小、质量轻的优点。在通讯线路重建时常安装在原有的传送塔上（输电线路杆塔上）。然而，当塔的强度、空间电位的强度以及地面与交叉物体之间的距离不匹配时，ADSS电缆容易发生各种故障。最重要的是电力腐蚀失效，这不仅阻碍了电力的正常运行，还会造成电力系统的故障和安全。

ADSS光缆由于其独特的特性，在电力通信系统中得到了广泛的应用。但是，大多数的ADSS电缆用于旧线路的改造，安装在原来的电塔上（杆塔上）。ADSS电缆是原电塔（杆塔）的“添加剂”，原电塔的设计不考虑添加任何其他物体。因此，ADSS电缆只能适应原有的塔式条件，尽量找到有限的安装空间。这些“空间”主要包括：塔的强度、空间电位强度（线间距和位置），以及与地面或交叉物体的间距。一旦这些关系不匹配，ADSS电缆就容易发生故障。

与其他传输介质相比，ADSS光纤电缆不仅绝缘良好、稳定，而且传输质量较高，因此在电力建设中得到了广泛的应用。当ADSS光纤电缆实际应用于传输线路时，由于一些外部因素的影响，ADSS电缆发生了电气腐蚀，对ADSS光纤电缆的应用产生了非常不利的影响。

针对ADSS光缆的电腐蚀，详细阐述了ADSS光缆电腐蚀的原理，分析了ADSS光缆电腐蚀的原因，并对ADSS光缆的电腐蚀进行了检测措施的提出。

1.电腐蚀故障的常见形式和影响因素

电气腐蚀失效的三种常见形式是击穿、电气痕迹和腐蚀。冲孔指的是ADSS电缆台架，它产生大量能量弧，产生大量热量，熔化护套边缘而造成穿孔，燃烧纺丝纤维，造成电缆强度急剧下降。电标记是指电弧在护套上形成径向碳化通道，在张力作用下加深和断裂，使纺丝纤维暴露。腐蚀失效是指护套表的泄漏电流所产生的热量，它削弱了聚合物的结合力，使护套表粗糙而薄。当发生电气腐蚀失效时，护套的内聚力会减弱。一旦其尺寸张力减小，就会发生严重的电缆断裂，这将阻碍通信网络的安全稳定运行。

一般来说，随着光缆的移动时间，它受到各种环境因素（如环境污染等）和鞘层泄漏电流产生的热量的影响。聚合物在光纤电缆表面缓慢失去结合力，最终失效，这表现在电缆表面的粗糙度和护套的减薄导致光纤电缆的腐蚀。这种腐蚀在光缆寿命期间是正常的，不会引起电缆故障。然而，在光缆金属工具的出口处（金属连接件的末端），由于巨大的电位差，以及粗光缆和交变感应电压的影响，它再次为干电弧放电创造条件，形成恶性循环，从而加剧放电。未来，由于拉丝的电腐蚀、断裂和暴露在张力作用下，纤维缆材料的物理性能被破坏或熔化成中空形状，电缆护套断裂直至伸直。并保持了电缆断缆故障。

2.光纤Sagnac环的应变效应

Sagnac矢状干涉效应的原理是：光源发出的光通过分束器转换成两束，沿干涉仪顺时针和逆时针方向传播，并收敛到干涉仪。在纤维的应力作用下，纤维会影响到鞘内的纤维，使其稍有变化，从而改变核心在扰动位置的物理特性，如折射率、人为度、散射效应等。它改变了光波在传播过程中的相位差，并在干扰后改变了接收到的光波的功率。通过对相位和功率的变化进行监测，可以对外应力进行监测。

装配机的两个端口连接到ADSS电缆的两个核心之一，两个核心环在远端连接，形成Sagnac环。l1和l2是干涉仪的两个传感器臂。装配机负责横梁的聚合和分解。激光发射光源由组装器分解，然后顺时针和逆时针方向传播到隔离开关。当ADSS电缆不受应力干扰时，光波沿顺时针方向和逆时针方向的干涉传播是不同的。

当ADSS电缆发生电气腐蚀失效时，伴随的应力和高温燃烧可作为干扰源，改变纤维通过护套的密度、折射率和散射效应，从而改变了光波的相位。使光波具有干涉源的位置信息。当受影响的光波和未受影响的光波在传感器上干扰并再次接收光电探测器时，可以对干涉源的光波进行解调。

3.电腐蚀故障的在线监测

当某一地区或者某一范围的ADSS光缆发生故障的时候，传统的光时域反射器（otdr）用于通过脉冲光源连接光纤。在光脉冲的传播过程中，由于光的折射率和折射率的微小变化，有些光会散射到四边。散射光回到光源的方向，形成向后散射光，形成向后散射光。捕捉并分析陷阱中的探测器。光纤中的每个位置都可以用对应的反向散射光来表示，因此信号处理器可以通过分析信号处理器的后向散射光的延迟信息来分析干涉源在光纤上的位置。值得注意的是，光脉冲产生的向后散射光强非常低，otdr可以探测到电缆故障，如电缆断裂或光纤极限弯曲，而Sagnac干涉仪可以通过分析延迟来获得护套故障。

通过检测电缆护套和对未损坏的铁芯的损坏来干扰光波。因此，选择了Satn型交流光纤干涉仪作为监测装置，利用能够分析时滞的光纤探测器，建立了在线的腐蚀故障监测装置，获得了光纤护套点故障。环形的功能是隔离反射光线的干扰，消除风的干扰和温度漂移的干扰所造成的噪音，并加入强大的运算放大器。

4.检测措施

通过以上分析可知，电腐蚀通常发生在光缆表面最强烈的光分布中，即靠近电缆悬点的金器件（金属件）的实际（附近）位置。针对已输送光缆的电气腐蚀故障，通过调查分析，如果在光缆表面形成保护层，防止干条的形成，则电缆表面不易形成污垢。即使少量的污垢遇上雨水，雨水冲走时污垢也会脱落。耐高温，耐候性好。燃烧特性和表面抗紫外辐射。为了防止光缆的表面，提高电缆护套表面的绝缘性，防止电弧和金属工具在电缆表面的组合，可以减少ADSS光缆的电腐蚀失效。

为了解决ADSS光缆的电腐蚀问题，可以使用半导体保护罩。将半导体保护器的耦合压缩试验结果与无保护耦合压缩试验的结果进行比较：一是电弧张力大大提高，二是放电现象不明显，三是耐腐蚀性。因此，在实际操作中，带保护罩的光缆端部可以有效地减少拉刀在工具端的放电，减少漏电流，对光纤电缆的保护起到很好的作用。然而，这种保护方法是不够的。在试验中，护套的金属环较严重，在护套间隙中存在局部放电。鉴于此，鞘可以制成一个开放的集成直电缆，以避免局部放电。同时，将金属环改为非金属盐雾耐腐蚀材料，使上述问题得以解决，从而起到更好的保护作用。

此外，还可以对事故光缆进行3d建模和计算，并选择合适的悬挂点，以降低电场强度。悬置点的电场较小，应通过建立光学电缆的小模型来计算电场。如果金具出口的电场较大，则需要改进金装置的结构；如果光缆使用悬置点和金工具，则需要改进电场的结构。电场的电场效应小于ADSS光纤电缆的电场效应。测试了电缆的电阻，测试了电缆外套的质量，质量不合格，更换了光纤电缆。在没有电场影响或电缆质量的情况下，对ADSS电缆进行了模拟工作条件试验，环境因素导致了ADSS电缆的电气腐蚀，并选择了家中安装的半导流罩。阀体护套或电晕保护环。如果排除了环境因素，就要考虑运行线中是否存在外力或人为因素。

在预防措施中，应在定子槽下沉之前喷涂低电阻半导体涂料。选择合适的低电阻半导体焊盘并拧紧槽楔，确保线材线形部分上的抗晕层的完整性，使线材表面的抗晕层与填料条或铁芯壁有良好的接触。改进线材沟槽的内固定方法。提高棒材的尺寸和直线度、芯的制造和叠层公差等制造工艺水平。良好的线材制造工艺和整机制造水平是减少电腐蚀发生的有力保证。目前，中国在线防腐蚀防腐方面取得了长足的进步，如主绝缘和防晕层同时热压、半导体装配毡工艺和线材内固定在半导体槽线中的应用。

在预防措施：在光缆表面喷涂低电阻半导体涂料，选择合适的低电阻半导体涂料，使光缆表面与抗晕层具有良好的附着和保护，确保光缆与低电阻半导体涂层形成抗晕层的完整性。巡检维修时操作人员应小心操作，不要破坏抗晕层。必要时应采取其他柔软织物保护后再进行操作，操作完成后抗对晕层进行检查，若有否损伤应进行修补。

5.结论

随着时代的发展，ADSS光缆应用越来越广泛，同时，随着环境污染、气候变化，由此带来的ADSS光缆故障成为了相关工作人员迫切需要解决的问题。ADSS光缆一旦故障，会严重影响所在地区的电力系统，不仅给电力系统本身带来危害，影响系统的安全，同时也会造成电力系统覆盖范围内的企业的安全生产和人们生活便利。可以说，ADSS光缆直接影响到每一个人的生活。

本文通过介绍ADSS电缆电气腐蚀失效的常见形式及其危害。然后介绍了光纤干涉环的银边消光原理。基于贝塞尔函数的扩展，利用密钥相关算法得到了两个干扰信号的时滞，并得到了故障距离的具体表达基础上，提出了一种在线监测电源线电气腐蚀失效的方法。一旦干扰信号的强度被监控并及时改变，就可以利用故障的位置来定位故障并保持电缆，以避免电缆断线造成的损失。