光纖縱聯(lián)保護通道常見故障分析

史新華，解涑轉(zhuǎn)，白玉明

（1.忻州供電公司，山西 忻州 034000；2.運城供電公司，山西 運城 044000）

隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，在縱聯(lián)保護通道的使用上，目前已經(jīng)由過去的載波、微波通道變?yōu)橐怨饫w為主的通道方式。由于光纖通道所具有的先天優(yōu)勢，隨著與繼電保護的結(jié)合，使得光差保護在電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，但由此帶來的通道異常的情況也越來越多。

1 光纖連接方式簡介

目前光纖連接方式有專用光纖連接、復用通道連接（PCM,Plus Code Modulation）、同步數(shù)字序列復用通道連接（SDH，Synchrons Digtale Hierarchy）等三種方式。由于采用異步復用方式，不能保證大容量信息的可靠傳輸，且網(wǎng)絡(luò)沒有世界標準的電接口和光接口規(guī)范，因此準同步數(shù)字序列PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy） 目前已完全被SDH復用通道連接方式所代替[1]。

2 光纖保護通道故障典型事例

2.1 典型事例一

故障現(xiàn)象：某220 kV線路單側(cè)RCS-931AM保護裝置報“通道告警信號”，差動保護退出后，“通道告警信號”消失，差動保護投入后不久“通道告警信號”又出現(xiàn)。

查找過程：保護、通訊人員到現(xiàn)場后對保護通道進行了徹底檢查，兩側(cè)保護、光電轉(zhuǎn)換裝置收發(fā)的光功率、誤碼測試結(jié)果均正常，保護裝置CPU板上尾纖外觀檢查無異常。裝置重新上電后保護通道告警信號恢復正常，通道故障查找一時陷入困境。經(jīng)過認真查閱技術(shù)資料，保護人員采取了檢測保護裝置收信靈敏度的辦法，在告警側(cè)通道的保護裝置收信端串入3 dB光衰耗，結(jié)果本側(cè)保護裝置“通道告警信號”又發(fā)出，最終查明告警原因是由于光接收端的砝瑯盤內(nèi)瓷芯有小的裂紋，更換保護CPU后保護通道恢復正常。

2.2 典型事例二

故障現(xiàn)象：某220 kV線路正常運行在充電狀態(tài)，線路故障時充電側(cè)開關(guān)兩套主保護只有縱聯(lián)距離PSL-602GC主保護動作，而縱聯(lián)差動RCS-931A主保護未動作。

查找過程：經(jīng)保護人員檢查，故障時兩側(cè)的RCS-931A主保護壓板均在投入位置（線路故障時在充電狀態(tài)），保護具備主保護動作條件，由于RCS-931A保護裝置沒有記錄轉(zhuǎn)發(fā)遠跳命令的功能，因此無法判別本側(cè)保護是否轉(zhuǎn)發(fā)對側(cè)RCS-931A保護的遠跳命令。

在查找RCS-931A通道故障記錄時發(fā)現(xiàn)，盡管線路故障時無“通道告警信號”，但開關(guān)熱備的一側(cè)拉合刀閘時本側(cè)的RCS-931A保護會發(fā)“通道異常信號”，因此初步把查找重點放在通訊機房，最終確定MUX-64 k收信接線（雙絞線） 在端子上壓接較松動，重新緊固接線后有刀閘操作時保護無“通道告警信號”。

2.3 典型事例三

故障現(xiàn)象：某220 kV線路保護正常運行時兩側(cè)差動保護充電燈滅，通道的失步次數(shù)很大但保護通道未告警。

查找過程：保護、通訊人員到現(xiàn)場后進行了認真檢查，兩側(cè)用電口、光口自環(huán)時通道狀態(tài)正常，重合閘能正常充電，但當兩側(cè)保護與通道同時投運時，保護裝置通道失步次數(shù)就會很大，造成重合閘不能充電。根據(jù)現(xiàn)象綜合判斷，基本認定通道失步次數(shù)大的原因為兩側(cè)CPU板通訊不同步，更換一側(cè)保護CPU后，裝置通道狀態(tài)恢復正常，重合閘能正常充電。

3 光纖保護通道常見故障原因分析

3.1 尾纖頭有塵土或接觸不良

當尾纖頭連接不可靠或光纖頭不清潔時，盡管仍能收到對側(cè)數(shù)據(jù)，但由于收信裕度大大降低，當系統(tǒng)擾動或一次刀閘操作時，會導致通道異常。例如經(jīng)過實際檢驗，當尾纖凸臺沒有對上缺口就擰緊，則會增加1 020 dB的通道衰耗。

3.2 光電轉(zhuǎn)換裝置接PCM機的屏蔽雙絞線使用不規(guī)范

光電轉(zhuǎn)換裝置接至PCM機的屏蔽雙絞線按照要求應(yīng)使用四芯帶屏蔽雙絞線，且屏蔽層應(yīng)在一點可靠接地。若屏蔽雙絞線接至配線架，需保證連接可靠，可以采用鳳凰端子擰接的方式。

3.3 光電轉(zhuǎn)換裝置不接地或接地不良

如果光電轉(zhuǎn)換柜的接地本身不良，同樣會造成光電轉(zhuǎn)換裝置接地不良。在正常運行時，光電轉(zhuǎn)換裝置與保護裝置顯示正常，而一旦有故障或刀閘操作時，光電轉(zhuǎn)換裝置受到干擾，很可能會造成保護裝置發(fā)出通道告警信號。

3.4 通信電源紋波系數(shù)高

通訊電源一般采用－48 V電源，對紋波系數(shù)有比較高的要求，一般要求不超出100 mV，現(xiàn)場實際工作經(jīng)驗表明，當發(fā)現(xiàn)電源紋波比較大時，光電轉(zhuǎn)換過程會出現(xiàn)誤碼。

3.5 復用通道的其他問題

保護使用通訊提供的復用通道時，各種設(shè)備均有可能出現(xiàn)問題，其中以PCM機出現(xiàn)問題的概率最大，一般原因為時鐘設(shè)置不合規(guī)范的問題，其次為通訊光板有問題。當通信設(shè)備出現(xiàn)問題后，通道掛誤碼儀測試就能反映出來，目前對通道誤碼儀自環(huán)檢測時間的要求應(yīng)不小于24 h。

3.6 光接收端的砝瑯盤內(nèi)瓷芯碎裂

當光接收端的砝瑯盤內(nèi)瓷芯碎裂時會造成通道異常，這時通過光功率的測量也無法發(fā)現(xiàn)，必須要通過收信靈敏度檢查才能發(fā)現(xiàn)問題。一般情況下砝瑯盤內(nèi)瓷芯嚴重碎裂時，通過肉眼觀測就能發(fā)現(xiàn)碎裂、碎片。而當砝瑯盤內(nèi)瓷芯發(fā)生較輕的碎裂時可能會只有裂紋，這時通過肉眼觀測比較難發(fā)現(xiàn)，只有通過傳輸光功率測量才能發(fā)現(xiàn)。

3.7 2 MHz保護裝置接口時鐘規(guī)定不統(tǒng)一

在光纖保護初期大量投入運行時，由于在PCM、保護裝置的時鐘分配上沒有統(tǒng)一規(guī)定，因此時鐘設(shè)置錯誤造成的保護通道故障率很高。

3.8 其他原因

對于復用通道的光纖保護裝置，有一個共性問題，即常常在投運時通道正常，但運行一段時間后，通道突然告警。這種情況，大多數(shù)是由于通信人員對通信設(shè)備進行了一些重新設(shè)置后，影響了保護數(shù)據(jù)的傳輸。在使用復用通道時，保護信息是和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)復用后，是在同一個基群中傳輸?shù)?，當其他?shù)據(jù)業(yè)務(wù)有不正確操作時，也會導致保護數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生誤碼、出現(xiàn)告警等現(xiàn)象。

4 防止光纖保護通道故障頻發(fā)的措施

4.1 做好光纖通道的標準化測試

定期檢驗時應(yīng)使用正確方法做好光纖頭的清潔，光纖在插入砝瑯前，纖芯的瓷芯端面應(yīng)用浸有無水酒精的紗布擦干凈。在保護通道暢通后要盡量減少光纖頭的插拔次數(shù)，以免損壞光纖頭。

4.2 光纖差動保護盡可能使用專用通道

由于復用PCM通道傳輸中間環(huán)節(jié)多、時間延長，因而出現(xiàn)通道故障的概率也大得多。光纖差動保護通道數(shù)據(jù)交換量大，應(yīng)盡可能采用專用纖芯或復用2 MHz口數(shù)字通道。

4.3 統(tǒng)一規(guī)定接口時鐘方式

為了保護裝置的安全可靠運行，便于保護通道的統(tǒng)一管理，根據(jù)各廠家保護及接口裝置的不同特點，應(yīng)統(tǒng)一規(guī)定保護接口時鐘方式。

4.4 加強保護人員通訊專業(yè)知識培訓

部分保護人員通訊專業(yè)知識匱乏，在遇到通道故障問題時，缺乏解決通道問題的有效手段和經(jīng)驗，很難快速診斷故障的問題。因此必須把通訊專業(yè)知識學習列入保護專業(yè)技能培訓工作。

4.5 強化通道的抗干擾措施

充分考慮保護光纖復接設(shè)備到SDH連線的抗干擾措施，設(shè)備之間的連線應(yīng)使用屏蔽電纜，屏蔽層在兩端可靠接地。同時對48 V的通信電源應(yīng)有相應(yīng)的監(jiān)視回路，當電源出現(xiàn)不穩(wěn)定或者諧波較大時，應(yīng)及時發(fā)出告警信號。

4.6 做好光差保護定期巡查

運行人員應(yīng)重點對光纖差動保護通道的誤碼、失步次數(shù)定期檢查。檢查內(nèi)容包括保護通道誤碼率、失步次數(shù)、信號指示以及平時容易忽略的光電轉(zhuǎn)換裝置告警指示等，通過進行記錄、比較，在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況時及時匯報[1]。

5 總結(jié)與展望

光纖縱聯(lián)保護通道故障后必須及時處理，這就需要保護人員不僅要掌握相關(guān)的通訊專業(yè)知識，也需要積累豐富的工作經(jīng)驗。保護與通訊專業(yè)平時應(yīng)加強技術(shù)溝通，共享相關(guān)通訊資料、通道異常信息，通過專業(yè)密切合作才能在通道故障后做到及時處理。

［1］ 王光亮.光纖通道通信故障處理及方法［J］.電力系統(tǒng)通信，2010，31（2）:70-73.