欢迎访问宿迁远大电力科技有限公司网站-专业靠谱的光缆厂家!

OPGW光缆接头盒理论分析

本文作者:王彦波,陈蕾,黄红兵

所属公司:浙江电力调度通信中心,请联系18605269959侵权删除

原文发表于知网

引言

OPGW 光缆接头盒是 OPGW 线路的重要组 件,用于连接两段 OPGW 光缆,以延伸光缆距离, 延长传输通道。受制造工艺、运输、安装施工等条 件限制,OPGW 光缆的单盘盘长一般在 3~5 km。 在 OPGW 光缆线路工程中,由于变电站之间的距 离较长,一条线路由多盘光缆连接而成,两盘光缆 之间的连接在光缆接头盒中完成。对 2 根 OPGW 光缆进行光缆熔接,首先需要将光缆从地线中剥 离,然后再使用光纤熔接机对每根纤芯进行熔接。

OPGW 光缆接头盒安装在电力铁塔上,日常巡视 不便;为防止纤芯受外界环境如电磁、外力、天气影 响而使衰耗增大,OPGW 光缆接头盒使用不锈钢 等金属外壳,外观上不易发现问题,安装位置和结 构特点给 OPGW 光缆接头盒的运行维护造成了不 利影响,使 OPGW 光缆接头盒成为运维的盲区。

接头盒

接头盒

1 接头盒问题现状

在 OPGW 光缆线路维护中发现,近年来光缆 接头盒故障呈现增长趋势。光缆接头盒故障的直 接影响是光通道衰减增大,导致变电站通信光传 输设备的误码率增大,严重时通信中断,给电力通 信网的安全稳定运行带来巨大风险。在设计规定 中通常要求 OPGW 光缆接头盒的使用寿命不低 于 25 年[1],然而实际运维数据显示,光缆接头盒往 往在投运 6、7 年后就出现问题,如密封性差、接头 盒内积水、锈蚀盒内金属构件,同时部分离子电解 或水结冰对光纤造成损伤[2];安装工艺出现问题, 如施工时使用工业酒精擦拭光纤,未挥发的酒精 对光纤涂层产生腐蚀,导致光纤的涂覆层脱落;纤 芯断裂等。 光缆接头盒分为立式(帽式)和卧式 2 种,帽 式接头盒为开启式盒体,盒体与底座采用抱箍压 紧硅橡胶的密封结构,进缆孔采用热缩管密封,密 封后可以再次打开,可重复使用。帽式接头盒防 水性能最好[3],防水率是 83%。 实际应用情况显示,光缆接头盒的防水特性十 分重要,运行中发现的问题最多。文献 [4] 提出用 阻水纱作为密封材料,阻水纱遇水后的第 1 min 内 直径可由约 0.5 mm 迅速膨胀至约 5 mm 胶体,但是 保证阻水纱膨胀后恰好填满光缆与接头盒间及接 头盒合拢处的缝隙而不是膨胀溢出是个问题,阻水 纱膨胀后可能会惯性收缩,留下缝隙。文献 [5] 利 用单模光纤的双波长特性检测接头盒是否浸水。单 模光纤在 1 310 nm 窗口和 1 510 nm 窗口的亲水衰 耗不同,浸水后 1 310 nm 窗口的衰耗比 1 510 nm 窗口大,如果 1 310 nm 窗口衰耗增量大于 0.15 dB, OPGW 光缆接头盒检测及运维研究 王彦波,陈蕾,黄红兵 (浙江电力调度通信中心,浙江 杭州 310007) 而 1 550 nm 窗口变化 0.01~0.05 dB,即 可 判 断 接头盒浸水。由于光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)的测试误差可能超 过 0.02 dB,该测试方法准确度不高。光缆接头盒 浸水监测系统[6] 可以利用浸水传感器及时将接头 盒受潮问题反馈给监测系统,但同时可能对纤芯造 成损害;文献 [7] 用凡士林对直埋光缆接头盒进行 密封安装实验,由于 OPGW 光缆接头盒长期暴露 在外面,夏天表面温度高达 50~60℃,而凡士林滴 点约 37~54℃,因此该方法不适于 OPGW 光缆接 头盒的密封。

2 接头盒运维检测方法

通常对 OPGW 光缆接头盒的要求有:①具有 良好的光缆通道延伸性,即由 OPGW 光缆接头盒 引入的光缆连接衰耗越小越好。连接衰耗不仅与 接头盒的结构有关,更与施工安装人员的技术水 平相关;②光缆接头盒具有良好的密封作用,保护 盒内的纤芯不受外界环境的影响。由于 OPGW 光缆接头盒架设在电力铁塔上,多是野外、河上、 山上等恶劣环境,因此要求具有防潮、防水、防外 力、耐温等功能,对密封的要求较高。 接头盒应由外壳、内部构件、密封元件和光纤 接头保护件组成。外壳应采用不锈钢或铝合金等 高强度材料;密封元件用于接头盒本身及接头盒 与 OPGW 之间的密封,密封方式可分为机械密封 和热收缩密封,机械密封使用胶粘剂、硫化橡胶、 非硫化自粘橡胶、糊胶封装混合物等通过机械方 式密封,热收缩密封使用内壁涂有热熔胶的管状 或片状的聚烯烃热收缩材料加热后密封;光纤接 头保护可以采用热缩式或非热缩式。 OPGW 光缆接头盒的安装施工工艺对接头 盒质量具有重要影响,施工不规范、工艺不到位会 使接头盒的密封效果不理想,有的会直接损坏光 缆。目前大多数情况下,为了满足密封性,OPGW 光缆接头盒一旦施工安装完毕就不再打开,除非 接头盒受到损坏或盒内纤芯衰耗过大导致通道中 断。发生故障后,检修人员一般采取直接换接头 盒,对于浸水严重的接头盒,还剪去相连接的光缆 1~2 m,余缆长度缩短,若余缆长度不够,还要提高 光缆接头盒的安放平台位置,这样更接近高压电 力线,但增加了检修施工难度,也加大了检修人员 的安全风险,使接头盒所处电磁场强度增大,环境 恶化。因此,故障发生后再去检修不是理想的运 维方式。 文章提出跟踪检测辅助定期开盒检查的接头 盒技术运维检测方法。根据电力通信光缆状态检 修要求,通信 OPGW 光缆投运初期(OPGW 光缆 投运后 1~2 年)应进行例行纤芯检测,收集各种状 态量并进行状态评价。线路工程安装施工时,在接 头盒内放置干燥剂,施工完毕后收集线路上接头盒 的距离信息和接头盒衰耗数据,作为跟踪检测的初 始状态信息。在 OPGW 光缆投运后第一次状态检 修评价时,使用 OTDR 对 OPGW 光缆接头盒进行 衰耗测试,记录并与初始状态信息比较,选择衰耗 值变化较大的接头盒,开盒检查并更换干燥剂。

由于光缆纤芯受潮或浸水后,并不能马上反映 到光功率衰耗上,不能将前后测试衰耗比较作为开 盒检查的判定依据,而且一旦衰耗值出现较大增 量,说明光缆已经受到不可恢复性损害,只能剪去 受损光缆,甚至更换整盘光缆。因此应结合当地实 际条件,在 OPGW 光缆线路投运 3 年后,每年定期 有选择性的打开接头盒检查,观察盒内受潮或浸水 情况,同时更换干燥剂、密封橡胶圈或硅胶圈 , 如 发现接头盒内受潮或浸水严重,应扩大检查范围。 由于目前电力通信 OPGW 线路运维并没有接头盒 的定期开盒检查项目,导致有些接头盒浸水已非常 严重,却没有被运维人员发现。接头盒密封圈长期 暴露在外,受日晒雨淋、电腐蚀、虫咬等侵害老化很 快,容易出现裂纹,使盒内受潮,慢慢积水,侵蚀光 缆纤芯。因此应该定期对接头盒进行开盒检查,并 更换易老化的密封圈。密封材料质量是导致光缆 接头盒密封性能失效的主要原因 , 高温时密封材 料容易出现软化现象,低温时密封材料容易脆化而 失去弹性。无论国内还是国外生产的接头盒,其气 密性和水密性都不能达到 100% 的可靠程度。 Bell core 统 计 数 据 表 明,长途光缆线路中 约 90% 的故障会影响光缆内全部纤芯,这为使用 OTDR 测试一根备用纤芯判定光缆故障提供了依 据。每年应定期利用备纤测试光缆衰耗,跟踪接 头盒光缆衰耗曲线,发现接头盒衰耗曲线异常时, 及时安排检修计划,开盒检查。如有条件,可设置 光纤在线监测系统,对 OPGW 整条光缆线路上的 接头盒位置衰耗实时监测。

3 接头盒建设运维管理

由于光缆厂家多,质量参差不齐,接头盒的质 量管理需要从源头把控,在招标方式、工厂验收、 工程安装施工、运行维护各个环节层次把关。例 如在电信运营商中,联通公司为提高光缆接头盒 质量,已经对光缆接头盒进行单独集中招标。电 力系统的 OPGW 光缆接头盒也可借鉴单独招标。 依 据 YD/T 814.2-2005 标准,光缆接头盒在 出厂验收时应进行外观、光学性能、密封性能、再 封装性能、机械性能、环境性能的检查及检测。机 械性能检测包含拉伸、压扁、冲击、弯曲、扭转检 测,环境性能检测包含温度循环、持续高温、振动 检测。从外观看接头盒应形状完整,无毛刺、无气 孔、无裂纹等缺陷,接头盒内的余留光纤盘绕在光 纤安放装置内,在接头盒安装使用的操作中,光纤 接头应无明显附加衰减。密封性能、再封装性能、 机械性能和环境性能测试都有典型的试验方法, 应在工厂验收时进行见证或要求厂家提供测试报 告,选择有入网证的光缆接头盒。 应严格按照接头盒厂家说明书安装施工,不 安排阴雨天施工;使用无水酒精清洁光纤并晾干 (让酒精完全挥发)。光缆与接头盒的密封处理非 常重要,安装光缆时,应尽量把光缆加强芯固定 住,并把光缆护套压实,防止光缆护套与加强芯之 间产生滑移,使用热稳定性好的密封胶带把光缆 与接头盒密封好。密封隙尽量向下或侧面,防止 密封失效时雨水进入,必须确保线路光缆在接头 盒引入部位彻底打毛,增强热缩性套管与光缆之 间的粘合度。 建议使用帽式光缆接头盒,结构简单、密封性 好、操作维修方便、重复使用容易。密封嵌条使用 有记忆性能的合成橡胶或硅胶,可多次使用不必 更换。

4 结语

文章总结分析了当前光缆接头盒存在的问 题,尤其是接头盒密封不好致使盒内浸水的问题, 提出一种跟踪检测辅助定期开盒检查的接头盒技 术运维检测方法。并建议在招标方式、工厂验收、 工程安装施工、运行维护各个环节对 OPGW 光缆 接头盒把关,确保设备质量可靠,运行稳定。

远大光缆厂专业生产OPGW光缆,欢迎咨询!

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注