Page 37 - 网络电信2019年8月刊下

解 决 方 案

全介质自承式光缆电腐蚀机理研究

2
1
2
1
2
罗洋 ，钟佳萌 ，唐小力 ，龙震泽 ，杨森 ，谢茜 1
1.国网四川省电力公司电力科学研究院;2.国网四川省电力公司物资分公司
摘要:在220kV输电系统中，ADSS光缆所处的电场环境
复杂、恶劣，即便按电力行业技术标准选用抗电痕外护
套的ADSS光缆，但断缆情况仍时有发生。通过建立ADSS
光缆在220kV高压输电线路中的电场仿真模型，得到ADSS
光缆电场分布云图和电场矢量图，可确定ADSS光缆的易
断缆段。同时，结合仿真结果，在实验室内开展抗电痕
外护套的ADSS光缆的高电压模拟试验和检测，首次观测
到ADSS光缆存在因内部局部放电引起异常快速发热的现
象，且该局部放电有别于国内外广泛认可的电晕放电和
“干带电弧”放电。最后，利用电镜扫描仪进一步证
实，由于ADSS光缆扎纱的纤维结构排列杂乱无章且附着
不明杂质，造成ADSS光缆扎纱存在局部放电，因此抗电
痕外护套的ADSS光缆不能有效抑制内部局部放电引发的
断缆情况。
关键词:ADSS光缆;抗电痕;电场仿真;局部放电;局部
发热;扎纱

全介质自承式光缆(All Dielectric Self-Supporting， 本文针对220kV输电系统中抗电痕外护套的ADSS光缆电腐蚀
ADSS)是一种不含任何金属材料的电力特种光缆，通常直接架设 问题，介绍了ADSS光缆常用结构和金具，建立了ADSS光缆在高
在220kV及以下的高压输电线路杆塔上，具有可不停电安装、不 压输电系统中的电场仿真模型，在实验室内开展了抗电痕外护
新立杆塔、维护方便和造价低等独特优势，广泛应用于我国电 套的ADSS光缆的高电压模拟试验和检测。
力通信系统中 [1-3] 。
然而，ADSS光缆在实际运行中面临着电腐蚀引发断缆故障 一、ADSS光缆介绍
这一难题 [4-7] ，严重制约了ADSS光缆的持续发展和应用。因此， 1、ADSS光缆基本结构
国内外专家学者在ADSS光缆的电腐蚀产生机理方面做了大量的 ADSS光缆主要由光纤、松套管、中心加强件、内护套、
研究，基本上认为有两种因素:一是主要由英国专家Rowland 芳纶纱、外护套等组成。通常，由光纤和松套管组成的缆芯被
S.M.提出的外护套表面因污秽引起“干带电弧”放电导致 [8- 覆以内护套，再均匀缠绕芳纶纱，最后被覆以黑色聚烯烃外护
11]
，其较好地解释了ADSS光缆断缆位置的不确定性;二是由荷兰 套。
专家Berkers提出的预绞丝末端的电晕放电导致 [12] ，其主要针对 （1）缆芯结构
预绞丝末端断缆的问题，但不能解释远离预绞丝末端断缆的情 ADSS光缆的缆芯结构主要分为中心管式和层绞式两种。
况。 1)中心管式缆芯。中心管式缆芯为含多根光纤或光纤带的
美国电气和电子工程师协会依据ADSS光缆表面因污秽引起 充油松套管，再根据所需要的抗拉强度绕包合适的芳纶纱，如
“干带电弧”放电的理论，在IEEE1222《IEEE Standard for 图1所示。
All Dielectric Self-Supporting Fiber Optic Cable》技术 图1 中心管式ADSS光缆结构示意图
标准中提出了ADSS光缆外护套的耐电痕性能试验。我国也参考
了IEEE1222技术标准制定了ADSS光缆相应的国家标准GB/T18899
和电力行业标准DL/T788。同时，我国ADSS光缆制造厂商在外护
套材料和杆塔标准挂接位上的深入研究，使得ADSS光缆电腐蚀
断缆问题得到较大的改进。
但在220kV高压输电系统中，ADSS光缆所处的电场环境相比
低电压等级系统更加复杂、恶劣，即便按技术标准选用抗电痕
外护套，但仍然极易遭受电腐蚀危害引起断缆，严重威胁到电
力通信网的安全运行。因此，有必要研究ADSS光缆结构，分析
220kV输电系统中ADSS光缆的空间电场分布，并通过模拟试验，
发现ADSS光缆的薄弱点。

62 网络电信 二零一九年八月