光纜金屬護(hù)套對(duì)地絕緣故障查找的新方法

眾所周知，直埋光纜聚乙烯護(hù)層的好壞直接關(guān)系到光纜的使用壽命，并影響到光纖的衰減特性。

在以往的光纜施工及維護(hù)中，光纜對(duì)地絕緣故障的查找一直是一個(gè)難點(diǎn)�，F(xiàn)在普遍采用的查障方法是地電位法。此方法的優(yōu)點(diǎn)：在故障點(diǎn)附近探測(cè)，其準(zhǔn)確性很高；其缺點(diǎn)：在2 ｋｍ或更長(zhǎng)光纜段內(nèi)探測(cè)，帶有很大的盲目性，尤其在布放排流線地段、塑料管口、鋼管防護(hù)等地段，因受大地雜散電流等各種干擾因素的影響，往往引起誤判，大大影響了探測(cè)的準(zhǔn)確性。

我們根據(jù)直埋光纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種新的故障查找方法。這種方法根據(jù)不平衡電橋的原理來(lái)測(cè)定光纜故障點(diǎn)到測(cè)試點(diǎn)的金屬護(hù)套電阻，再將此電阻換算成故障點(diǎn)至測(cè)試點(diǎn)的距離。通過(guò)此方法的測(cè)試，可大大壓縮故障點(diǎn)的查找范圍，提高工程施工和維護(hù)工作的效率。根據(jù)其測(cè)試原理及精度，我們認(rèn)為此方法對(duì)管道光纜的絕緣故障查找也是適用的。

1 故障測(cè)試基本原理

其測(cè)試原理是利用光纜中的金屬加強(qiáng)芯及金屬護(hù)套構(gòu)成測(cè)試回路，采用電橋的方法測(cè)出Ｒ1、Ｒ2，以此來(lái)確定故障點(diǎn)。原理如圖1所示。

其中��

Ｒ1、Ｒ2為故障點(diǎn)兩側(cè)金屬護(hù)套的等效電阻；

Ｒ3為光纜金屬加強(qiáng)芯的等效電阻；

Ｒｆ為光纜金屬護(hù)套對(duì)地絕緣電阻。

首先，在光纜的一頭將金屬加強(qiáng)芯和金屬護(hù)套短接，將Ｋ1、Ｋ2接位置Ｐ1，并測(cè)得Ｕ1、Ｕ2，則有下列等式：

其中：ＬＡＢ為單盤(pán)光纜的長(zhǎng)度。

這個(gè)測(cè)試的難點(diǎn)就在于如何精確測(cè)定Ｕ1、Ｕ2和Ｅ。為了使測(cè)試精度達(dá)到0.5％以上，通過(guò)采用高精度的運(yùn)放及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)采用微處理器優(yōu)化算法來(lái)抵消測(cè)試系統(tǒng)的誤差及干擾，可達(dá)到較好的效果。經(jīng)實(shí)際模擬測(cè)試，在接地電阻0～3 ＭΩ范圍內(nèi)其故障定位精度高于0.5％，可以滿足光纜施工及維護(hù)要求。

2 查找的步驟及要求

1） 通過(guò)故障測(cè)試儀的測(cè)試來(lái)確定故障點(diǎn)至測(cè)試點(diǎn)的距離，其接線方法如圖2所示。

具體步驟如下：

第一步：把儀表接在故障光纜Ａ端監(jiān)測(cè)標(biāo)石內(nèi)的金屬護(hù)套及加強(qiáng)芯端子上，Ｂ端金屬護(hù)套和加強(qiáng)芯端子短路，按“測(cè)試鍵”。

第二步：把儀表接在故障光纜Ｂ端監(jiān)測(cè)標(biāo)石內(nèi)的金屬護(hù)套及加強(qiáng)芯端子上，Ａ端金屬護(hù)套和加強(qiáng)芯端子短路，按“測(cè)試鍵”。

第三步：輸入光纜長(zhǎng)度，然后按“啟動(dòng)鍵”，這時(shí)儀表給出故障點(diǎn)離Ａ端子距離，其精度在±15 ｍ范圍內(nèi)�？紤]到光纜的各種預(yù)留及自然彎曲等因素，地面上的故障距離丈量精度一般在±50 ｍ范圍內(nèi)，這時(shí)可以用光纜路由上的標(biāo)石來(lái)確定故障點(diǎn)的大致范圍。

2）　 在確定了故障點(diǎn)的大致位置后，用地電位法在所確定的位置±5 ｍ內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，如果在100 ｍ范圍內(nèi)沒(méi)有測(cè)到故障，則有可能在這段光纜上有多點(diǎn)故障。如有兩處故障點(diǎn)的話，故障測(cè)試儀顯示的數(shù)據(jù)大致在兩故障點(diǎn)中間位置。這時(shí)應(yīng)繼續(xù)向離兩測(cè)試點(diǎn)中較近的一個(gè)測(cè)試點(diǎn)方向查找，以便盡快先找出一處故障點(diǎn)�熑缓笤僦貜�(fù)1、2步驟找出其余的故障點(diǎn)。

3 總結(jié)

新的地電位法采用了測(cè)試而不是探測(cè)的方法來(lái)測(cè)定光纜護(hù)套故障點(diǎn)的位置，使得原先用地電位法要在2 000～3 000 ｍ范圍內(nèi)查找的故障，變成縮短在100 ｍ范圍內(nèi)查找。同時(shí)由于探測(cè)范圍的縮小，使得由各種干擾因素引起的虛假故障點(diǎn)大大減少。采用這種組合測(cè)試方式后，探測(cè)人員的注意力更加集中，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了故障的查找速度及準(zhǔn)確性。經(jīng)工程采用，其優(yōu)越性非常明顯。