萊鋼鐵路通信光纜常見(jiàn)故障分析與處理

溫曉明，賈 斌，李傳宇，陳國(guó)豐

（山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)，1.工程師；2.助理工程師，山東 萊蕪 271104）

隨著萊鋼運(yùn)輸部鐵路信息化建設(shè)的不斷加快，鐵路沿線通信設(shè)備逐年增多，分布范圍較廣，通信光纜應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，全長(zhǎng)達(dá)150 km。萊鋼廠區(qū)鐵路運(yùn)輸線路較為稠密，光纜敷設(shè)環(huán)境也比較復(fù)雜，地處山區(qū)、丘陵地帶并穿越酸堿作業(yè)區(qū)，極易受到外力、溫度、腐蝕性液體等多種因素的影響，造成光纜斷芯、絕緣層受損等故障，且尋找故障點(diǎn)十分困難。故障未能得到及時(shí)消除，將導(dǎo)致萊鋼鐵路運(yùn)輸效率低下，甚至影響到調(diào)車作業(yè)安全，進(jìn)而給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，一旦光纜線路發(fā)生故障，如何迅速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地查找故障點(diǎn)，及時(shí)恢復(fù)通信顯得尤為重要。

1 常見(jiàn)故障原因

鐵路光纖通信的故障原因較復(fù)雜，正確快速分析可能造成光纖故障的原因，對(duì)快速診斷、定位故障點(diǎn)是至關(guān)重要的。通過(guò)分類、總結(jié)鐵路通信光纜線路故障記錄可以看出，引起光纜線路故障的原因大致可以分為外力因素、光纜自身缺陷、環(huán)境因素及人為因素。

1.1 外力因素 通過(guò)分析近3年來(lái)的鐵路通信光纜故障記錄，發(fā)現(xiàn)大部分光纜故障是由于靠近光纜附近的施工作業(yè)造成。如挖掘機(jī)在鐵路沿線施工時(shí)，由于施工人員不了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地下環(huán)境，不明確地下線路走向等諸多因素，造成地下光纜損傷甚至被鏟斷的情況時(shí)有發(fā)生。

1.2 光纖自身因素 由于光纖是由玻璃、塑料纖維拉制而成，比較脆弱，隨著時(shí)間的推移，光纖極易產(chǎn)生靜態(tài)疲勞、逐漸老化導(dǎo)致自然斷纖?；蛘哂捎诮永m(xù)盒進(jìn)水，導(dǎo)致光纖損耗增大，甚至發(fā)生斷纖。

1.3 環(huán)境因素 一是鐵路線路錯(cuò)綜復(fù)雜，大部分沿線光纜需從鋼軌下穿過(guò)，當(dāng)線路下沉?xí)r使光纖垂直受力發(fā)生變形，從而導(dǎo)致光纖鉛皮破壞，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生折斷。二是機(jī)車車輛頻繁運(yùn)行，其劇烈規(guī)律的振動(dòng)導(dǎo)致光纖外皮損傷或者破裂。三是鐵路光纖通信敷設(shè)或架設(shè)環(huán)境惡劣，甚至穿過(guò)酸堿作業(yè)區(qū)，長(zhǎng)時(shí)間污染會(huì)造成光纜的鉛包外皮腐蝕致穿，潮氣侵入，絕緣遭到破壞。四是光纖受到環(huán)境溫度的影響，溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致接續(xù)盒內(nèi)進(jìn)水結(jié)冰，光纜護(hù)套縱向收縮，對(duì)光纖施加壓力產(chǎn)生微彎使衰減增大或光纖中斷。溫度過(guò)高，又容易使光纜護(hù)套及其他保護(hù)材料損壞影響光纖特性。此外，自然災(zāi)害如火災(zāi)、大風(fēng)、雷擊、電擊等也是造成線路故障的原因。

1.4 人為因素 工作人員在維修、安裝和其它活動(dòng)中人為引起故障。如在光纖接續(xù)時(shí)接續(xù)不牢、光纖被劃傷、光纖彎曲半徑太小或接續(xù)盒封裝時(shí)加強(qiáng)芯固定不緊等造成的斷纖；在割接光纜時(shí)錯(cuò)誤地切斷正在運(yùn)行的光纜或者人為蓄意破壞，造成光纜阻斷。

2 常見(jiàn)故障判斷

目前萊鋼鐵路光纖通信常見(jiàn)故障現(xiàn)象主要表現(xiàn)為一根或幾根光纖原接續(xù)點(diǎn)損耗增大、斷纖；施工挖掘造成光纖斷纖；原接續(xù)點(diǎn)衰減臺(tái)階水平拉長(zhǎng)以及光纖全部阻斷。根據(jù)這些現(xiàn)象應(yīng)正確使用測(cè)試儀判斷故障原因，并有針對(duì)性地進(jìn)行故障處理。

2.1 接續(xù)盒內(nèi)故障判斷 當(dāng)某一線路判定是光纜線路故障時(shí)，充分了解線路敷設(shè)環(huán)境，找到線路兩端，同時(shí)為了精確地判斷故障點(diǎn)，要求維修人員分別在兩端對(duì)故障光纜線路進(jìn)行測(cè)試。用FLUKE Sim?p liFiber測(cè)試儀測(cè)試判定線路故障點(diǎn)的位置，并根據(jù)該測(cè)試儀測(cè)試顯示曲線情況，初步判斷故障原因，有針對(duì)性地進(jìn)行故障處理。

根據(jù)故障分析，非外力導(dǎo)致的光纜故障，接續(xù)盒內(nèi)出現(xiàn)問(wèn)題的情況比較多，導(dǎo)致接續(xù)盒內(nèi)斷纖或衰減增大的原因分為以下5種情況：

1）容纖盤內(nèi)光纖松動(dòng)，導(dǎo)致光纖彈起在容纖盤邊緣或盤上螺絲處被擠壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)壓傷、壓斷光纖。

2）盤纖時(shí)，在收纖盤上綁扎過(guò)緊、用力過(guò)大或者曲率半徑過(guò)小，導(dǎo)致光纖表面不干凈、受損或者斷裂。

3）熔接光纖中，裸纖過(guò)長(zhǎng)或者熱縮管加熱時(shí)光纖保護(hù)位置不當(dāng)，造成一部分裸纖在熱縮管外，接續(xù)盒在外力作用下引起裸纖斷裂。

4）剝除涂覆層時(shí)裸纖受傷，長(zhǎng)時(shí)間后損傷擴(kuò)大，接頭損耗隨著增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成斷纖。

5）接續(xù)盒進(jìn)水，冬季結(jié)冰導(dǎo)致光纖損耗增大，甚至發(fā)生斷纖。

2.2 斷纖故障定位 當(dāng)遇到外界施工等明顯外力造成光纜線路阻斷（斷纖）時(shí)，維修人員根據(jù)線路環(huán)境走向及故障現(xiàn)象，初步沿光纜線路路由認(rèn)真巡查，一般比較容易找到故障地點(diǎn)。如果不熟悉線路走向或者故障點(diǎn)在地下埋設(shè)，維修人員就不容易從路由上的異常現(xiàn)象找到故障地點(diǎn)。此時(shí)，可選擇合適的測(cè)量?jī)x器FLUKE Simp liFiber，從兩端進(jìn)行雙向測(cè)試，根據(jù)儀器測(cè)出的故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離，準(zhǔn)確迅速查出故障點(diǎn)，誤差在10 m以內(nèi)。

2.3 正確使用測(cè)試儀進(jìn)行判斷 FLUKE Simp liFi?ber測(cè)試儀固有偏差主要反映在距離分辨率上，不同的測(cè)試距離偏差不同，儀表參數(shù)設(shè)定不當(dāng)或游標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)等因素都將導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤差。一般情況下，在150 km測(cè)試范圍時(shí)，測(cè)試誤差達(dá)±40 m。

FLUKE Simp liFiber測(cè)出的故障點(diǎn)距離只能是光纖的長(zhǎng)度，不能直接得到光纜的皮長(zhǎng)及測(cè)試點(diǎn)到故障點(diǎn)的地面距離，必須通過(guò)計(jì)算才能求得。由于在線路施工中沒(méi)有注意記錄的資料，使線路竣工資料與實(shí)際不相符，依據(jù)這樣的資料，將會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，不可能準(zhǔn)確地測(cè)定出故障點(diǎn)。譬如，光纜接續(xù)時(shí)接續(xù)盒內(nèi)余纖的盤留長(zhǎng)度、各種特殊點(diǎn)的光纜盤留長(zhǎng)度以及光纜隨地形的起伏變化等。為此，在使用測(cè)試儀時(shí)，要充分了解這些直接影響故障點(diǎn)判斷的主要因素，才能提高對(duì)故障點(diǎn)的定位精度。

3 優(yōu)化光纜快速熔接操作法

目前鐵路通信光纜最常見(jiàn)故障是斷纖，如何優(yōu)化光纜快速熔接操作法，以迅速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地修復(fù)斷點(diǎn)，是保障通信暢通的關(guān)鍵。為此總結(jié)出“潔、穩(wěn)、快、平、細(xì)”，即光纖清潔、操作要穩(wěn)、剝纖要快、持纖要平、熔接細(xì)心的光纖快速熔接法。

3.1 光纖清潔 光信號(hào)在光纖內(nèi)部通過(guò)全反射的方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，接續(xù)點(diǎn)的任何一點(diǎn)雜質(zhì)都會(huì)影響傳輸效果。因此，首先要保證光纖端頭的清潔，要用蘸有酒精的脫脂棉沿著光纖軸的方向，將纖芯上殘余的涂覆層和污垢擦拭干凈；其次要確保熔接機(jī)的V形槽和切刀清潔，以免造成光纖放置不當(dāng)，增大傳輸損耗；再次要確保光纖外層的油膏清理干凈，以免污染手指和熔接設(shè)備。

3.2 操作要穩(wěn) 一要工具握得穩(wěn)。在剝離光纜護(hù)套和光纖涂覆層時(shí)，工具要握得緊、握得穩(wěn)，以便使工具發(fā)揮最好效果。二要持纖穩(wěn)。在進(jìn)行光纖切割和光纖熔接前，手持光纖要穩(wěn)，不得抖動(dòng)，以免光纖端頭碰到刀具和熔接機(jī)的部件造成光纖頭再次污染，影響接續(xù)效果。

3.3 剝纖要快 剝纖鉗應(yīng)與光纖垂直，向內(nèi)側(cè)傾斜一定角度，用鉗口輕輕卡住光纖，順光纖軸平推出去，整個(gè)過(guò)程要自然流暢，一氣呵成。

3.4 持纖要平 不論是剝離保護(hù)層還是手持光纖，持纖保證要平。用拇指食指捏緊光纖，使之成水平狀，余纖在中指、無(wú)名指間自然打彎，防止打滑。

3.5 熔接細(xì)心 在光纜接續(xù)整個(gè)過(guò)程要做到細(xì)心。首先要確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，護(hù)套剝離長(zhǎng)度為1 m，加強(qiáng)芯保留長(zhǎng)度為7.5～10 cm，涂覆層要?jiǎng)冸x5 cm。其次，在熔接前要運(yùn)行熔接機(jī)的放電檢查程序，并在光纖上提前套好熱縮管。再次，要提前預(yù)留合適長(zhǎng)度的光纖，以便接續(xù)好的光纖長(zhǎng)度正好是接續(xù)盒光纖盤的整數(shù)倍。最后，盤纖過(guò)程切勿生拉硬拽，否則將前功盡棄。盤纖過(guò)程應(yīng)按先固定熱縮管，再處理兩端余纖；先處理大部分長(zhǎng)度相近的光纖，后處理個(gè)別過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短光纖的原則進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

一般情況下，維修人員在光纜線路兩端進(jìn)行雙向測(cè)試，并結(jié)合原始線路記錄資料定位故障點(diǎn)，再將2個(gè)方向的測(cè)試和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合比較分析，便可更加準(zhǔn)確判斷的故障點(diǎn)。如果故障點(diǎn)附近路由上沒(méi)有明顯特點(diǎn)，具體故障點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法確定時(shí)，可采用在就近接頭處測(cè)量等方法，或者在初步測(cè)試的故障點(diǎn)處開(kāi)挖，從而找到準(zhǔn)確的光纖故障點(diǎn)，并及時(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行有效的處理，快速修復(fù)光纜。如萊鋼煉鋼區(qū)物流、網(wǎng)絡(luò)、微機(jī)聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)不通，經(jīng)檢查判斷是煉鋼站到軋鋼站光纖線路存在故障。雖軋鋼附近的四孔橋有施工，但是表面未發(fā)現(xiàn)線路故障。維修人員分別在軋鋼、煉鋼機(jī)械室對(duì)線路進(jìn)行2段測(cè)試。軋鋼測(cè)試發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)距軋鋼523 m，煉鋼測(cè)試發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)距煉鋼1 267 m。經(jīng)核查線路兩端的數(shù)據(jù)，判斷故障點(diǎn)就在四孔橋施工區(qū)域，對(duì)此區(qū)域內(nèi)光纜線路直埋部分進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)光纜已折斷，判斷誤差僅10 m左右。

本文通過(guò)分析、總結(jié)鐵路通信光纜常見(jiàn)的故障原因與處理，優(yōu)化光纜快速熔接操作法，及時(shí)地?fù)屝藓团懦饫|故障，快速恢復(fù)鐵路通信，可保障鐵路通信設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，為萊鋼鐵路的運(yùn)輸安全奠定基礎(chǔ)。