电力通信光缆线路故障排查方法的探索

云南电网有限责任公司昆明供电局 杨 俊 向舒婷 田籽林

随着电力光纤通信网络系统的广泛使用，在运行中经常发生通信设备故障，为确保电力通信系统的稳定正常工作，在发生通信故障时，根据通信设备网管故障现象第一时间分析故障现象，初步分析判定故障分析故障的原因：光传输设备问题、通信光缆线路问题、通信电源问题、通信线缆问题等，及时安排人员对设备故障进行排查和消缺处理工作，进而保证电力系统安全经济稳定运行。

1 电力特种通信光缆的分类及主要敷设方式

电力特种通信光缆主要分为三大类：

室外非金属光缆（GYFTZY），非金属中心加强构件、松套、填充式、聚乙烯护套、阻燃、层绞(SZ 绞合)式管道光缆。使用场景：10kV 电压等级及以下输电线路、电力管道、通信管道、电力隧道、综合隧道中广泛应用。非金属管道的技术特点：抗电磁干扰强、自身重量轻；缺点：具备同物理路由电力沟（管）内，在运电力线缆因接头绝缘下降而引发的电力电缆自然及爆炸，烧坏在运通信光缆；能杜绝因电力一次线路同沟内运行对通信光缆放电，感应电流烧毁变电站站内在运通信设备的事故事件。在现运行的10kV 电力线路上敷设，不需要新建专用的通信光缆杆塔。在现有的电力沟（管）中敷设，不需要新开挖修建通信光缆通道，新购买直径32的PE 材质通信光缆保护子管，对通信光缆进行保护。

全介质自承式光缆（ADSS）：在已建成的一次输电线路上敷设，光缆的选型为ADSS 光缆，自承式是指电力特种通信光缆依靠自身加强构件（主要材料为芳纶纱承受ADSS 光缆的张力），能承受自身重量及外界来了的负荷，ADSS 光缆使用的全介质材料是因为光缆长期处于高压强电磁环境中，本体使用的材料必须能耐受强电磁场对其的影响。其工作的环境是在电力杆塔上附挂使用，必须使用紧固金具、耐张金具、悬垂金具等配套的附件将ADSS 光缆牢固的固定在输电线路的杆塔上。特点：抗电磁干扰强、自身重量轻，但需考虑敷设运行位置与输电线路电磁强度造成通信光缆电腐蚀的影响情况。适用的场景：敷设在220kV、110kV、35kV 电压等级线路，变电站站内导引光缆的敷设施工中不需停电。

光纤复合架空地线光缆（OPGW）：把光纤放置在输电线路中的地线内（安装位置一次输电线路杆塔顶端），用来组网构成电力通信网的光纤通信网络，OPGW 光缆的结构形式兼具地线与通信双重功能。特点：抗电磁干扰强、自重轻、抗外力破坏强。

电力通信光缆按照敷设方式分架空和入地两大类：随电力线路同杆、同塔、独立通信杆塔敷设；随电力沟同沟、同隧道、同排管、独立排管敷设。

2 电力通信光缆故障原因

依据昆明供电局2021年的通信设备故障统计进行分析，全年通信设备发生缺陷共计254起。其中：光传输设备36起、调度数据网设备11起、通信电源设备20起、交换设备2起、配线系统设备2起、主网农网光缆设备153起、配网光缆18起、其他12起，通信光缆故障发生171起占比高达67.32%，归纳总结通信光缆运维数据，分析缺陷发生的原因，提出电力通信光缆线路故障排查方法的思路供诸位同行共勉。造成在运通信光缆故障的原因归纳起来有五种类型：小动物啃咬；外力破坏（地铁施工项目、人防工程项目、市政三线入地景观提升工程、电力电缆施工）；自然力破坏；电腐蚀；基建施工遗留的隐患（线路接续盒故障）。

2.1 小动物啃咬

运行中的全介质自承式(ADSS)通信光缆和非金属管道通信光缆，在小动物活动频繁的区域经常发生在运纤芯被咬断的故障（空闲纤芯正常），通信光缆缺陷降级处理，调用备用空闲纤芯恢复在运中断光路。

2.2 外力破坏

指任何单位和个人在电力设施周边从事建筑、修路、敷设管道、架设管线、机械施工、射击、爆破、开挖、开采、钻探、堆物、植树、焚烧及偷盗电力设施等活动，导致电力设施的不安全状态，造成电力设施故障停运、损伤损坏及人员伤害等行为。外力破坏隐患：施工类、建筑类、爆破类、种植类；自然力破坏：非人类活动造成的通信光缆故障不可抗击力：火灾、泥石流、水灾、地震、冰灾等自然灾难造成的通信光缆中断。

2.3 电腐蚀

运行中的全介质自承式(ADSS)通信因附挂在电力输电线路杆塔上，其ADSS 通信光缆、金具和夹具长期运行在非常强的电磁场环境中，ADSS 光缆的外护套层产生的感应电压和电流，ADSS 光缆的金具和夹具接铁塔（地），耐张预绞丝、悬垂预绞丝、切线线夹的接口处非常容易发生放电现象，造成ADSS 光缆外护套表面烧伤，再加之大风季节ADSS 通信光缆发生舞动，就非常容易发生ADSS通信光缆断缆故障。

2.4 基建施工遗留的隐患

通信光缆线路施工时，随工验收环节隐蔽性施工时发生的通信光缆损伤，项目部和施工方不及时进行返工，隐瞒不报蒙混过关，导致通信光缆设备投运后发生在运光缆断芯、断缆及光纤衰耗值严重超标故障；故障表象主要有：通信光缆线路接头盒内热熔管盘放处置不正确；熔纤盘中的光纤盘留杂乱无章；光纤端面备制时光纤损伤；未穿通信光缆保护子管；直埋通信光缆未使用钢管保护；通信光缆线路接头盒密封不严导致进水；通信光缆表皮有严重磨损、打扭现象。

3 电力通信光缆故障排查方法

3.1 处理的原则

电力通信光缆线路发生故障后应立即进行处理，处理原则应遵循以下原则：先干线、后支线；先抢通、后修复；先恢复一级电路、再恢复二级电路、然后恢复三级电路；先恢复生产实时控制业务电路，后恢复非生产实时控制业务电路。发生故障造成生产实时控制业务中断时应及时汇报电力调度和通信调度，立即投入备用通道或采取迂回、转接至运营商应急电路等措施，尽快恢复生产实时控制业务。

3.2 通信光缆线路纤芯的故障测试

通信光缆中断故障抢修工作中，首先要确定光缆线路的故障点，光缆线路故障的测试通常都是用光时域反射仪OTDR，利用光波在光纤中传输时的瑞利反射和菲涅尔反射所产生的背向散射原理，进行光纤的长度、衰耗特性、故障定位等测量，通过光电的转化而来直观的反应出光纤的各种技术参数。其仪表的测试准确性直接影响了故障排查的进度，只有熟练掌握使用方法、设置正确的OTDR 仪表的各项参数：

测试波长。如1550nm；测试脉宽。测试的脉宽和光纤的事件点成反比关系，脉宽越大事件点越少。如：测试光纤170km、设置脉宽10S；调整仪表测试光纤长度档。测试的盲区跟测试距离成正比，在测量光纤故障点时应选择大于被测距离1.5倍的距离，有效避免光纤的鬼影现象发生。如：测试光纤的长度170km、仪表的长度设置250km；阈值。线路光纤熔接衰耗值0.02dB；设置光纤的折射率。如1.460；设置OTDR 仪表系统日期和时间；测试光纤的储存文件名，测试时间+测试起点终点+光缆芯数+第几芯数。如：500kV 七甸变电站至220kV 东郊变电站ADSS36芯光缆，500kVqdbdz-220kVdjbdzADSS36-01.sor 或trc。

3.3 通信光缆线路纤芯的故障定位

通信光缆的维护管理过程中必须建立准确、完整、可信的原始运维资料。对工程项目中通信光缆三级自验要求：新建段通信光缆光纤后向波形图；通信光缆起止点光纤顺序必须一一对应、全程衰耗值（光纤对纤测试记录表）；光缆线路接头盒内熔纤盘，盘纤时内、外照片，现场接头盒余缆架照片；通信光缆线路GIS 数据（kml）；通信光缆五次测试合格记录表单：进行到货OTDR 测试记录，必须三方（甲方、厂家、施工）人员到场签字确认；运输到施工现场OTDR 测试记录；敷设完成后OTDR 仪表测试记录；纤芯熔接时，机房端远程使用OTDR 监测线路光纤熔接衰耗的测试数据；全程测试数据，使用OTDR、光源、光功率计进行测试，指标合格后记录表单和原始数据。

通信光缆录入系统：资产台账4A、通信运行管控系统-运行控制模块、新建变电站所有通信设备运维清册、物资采购合同等详细资料；准确记录通信光缆余留情况，记录每个光缆线路接头盒位置、余缆盘、特殊地段、站内导引光缆、光纤配线架等处通信光缆盘留长度，以方便在计算光缆线路故障点时，尽最大可能的减少光缆长度误差；OTDR 波形图上的菲涅尔反射峰位置，测出光纤障碍点到测试点的距离，再根据该距离核对光缆线路的运行线路杆位明细表和光缆路径图，安排查找具体障碍点位置；当光缆线路无明显的断缆点时，应采用打开距障碍点最近的两侧通信光缆路接线盒，在确认断开设备两端光口后再带上假纤（1～2km）进行光时域反射仪测试确定纤芯故障距离；通信光缆光纤测试长度和光缆长度系数比：OPGW 光缆的系数1.08，ADSS 光缆1.05，普通光缆1.03。

有了上述这些准确完整可信的光缆线路资料，就可为通信光缆故障测量、判断、定位和抢修工作提供基础数据，因此通信光缆的验收环节中不能疏忽大意、掉以轻心，应到现场进行图实相符的核对与测试，建立健全通信光缆线路运维资料。

3.4 通信光缆故障处理工作人员的因素

编制完善运维工作人员的管理制度和业务指引，能保证对通信光缆线路的故障做到早发现、早处理、早恢复。从事通信光缆线路的运行维护人员应具有扎实合格的从业知识和技能，具备国家从业资格证书通信光缆线务员。在进行通信光缆检修工作过程中，严格遵守电网的各项规章制度和技术标准，认真负责、恪尽职守，避免偷奸耍滑、不作为和乱作为的行为发生；打通从业人员的职业技能提升通道，提高从业人员的积极性和主人翁责任意识；编制切实可行的工作效率评价体系，落地绩效考核。

技术创新能力是第一生产力，是企业提高自身竞争能力的必备能力，电网在作业中需要提高自身的科学观和创新思维，自己开发研制、引入具有先进技术的智能机器人，重点是具有减轻现场作业的难点和痛点问题，想方设法有效提高人机功效，有效提高工作效率，减少现场安全风险及压力；在电力通信光缆运行维护的过程中，需保证生产实时控制业务和信息业务的传输稳定性，那就要求对通信光缆进行定期测试和巡视工作，加大对新技术、新设备研发的投资力度，提升维护工作的技术创新，运行维护技术人员在实际工作中不断提高思想意识，改变陈旧思想模式，强化新技术、新装备、新技术的引进，摆脱传统的运维模式，从现场实际情况出发解决实际难题。

对维护人员进行技能培训和考核，定期讲解新技术的发展方向和应用情况，促使通信光缆运行维护人员不断提升技术技能，从而起到提高人员技能和工作效率；引入新的工具与新工艺。随着电网规模的不断扩大，电力通信光缆线路同步增加，运行维护的设备也在逐年递增，目前的情况是要在人员不增加的前提下，怎样才能让通信光缆运维工作变得的简单、轻松、愉快。

对于运行检修人员应尝试新的材料与新的工艺。如：使用无人机技术对通信光缆线路进行巡视和故障查找功能，无人机技术在不久将会成为通信光缆运维人员的必备的重要工具和手段，其高清的航拍功能能快速帮助确定在运通信光缆的故障地理位置，避免现场高处作业时高坠和触电风险，要实现这一目标就需要运维人员主动积极去学习新技术和新知识，企业要提前布局，进行有针对性的知识和技能培训，让每一个工作人员都掌握本岗位必须和急需的技术技能，这样才能让员工更好的完成工作任务。

总之，通信光缆的运行维护工作涉及到人、财、物的调动和综合利用，制定符合本部门的现场应急预案，并根据预案内容进行定期应急演练，模拟在运通信光缆中断故障时如何判断故障点、如何恢复业务、如何组织抢修等问题；通过演练可加强通信运维人员故障抢修能力，提高抢修速度，减少故障中断时间。从业者须要有严谨细致的工作作风，勤于总结和思考的工作精神，要有清晰的思路、灵活的故障处理方法，并不断在工作实践中积累，才能全面提高电网通信光缆线路质量，保质、保量、按时完成通信光缆线路运行维护工作，做好电网第二张网的维护服务工作，为电网提供优质、可靠的信息高速通道。