电力通讯ADSS光缆电腐蚀故障分析及预防措施探讨

刘学明

（天津市滨海新区大港油田电力公司）

摘要：由于全介质自承式光缆（ADSS）在电力通信系统应用中的独特优点，使ADSS光缆在电力通讯系统中得到了广泛的应用，但在使用过程中,由于电力线产生的电磁场和自然环境的作用，ADSS光缆电腐蚀现象普遍存在,严重时会造成光缆外护套破裂甚至断缆，严重影响了电力通信网的安全甚至威胁着电网的安全。本文针对ADSS光缆的电腐蚀，阐述其原理、影响因素等，提出防范措施。

关键词：ADSS光缆电腐蚀影响因素；防范措施

一、引言

全介质自承式架空光缆(ADSS)具有重量轻、跨距大、不受雷电感应影响等优点,因此,有利于充分利用电力系统已有的电力线路杆塔进行架设,不仅节约投资,而且可以加快建设速度,以满足电力调度、通信和电网自动化对光纤传输通道的大量需求。由于ADSS光缆与高压电力线是同杆塔架设，常常处在输电线产生的强电场区，光缆容易发生电腐蚀现象。国内近几年，发生了多起ADSS光缆使用几年后因电腐蚀原因而被烧断的事故，直接影响了通信线路的正常运行，甚至导致线路跳闸。电腐蚀产生的原因目前有多种猜测，如光缆挂点处的场强、光缆材料、施工质量，以及螺旋防振鞭等。如果不能找出事故的原因，必将严重影响到电力通讯的稳定性及电力系统的安全运行。

二、ADSS光缆概述

全介质自承式光缆（AllDielectricSelf-SupportingOpticalFiberCable，简称ADSS光缆），是一种全部由介质材料组成、自身包含必要的支撑系统、可直接悬挂于电力杆塔上的非金属光缆，主要用于架空高压输电系统的通信路线，也可用于雷电多发地带、大跨度等架空敷设环境下的通信线路。“全介质”即光缆所用的是全介质材料，“自承式”是指光缆自身加强构件能承受自重及外界荷载。ADSS光缆最大的优点是在已运行的线路上架设，可以在线路不停电的状态下进行安装操作，建网速度快，维修方便价格低，具有显著地经济性能。因此，ADSS的光缆发展给电力通信事业带来极大地便利，是我国早期发展最快的光缆。

三、ADSS光缆电腐蚀的原理及影响因素

1、电腐蚀原理

电腐蚀是腐蚀、电痕和击穿三种故障的统称。光缆与高压相线及其与大地之间的电容耦合会在光缆表面产生不同的空间电位。在雨雪冰霜等气象环境及尘垢作用下，光缆表面会形成一个电阻层，电位差在潮湿污秽的光缆表面局部引起漏电流，产生的热效应使光缆表面部分区域水分被蒸发会形成小段的干燥带，阻断了电流，这一干燥带上承受了光缆表面对地的感应电压，当感应电压足够高时，超过了空气的击穿场强，于是便再次发生放电形成电弧，这样反复来回发生，干带电弧形成树枝状的碳化通道从而形成像树枝状的痕迹，这就是所说的电痕，其积累的热能会灼伤光缆表面。天长日久外护层老化受损，由表及里，结果将导致护套材料高分子键的断裂，使交联聚合物的结合力慢慢失去，形成腐蚀，外观上发现光缆外护套“老化”、“灼伤”、“树枝化”，即电腐蚀现象。

2、电腐蚀的影响因素

造成ADSS光缆电腐蚀的主要原因有以下几点。

1）运行中的ADSS光缆表面由于处在自然环境中，在风和强电磁场的作用下空气中的尘埃污秽附着在ADSS光缆表面，遇雨雪或雾天潮湿时，特别是在每年的冬、春和秋、冬交替季节，昼夜温差变化较大，发生露水的时候，ADSS光缆表面潮湿电阻迅速减少，形成一导电层，处于高压导线的强磁场中，光缆护套表面产生感应电压。在感应电压的作用下，形成放电电弧，出现腐蚀电痕灼伤。

2）由于光缆挂点不合理，光缆水平面投影与导线交叉，在大风的情况下光缆与导线发生碰撞接触（摩擦），同时遇到小雨雪时，光缆表面潮湿电阻迅速减少。光缆金具通过铁塔接地，线路高压经光缆对地放电。

3）由于线路电压不同，其场强不同，电压越高，场强越高。110kV级以上输电线路因场强较高，存在电晕现象。架设于线路铁塔上的光缆因静电感应，在金具端部尖端同样会形成电晕放电现象。由于光缆金具紧紧附着在光缆表面。所以，电晕电弧烧伤光缆外护套，形成腐蚀电痕灼伤。

4）输电线路悬挂异物造成线路跳闸，架设于线路杆塔上的光缆会因此受到影响，当ADSS光缆上挂有异物时，在风雨中同样会造成线路高压经光缆对地放电，烧坏ADSS光缆。因光缆电阻较大，当异物悬挂位置距金具有一定距离时，即使放电也不会发生线路跳闸，但是将烧坏光缆。

四、ADSS光缆电腐蚀的预防措施

综上所述，涉及ADSS光缆电腐蚀的所有因素不外乎几个方面：光缆质量，防振鞭材料，光缆的施工及挂点的选择等，我认为预防ADSS光缆电腐蚀的措施主要有以下几方面：

1、采用耐电腐蚀性能好的外护套材料无疑是解决电腐蚀问题的最关键因素。

ADSS光缆中芳纶材料、外护套材料绝缘强度指标的高低,是由光缆的防电腐蚀机理所要求的,根据电力行业标准,光缆敷设区空间电位小于等于12kV时,采用PE护套;光缆敷设区空间电位大于12kV时,采用AT护套。抗电痕AT外护套材料不但具有较好的抗电痕性能,而且不影响其他的性能指标,是更佳的耐电痕外护套材料。建议更换为AT护套材料的光缆或者其他新型抗电腐蚀材料的护套光缆。

2、加大防振鞭与金具之间的距离，或减少防振鞭的使用。

根据相关数据分析，当防振鞭与金具末端的距离足够远，可以适当减轻或消除电弧现象的产生。为此建议，一般情况下防振鞭与光缆金具之间必须保证在500mm及以上。

3、光缆挂点位置的合理选择

选择好光缆挂点是预防光缆电腐蚀的一种非常有效的措施。在满足杆塔受力和对地距离等因素的前提下，根据工程中选定的具体光缆的结构型号、电力路由中的线路电压等级、导线截面积和直径、不同回路的运行方式以及线路杆塔的具体型号参数，计算杆塔处的电场强度分布，选取感应电压低于12kV的点作为挂点．以减少电弧产生的几率。在工程设计时，针对线路的特殊情况，应校核和计算特殊情况下杆塔的场强分布图。另外还要保证光缆受风摇摆时不与杆塔结构导线、地线发生碰撞．以便于安装挂线金具．不易受外力破坏。

4、规范光缆施工安装

对于电腐蚀来说，光缆的施工因素影响相对较小，只要施工单位和施工人员严格按照ADSS光缆的规范进行施工，不破坏光缆的护套，一般不会存在问题。在施工时，可能对光缆护套造成损坏的原因主要有以下三种：缠绕金具时工具或金具末端划破光缆的表皮；光缆施工时没有采用张力放线，导致光缆在地上被石头或树枝划破。在张力放线时，滑轮与光缆外径不匹配，光缆滑出轮外被拉伤外皮等。光缆外皮一旦被划破，在该点将容易积存污物、浸入雨水等，如果属于长距离纵向开口，将极有可能出现电的通道，发生电腐蚀。出现这种情况，一般只能更换该段线路。

五、总结

ADSS光缆电腐蚀既与环境的污秽程度、雾霾、雨雪、雾等潮湿气候有关，又与输电线路的电压等级和输送功率有关，ADSS光缆电腐蚀的防护贯穿于整个工程中，只有从合理选择外护套材料、严格控制光缆表面质量、合理选择挂点位置、在夹具末端安装防震锤以及规范施工等各方面切实加强要求，才能最大限度地减少光缆外护套的电腐蚀，提高光缆的使用寿命，进而保证电力系统的通信畅通及安全稳定。

参考文献

[1]王守礼.电力系统光纤通信线路设计[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2]黄俊华.ADSS光缆的电腐蚀故障和控制.电力系统通信2004年第2期.