電力特種光纜的運行管理和維護

1、電力特種光纜的運行管理和維護第28卷第174期電力系統(tǒng)通信?142007年4月10日telecommunicationsforelectricpowersystemvo1.28no.174apr.10,2007電力特種光纜的運行管理和維護謝書鴻,吳斌(中天日立光纜有限公司,上海200025)摘要:電力特種光纜是現(xiàn)代電力通信系統(tǒng)的重要組成部分,其承載著電力通信,繼電保護,電力自動化,電力調(diào)度和線路輸電等直接關(guān)系到電網(wǎng)安全生產(chǎn)運行的信息.目前,我國電力特種光纜應用取得了長足進步,但電力行業(yè)相應的運行管理和維護規(guī)程都一直未修訂.文章探討了電力特種光纜的運行管理組織和模式,明確了通信人員,繼電保護人員

2、和線路人員光纜管理維護的界面,還提出了電力特種光纜的運行維護組織,職責,基本要求,并重點分析日常運行維護和缺陷運行維護的具體內(nèi)容,對電力特種光纜的安全運行具有重要的意義.關(guān)鍵詞:電力特種光纜;運行管理;運行維護中圖分類號:tn913.33文獻標識碼:b文章編號:10057641(2007)040014050引言隨著電力技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展和融合,電力通信專網(wǎng)得到了迅速的發(fā)展.作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行三大支柱之一的電力通信系統(tǒng),對于電力工業(yè)的生產(chǎn)運行起著至關(guān)重要的作用.電力通信系統(tǒng)承載著電力通信,電網(wǎng)調(diào)度,安全自動控制,線路保護等直接關(guān)系到電網(wǎng)安全生產(chǎn)運行的信息.電力通信網(wǎng)絡(luò)必須具備很高的可靠性,很

3、強的實時性和較強的耐沖擊性,因此,全力保障電力通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是電力通信追求的目標.目前,隨輸電線路同時架設(shè)的電力特種光纜,從幾km到上千km,沿線地形,地貌,環(huán)境,氣象條件比較復雜,必須促進電力特種光纜的運行管理,運行維護的規(guī)范化和標準化.但目前電力行業(yè)尚未制定詳細可行的電力特種光纜統(tǒng)一運行管理和維護規(guī)程,本文試圖對此做些探討.1電力特種光纜的運行管理1.1運行管理組織我國電力通信網(wǎng)絡(luò)從運行管理層面上基本形成了五級通信網(wǎng)絡(luò),具體如下:(1)一級通信網(wǎng)絡(luò):承載國家電網(wǎng)公司至各區(qū)域電網(wǎng)公司以及區(qū)域電網(wǎng)公司之間通信業(yè)務;收稿日期:20061203(2)二級通信網(wǎng)絡(luò):承載區(qū)域電網(wǎng)公司至各省電力公

4、司以及省電力公司之間通信業(yè)務;(3)三級通信網(wǎng)絡(luò):承載省電力公司至所屬省轄市供電公司,省調(diào)直調(diào)的發(fā)電廠,變電站的通信業(yè)務;(4)四級通信網(wǎng)絡(luò):承載市供電公司至轄區(qū)內(nèi)縣供電公司,所轄變電站及縣供電公司之間的通信業(yè)務;(5)五級通信網(wǎng)絡(luò):承載縣供電公司至各鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所,變電站的通信業(yè)務.因此,也就從運行管理組織上劃分為國家電網(wǎng),區(qū)域電網(wǎng),省級電網(wǎng),市級電網(wǎng)及縣級電網(wǎng)五級層面通信管理部門,對各級電力特種光纜網(wǎng)絡(luò)進行運行管理,維護和異常事故處理.1.2運行管理模式由電力特種光纜傳輸方式形成的電力通信網(wǎng)依存于電網(wǎng)中,必須采用特殊的運行管理措施保障電網(wǎng),通信通道安全可靠運行.就通信網(wǎng)絡(luò)本身而言,目前電力通信

5、的實際運行管理模式主要分為電力通信站管理和電力通信線路管理.電力通信站管理是電力通信成熟的管理單元,對電力特種光纜的運行管理關(guān)鍵是電力通信線路管理.電力特種光纜是架設(shè)在電力線路上,光纖傳輸通信信號的同時,還會傳輸繼電保護和控制信號,因此,電力特種光纜的運行管理主要涉及到電力通信,繼電保護,電力自動化,電力調(diào)度和線路輸電5個相關(guān)專業(yè).?安全生產(chǎn)?謝書鴻,等電力特種光纜的運行管理和維護?15-對線路輸電專業(yè)來說,其主要保證電力特種光纜的機械,電氣特性的安全可靠.opgw光纜本身就是輸電系統(tǒng)的架空地線,而加掛于桿塔上的adss光纜則要監(jiān)控對輸電系統(tǒng)(如輸電線,桿塔等)的影響.因此,電力特種光纜的線路

6、運行管理可以完全依靠非常完善,成熟的輸電線路部門的運行管理模式.而電力通信,繼電保護,電力自動化,電力調(diào)度4個專業(yè)主要在線路兩端,利用光纜內(nèi)光纖通道作為通信手段.要保證信號的傳輸運行,需監(jiān)控線路光纖傳輸衰減,線路光纖接頭衰減,終端活接頭衰減和線路色散等指標.這些光通信指標都可由通信專業(yè)監(jiān)控,而通信專業(yè)的運行管理部門和模式也非常完善和成熟.因此,電力特種光纜應由輸電線路部門(專業(yè))和通信部門(專業(yè))以及繼電保護部門(專業(yè))共同運行管理.但由于電力特種光纜的特殊性,仍然給相關(guān)專業(yè)的運行管理和維護帶來跨專業(yè)的技術(shù)障礙.必須在電力光纜線路運行管理中明確通信人員和線路人員光纜管理維護的界面,同時,也必須

7、明確通信人員和繼電保護人員光纜管理維護的界面,明確各專業(yè)部門職責,使電力通信網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)做到無縫管理,不產(chǎn)生管理上的脫節(jié).對opgw電力通信網(wǎng)絡(luò)來說,opgw光纜在廠站構(gòu)架處通過構(gòu)架終端接線盒與無金屬引入光纜連接后進入機房,因此,把opgw光纜構(gòu)架終端接線盒作為運行管理和維護的分界點;對adss電力通信網(wǎng)絡(luò)來說,由于adss屬于無金屬光纜,一般直接從站構(gòu)架引入到站內(nèi)電纜溝進入室內(nèi)終端接頭盒,因此,把變電站或通信站室內(nèi)機房終端接頭盒作為運行管理和維護的分界點.(1)分界點向線路側(cè)的opgw/adss光纜由輸電線路部門(專業(yè))負責運行管理和維護,一般是委托送變電工程公司或線路工區(qū)進行管理維護;(2

8、)分界點向站端側(cè)的引入光纜,室內(nèi)機房終端接頭盒,尾纖(活動連接器)及光配線架(含適配器),線路中的所有室外光纜接頭盒以及整個光纜中的光纖通道,均由通信部門(專業(yè))或繼電保護部門(專業(yè))負責運行管理和維護.保護通道是指利用通信傳輸電路或共用光纜的光纖傳送繼電保護,安全自動裝置的通信電路.隨著遠方保護和光纖保護的廣泛應用,保護通道的管理對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要性越來越突出,還必須明確通信人員和繼電保護人員光纜管理維護的界面.當電力特種光纜到達構(gòu)架(或機房)終端盒后,有的地方采用保護和通信不同引入光纜進入,有的地方采用同一引入光纜但保護和通信由不同尾纖跳線分支,以利于保護,通信的管理和維護.因此,從

9、哪里進行光纖保護和通信的分界設(shè)計,也就明確了通信人員和繼電保護人員光纜管理維護的界面.2電力特種光纜的運行維護2.1運行維護組織及職責既然電力特種光纜由輸電線路部門(專業(yè)),通信部門(專業(yè))以及繼電保護部門(專業(yè))共同運行管理,那么電力特種光纜的運行維護組織也由這2個部門設(shè)置,按電力特種光纜通信網(wǎng)絡(luò)分界點進行運行維護.光纜線路維護隊主要職責:執(zhí)行上級命令和指示完成管區(qū)內(nèi)各項電力傳輸線路,通信傳輸線路保障任務;制定電力特種光纜線路具體維護作業(yè)計劃;線路設(shè)備日常巡查,巡護和維護管理;光纜線路缺陷搶修等.光纜通信維護隊主要職責:光纜線路光纖測試維護,障礙測試;負責機線設(shè)備的集中維修;各類儀器,儀表的

10、維修,檢驗;區(qū)內(nèi)新建站,機線設(shè)備的管理和錄入.2.2運行維護的基本要求(1)技術(shù)資料電力光纜的技術(shù)資料是管理和指導其運行維護的主要依據(jù).各級,各類維護隊應具備管區(qū)內(nèi)全部光纜線路和設(shè)備的技術(shù)資料,主要包括以下幾方面:1)光纜線路資料:光纜路由圖,桿塔明細表,斷面圖,光纜配盤和金具配置明細表,光纜路由及設(shè)備變更記錄;2)光纜等設(shè)備資料:光纜技術(shù)協(xié)議(光纜型號規(guī)格,技術(shù)參數(shù),光纜配盤和金具配置明細表,金具組裝圖等),廠檢和開盤測試資料,光纜和設(shè)備使用說明書;3)竣工資料:工程設(shè)計資料,竣工資料及驗收文件,工程遺留問題處理意見,光纜配盤表及接頭位置,光纜線路傳輸測試資料(各光纖通道的衰減,接頭衰減,總

11、衰減及2個方向的后向散射曲線?16?電力系饒通信圖及事件表),光纖配纖圖等;4)其他資料:光纜線路巡線報告單,工作記錄,維護日志,光纜線路故障登記,分析,處理資料,專用儀器儀表,工具登記卡,備品備件清單等.(2)儀器,儀表及工具配置各級,各類維護隊應配置必要的儀器儀表及工具,以配置便攜,輕巧的工程儀器儀表工具為主,但其測試精度較低.主要的光纜線路維護器材包括光源和光功率機,光時域反射儀(otdr)或光纖故障識別儀,光纖熔接機,標準測試光纖,光電話,步話機,專用工具和常規(guī)工具,工程車,汽油發(fā)電機等.(3)備品備件為了日常維護和出現(xiàn)缺陷時進行更換維護,必須配備必要的運行備品備件.opgw/adss

12、光纜出現(xiàn)運行缺陷時,一般要求用相同型號規(guī)格光纜(尤其要求相同光纖)更換一個耐張段長度.因此,應考慮在重要的工程中對每一型號規(guī)格opgw/adss光纜做最大耐張段長度的備盤及相應的金具附件.2.3運行維護的基本標準電力特種光纜運行維護的基本標準可以參照電力光纖通信工程驗收規(guī)范(送審稿)執(zhí)行,光纜線路部分可以按照輸電線路驗收的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,光纜線路中直接影響通信質(zhì)量的光通信部分按以下標準:1)光纖中繼段衰減應不大于工程設(shè)計值5db;2)中繼段光后向散射曲線與竣工資料相比.光衰減變化量不超過0.1db/km;3)單向單點熔接損耗值應小于0.05db.3電力特種光纜的日常運行維護對電力特種光纜系統(tǒng)進行

13、日常運行維護.最重要的是進行光纜線路巡查和系統(tǒng)光纖測試.在日常運行維護中,發(fā)現(xiàn)的問題應及時檢修,如防震錘(鞭)脫落,接頭盒松動,余纜松弛等.3.1光纜線路巡查安裝投運后的電力特種光纜線路應定期巡視檢查(110500kv線路.一般每月至少要巡線1次).如有特殊情況和氣候發(fā)生時應增加巡線,可由輸電線路部門(專業(yè))與電力線路巡查同時進行.線路巡查內(nèi)容包括:1)光纜弧垂有無變化,與其他電力設(shè)施間距有無變化;2)光纜表面有無異物,有無吊掛現(xiàn)象:3)opgw光纜是否有單絲斷股:4)對于adss光纜,應重點檢查監(jiān)控電腐蝕問題,檢查線夾出口是否受損;5)金具有無變形,滑移現(xiàn)象,引下線夾,緊固螺栓,銷釘是否齊備

14、;6)余纜,余纜架,接續(xù)盒是否牢固,是否受損,被盜等;7)檢查防振錘,防振鞭,防舞鞭等是否有滑移,脫落現(xiàn)象.3.2定期系統(tǒng)光纖測試通信維護部門應定期采用otdr測試線路光衰減(一般測試備用纖).建議在線路竣工后的1年內(nèi)平均每3個月測1次,以后每6個月測試1次,特殊情況可以縮短周期.主要對中繼段光纖通道進行正反向otdr信號曲線檢查,對比竣工時的數(shù)據(jù)或曲線進行及時分析處理.3.3特殊區(qū)域線路運行維護電力特種光纜線路的特殊區(qū)域一般指大跨越,覆冰區(qū),舞動區(qū),多雷區(qū),易受外力破壞區(qū),污穢區(qū),大風區(qū),滑坡沉陷區(qū)等,這些地區(qū)可能對光纜的機械,電氣和傳輸特性有影響,也可能會污染,腐蝕光纜的護套或金屬絞線,還

15、可能破壞光纜線路和桿塔等,應結(jié)合電力系統(tǒng)運行維護要求設(shè)立專責班組對光纜加強運行維護.4電力特種光纜的缺陷運行維護電力特種光纜出現(xiàn)本體質(zhì)量缺陷或故障就必須進行缺陷維護.首先判斷是光纜線路故障還是光通信故障,若是通信故障還要測試確定光纖故障距離和判斷分析故障點,然后對缺陷或故障光纜進行臨時維護或緊急搶修.4.1opgw/adss光通信故障維護方案對于opgw/adss光纜來說,出現(xiàn)光通信故障點主要有機房中和線路上2種情況.(1)機房中出現(xiàn)光通信故障1)尾纖插頭沾了灰塵,影響了光信號的傳輸,用酒精棉球擦拭尾纖頭即可清除.2)非金屬導引光纜或尾纖被老鼠咬斷,造成光信號中斷,更換相應的導引光纜或尾纖.3

16、)光端機出現(xiàn)故障或發(fā)射的光功率與線路不匹配,檢修光端機或重新匹配光發(fā)射功率.(2)線路上出現(xiàn)光通信故障1)光纜接頭盒中光纖熔接點出現(xiàn)故障:光纖?安全生產(chǎn)?謝書鴻,等電力特種光纜的運行管理和維護?17?接頭受振動斷裂,光纖接頭未牢靠固定,光纖長期置于接頭盒內(nèi)發(fā)生脆斷.在保證光纜可靠接地和安全情況下,對接頭盒內(nèi)光纖重新熔接.2)線路光纖衰減明顯增大:光纖本身質(zhì)量缺陷,纖,膏性能不相容,施工敷設(shè)時光纜受傷或使光纖長期受力等而使光纖衰減增加.應精確定位故障點并釋放存在的應力或更換光纜.3)線路光纖斷纖:偶爾的,找不出原因的1芯斷纖也許是光纖低篩選強度概率問題.如有2芯及以上的光纖在同一位置斷纖,或者因

17、設(shè)計制造時光纖余長不夠,或者因光單元回縮,或者是施工不當引起.此類光通信故障只能通過更換光纜恢復良好狀態(tài).4)當電力特種光纜出現(xiàn)光通信故障后,有條件的應及時實現(xiàn)系統(tǒng)倒換或自動切換,如有迂回線路但尚未建成自愈環(huán)網(wǎng)或sdh未建立網(wǎng)管系統(tǒng)時,則需人工倒換或調(diào)度電路.4.2opgw光纜線路故障維護方案opgw光纜線路故障主要是斷股.如斷1股,可能是材質(zhì)問題或生產(chǎn)時金屬線材接頭引起;可能是外層單絲直徑太細,線材強度低,耐側(cè)壓和磨損性能較差;可能是施工不當引起.如在相同位置斷幾股,可能是雷擊導致,也有可能是施工中在滑輪中滑槽或其他原因(常常伴隨光單元變形,斷纖發(fā)生).opgw斷股后在什么條件下可以進行修補

18、,修補是臨時使用還是永久使用,在目前是一個討論中的熱點問題,并沒有統(tǒng)一的定論.由于目前opgw尚無運行和維護規(guī)程,采用什么樣的判定條件需要探討.筆者認為,如果同時滿足下列條件可允許做永久性修補:1)opgw斷股后計算未斷股線的殘余抗拉強度不小于75%rts;2)鋁合金斷股損傷截面小于鋁合金股總面積的25%,鋁包鋼斷股損傷截面小于鋁包鋼股總面積的17%時;3)用合適的方法(如用botdr)證明光纖無應變,光信號傳輸未受任何損傷.如果以上3個條件不能同時滿足,則只能采取必要的,暫時的維護方法使opgw能夠繼續(xù)使用,以避免故障的進一步擴大或產(chǎn)生嚴重后果.采用預絞絲修補條修復opgw斷股是非常簡便快速

19、的方法,既可在不停電情況下修復,也可在停電情況下修復.采用預絞絲修補條,相當于在opgw的外層再絞合了一層線,在其四周施加了均勻的環(huán)箍壓力,不會對內(nèi)部光纖和鋼管產(chǎn)生局部應力,因此,非常適合opgw斷股強度修復.4.3adss光纜線路故障維護方案adss最常見的是外護套受電腐蝕造成的各種故障,直至斷纖,斷纜,電腐蝕有多種模式導致adss外護套破壞,目前對其研究和防護措施已經(jīng)較為深入.除了光纜質(zhì)量問題(包括原材料和加工),不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和掛點設(shè)計,施工不當?shù)纫蛩匾酝?更主要是螺旋減振器的材質(zhì)和安裝位置造成電腐蝕的發(fā)生.在高壓環(huán)境中,外護套一旦被擊穿,形成電樹枝,螺旋減振器將會形成一個電的導體.電

20、流流過時產(chǎn)生極高的熱量,該熱量將導致光纜護套熔化,變形.同時在靠近金具的尾端,由于與金具(相當于電極)距離太近,形成電弧放電,燒壞光纜.目前可采用耐電腐蝕螺旋減振器或防暈環(huán),提高金具末端的起暈電壓;改進防振金具安裝方式,增加螺旋減振器與金具末端的距離;在易發(fā)生或已發(fā)生電腐蝕adss光纜部位,纏繞特種耐電腐蝕修補膠帶或涂覆防腐涂料.如果adss光纜發(fā)生故障后,采用搶修或更換一個耐張段內(nèi)光纜和耐張,懸垂金具以及螺旋減振器.其他附件如無損傷,原則上可重復利用.4.4吊掛異物清除方案在處理opgw/adss光纜上的異物時,由于內(nèi)部有光纖,再加上opgw外層是鋁合金線或鋁包鋼線(adss強度較小),用架

21、空線滑輪處理異物的時候給維護人員帶來不少的麻煩.光纜運行彎曲半徑不小于光纜外徑的20倍,施工過程中(非靜止狀態(tài))不小于光纜外徑的30倍,用傳統(tǒng)的架空線滑輪在處理異物時,由于彎曲半徑不足,可能會弄壞光纖.因此,要研制電力光纜專用出線滑輪,增大彎曲半徑,增大對光纜的側(cè)壓接觸面.5結(jié)束語目前,電力特種光纜在各個電力公司均發(fā)揮著承載電力通信,繼電保護,電力自動化,電力調(diào)度和線路輸電等重要信息的作用,很多電力公司都要求廠家進行電力特種光纜的運行維護交流.基于電力特種光纜的特殊性,給相關(guān)專業(yè)的運行管理和維?18?電力孽饒通僧2007,28(174)護帶來跨專業(yè)的技術(shù)障礙,因此,本文對電力特種光纜的運行管理

22、和維護做了一些探討,希望能有益于其健康應用.我國電力通信網(wǎng)絡(luò)從運行管理層面上基本形成了五級通信網(wǎng)絡(luò).電力特種光纜應由輸電線路部門(專業(yè))和通信部門(專業(yè))以及繼電保護部門(專業(yè))共同運行管理.把構(gòu)架終端接線盒作為opgw光纜運行管理和維護的分界點,把變電站或通信站室內(nèi)機房終端接頭盒作為adss光纜運行管理和維護的分界點.電力特種光纜的運行維護必須具備必要的技術(shù)資料,儀器儀表及工具和備品備件.對電力光纜系統(tǒng)進行日常運行維護,最重要的是進行光纜線路巡查和系統(tǒng)光纖測試.電力特種光纜的缺陷維護包括光纜線路故障和光通信故障,對各種故障模式采取不同的維護方式.參考文獻:123曹惠彬.新環(huán)境下電力通信的發(fā)展

23、j.電力系統(tǒng)通信,2003,24(1):14.趙梓森.光纖通信工程(修訂本)m.北京:人民郵電出版社.1995.張宇東,謝書鴻,李海全.預絞絲修復opgw斷股方法的研究j.電力系統(tǒng)通信,2005,26(1):2124.謝書鴻(1970一),男,四川廣安人,高級工程師,從事電力架空輸電線和電力特種光纜的技術(shù)開發(fā)和應用研究工作.吳斌(1973一),男,江蘇南通人,工程師,從事opgw光纜的技術(shù)設(shè)計,施工技術(shù)服務等工作.operationmanagementandmaintenanceofelectricopticalfibercablex1eshuhong.ubin(zhongtianhitach

24、iopticfibercableco.,ltd.,shanghai200025,china)abstract:electricopticalfibercable(opgw/adss)isanimportantpartofmodemelectricpowertelecommunicationsystemsinceitcarriestheinformationoftelecommunication,relayprotection,automation,dispatchingaswellaspowertransmission,whichrelatedirectlytothesafeoperation

25、ofpowergrid.inrecentyears,theelectricopticalfibercablehasbeenwidelyused.butthereisnounifiedregulationforoperationandmaintenancemanagementofthesecableshasnotbeenrevisedyetinpowersector.thispaperdiscussesthemanagementorganizationandoperationmode,definestheresponsibilitiesforopticalcablemaintenanceamongpersonneloftelec0mmunicati0n.relayprotectionandelectricpowertransmission.itputsforwardthemaintenanceorganizationalstructures,resdonsibilitiesandbasicrequirements.italsomakesananalysisondailyandmalfunctionmaintenance.keywords:ele