光缆金属护套对地绝缘故障查找的新方法

2019-11-04 20:32:52

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供稿：网友

　　众所周知，直埋光缆聚乙烯护层的好坏直接关系到光缆的使用寿命，并影响到光纤的衰减特性。
　　
　　在以往的光缆施工及维护中，光缆对地绝缘故障的查找一直是一个难点。现在普遍采用的查障方法是地电位法。此方法的优点：在故障点四周探测，其准确性很高；其缺点：在2 ｋｍ或更长光缆段内探测，带有很大的盲目性，尤其在布放排流线地段、塑料管口、钢管防护等地段，因受大地杂散电流等各种干扰因素的影响，往往引起误判，大大影响了探测的准确性。
　　
　　我们根据直埋光缆的结构特点，提出了一种新的故障查找方法。这种方法根据不平衡电桥的原理来测定光缆故障点到测试点的金属护套电阻，再将此电阻换算成故障点至测试点的距离。通过此方法的测试，可大大压缩故障点的查找范围，提高工程施工和维护工作的效率。根据其测试原理及精度，我们认为此方法对管道光缆的绝缘故障查找也是适用的。
　　
　　1 故障测试基本原理
　　其测试原理是利用光缆中的金属加强芯及金属护套构成测试回路，采用电桥的方法测出Ｒ1、Ｒ2，以此来确定故障点。原理如图1所示。
　　　光缆金属护套对地绝缘故障查找的新方法（图一）

　　其中
　　Ｒ1、Ｒ2为故障点两侧金属护套的等效电阻；
　　Ｒ3为光缆金属加强芯的等效电阻；
　　Ｒｆ为光缆金属护套对地绝缘电阻。
　　首先，在光缆的一头将金属加强芯和金属护套短接，将Ｋ1、Ｋ2接位置Ｐ1，并测得Ｕ1、Ｕ2，则有下列等式：
　　　光缆金属护套对地绝缘故障查找的新方法（图二）

　　其中：ＬＡＢ为单盘光缆的长度。
　　这个测试的难点就在于如何精确测定Ｕ1、Ｕ2和Ｅ。为了使测试精度达到0.5％以上，通过采用高精度的运放及模数转换器，同时采用微处理器优化算法来抵消测试系统的误差及干扰，可达到较好的效果。经实际模拟测试，在接地电阻0～3 ＭΩ范围内其故障定位精度高于0.5％，可以满足光缆施工及维护要求。
　　
　　2 查找的步骤及要求
　　1）通过故障测试仪的测试来确定故障点至测试点的距离，其接线方法如图2所示。
　　光缆金属护套对地绝缘故障查找的新方法（图三）

　　具体步骤如下：
　　第一步：把仪表接在故障光缆Ａ端监测标石内的金属护套及加强芯端子上，Ｂ端金属护套和加强芯端子短路，按“测试键”。
　　第二步：把仪表接在故障光缆Ｂ端监测标石内的金属护套及加强芯端子上，Ａ端金属护套和加强芯端子短路，按“测试键”。
　　第三步：输入光缆长度，然后按“启动键”，这时仪表给出故障点离Ａ端子距离，其精度在±15 ｍ范围内。考虑到光缆的各种预留及自然弯曲等因素，地面上的故障距离丈量精度一般在±50 ｍ范围内，这时可以用光缆路由上的标石来确定故障点的大致范围。
　　2） 在确定了故障点的大致位置后，用地电位法在所确定的位置±5 ｍ内进行探测，假如在100 ｍ范围内没有测到故障，则有可能在这段光缆上有多点故障。如有两处故障点的话，故障测试仪显示的数据大致在两故障点中间位置。这时应继续向离两测试点中较近的一个测试点方向查找，以便尽快先找出一处故障点然后再重复1、2步骤找出其余的故障点。
　　
　　3 总结
　　新的地电位法采用了测试而不是探测的方法来测定光缆护套故障点的位置，使得原先用地电位法要在2 000～3 000 ｍ范围内查找的故障，变成缩短在100 ｍ范围内查找。同时由于探测范围的缩小，使得由各种干扰因素引起的虚假故障点大大减少。采用这种组合测试方式后，探测人员的注重力更加集中，既减轻了劳动强度，又提高了故障的查找速度及准确性。经工程采用，其优越性非常明显。

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