光纤复合的架空地线扭转检测
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发布时间:2026-06-13 16:14:29 更新时间:2026-06-17 08:51:35
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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随着智能电网建设的全面推进,电力通信网络的可靠性与安全性日益受到行业内的重点关注。光纤复合架空地线(OPGW)作为电力系统通信与输电线路避雷的双重功能载体,其状态直接关系到电网的稳定。在长期的实际过程中,受微风振动、舞动、覆冰以及施工安装不当等因素影响,OPGW光缆极易发生扭转现象。这种扭转不仅会导致光缆结构的永久性损伤,还可能引发光纤受力断裂,造成通信中断。因此,开展系统、专业的OPGW扭转检测,对于保障电力通信安全具有不可替代的重要意义。
光纤复合架空地线扭转检测的主要对象是挂网中的OPGW光缆及其配套的金具串。OPGW作为一种复合结构,外层通常由铝包钢线或铝合金线绞合而成,内部则包含光纤单元。当光缆发生扭转时,外层绞线会受力不均,导致结构松散或出现“鸟笼”现象,而内部的光纤单元则可能因受到挤压或拉伸而导致光信号衰减甚至断纤。
开展扭转检测的核心目的在于:
首先,量化评估光缆的扭转角度与扭转程度,判断其是否处于安全阈值范围内。通过精确的数据采集,运维人员可以直观掌握光缆的健康状态,避免凭经验判断带来的误差。
其次,识别潜在的机械隐患。扭转往往伴随着张力的重新分布,检测能够及时发现局部应力集中点,预防因长期疲劳导致的断股事故。
最后,为运维决策提供科学依据。检测数据将直接支撑后续的检修计划制定,如是否需要进行防舞治理、是否需要调整金具配置或进行光缆复位,从而降低运维成本,延长设备使用寿命。
在OPGW扭转检测工作中,为了全面反映光缆的力学状态与光学性能,通常涵盖以下几个关键检测项目:
扭转角度与方向测量
这是最直观的检测指标。通过高精度传感器或图像识别技术,测量光缆在特定档距内相对于悬挂点的扭转角度。同时,记录扭转的方向(顺时针或逆时针),这对于分析扭转成因(如单侧荷载或风致舞动)至关重要。
光缆形态与弧垂度检测
扭转往往伴随着弧垂的变化。检测人员需测量光缆的实际弧垂值,并与设计值进行比对。异常的弧垂变化可能预示着光缆内部结构的伸长或金具的滑移。此外,还需观察光缆表面是否存在明显的形态畸变,如“S”形弯、局部隆起等。
金具串状态检查
OPGW的扭转往往始于悬挂点。检测金具串(包括悬垂线夹、耐张线夹、防振锤等)的偏转角度及安装状态是重要环节。重点检查线夹船体是否随光缆一同转动,销轴是否卡滞,以及金具是否存在磨损或变形。
光纤光学性能监测
力学状态的改变最终需反馈到光学性能上。在扭转检测的同时,通常配合使用光时域反射仪(OTDR)对光缆进行全程扫描。重点关注扭转区段的光纤损耗值变化,判断扭转是否已造成内部光纤的微弯损耗或断裂。
针对OPGW扭转检测,行业内已形成了一套结合高空作业与地面分析的综合检测体系,具体实施流程如下:
前期准备与资料收集
检测团队在进场前,需详细收集待测线路的设计图纸、记录及历史故障数据。明确线路的电压等级、档距、地形地貌以及气象条件。根据现场情况制定详细的检测方案,包括检测点位的选择、仪器设备的配置及安全作业措施的落实。
现场外观巡视与无人机航测
传统的人工地面巡视受视角限制,难以发现高空细微扭转。目前主流的方法是利用搭载高清变焦相机及红外热像仪的工业无人机进行精细化巡检。无人机可近距离拍摄OPGW光缆及金具的高清图像,通过图像分析软件识别光缆的扭转姿态、表面缺陷及金具的热点异常。对于疑似扭转严重的区段,多角度拍摄以构建三维模型,计算扭转角度。
接触式力学参数测量
对于无人机巡检发现异常的重点区段,必要时需登塔进行接触式检测。使用专用的角度测量仪、游标卡尺等工具,直接测量金具的偏转角度、光缆外径变化及各层绞线的缝隙宽度。在确保安全的前提下,可使用便携式张力测试仪辅助评估光缆的实际张力状态。
数据综合分析与评估
现场检测结束后,技术人员将图像数据、力学参数与OTDR测试数据进行综合关联分析。依据相关国家标准及行业标准中关于OPGW维护的规定,对光缆的扭转程度进行分级评价。例如,区分轻微扭转(不影响)、中度扭转(需纳入检修计划)和严重扭转(需立即处理)。最终形成包含扭转位置、角度数值、成因分析及处理建议的检测报告。
OPGW扭转检测并非一次性工作,而应贯穿于线路的全生命周期管理中。以下场景是开展该项检测的最佳时机:
新建线路竣工验收阶段
在线路投运前进行扭转检测,可及时发现施工过程中因紧线、挂线操作不当造成的初始扭转。这一阶段的检测能够有效规避因施工质量遗留的“先天不足”,确保线路“零缺陷”投运。
特殊气象过程发生后
在大风、覆冰、台风等极端天气过程过后,OPGW光缆极易因非均匀荷载或脱冰跳跃发生塑性变形。此时应立即组织专项扭转检测,评估气象灾害对光缆结构的影响,防止次生灾害发生。
线路舞动与微风振动频发区
对于跨越峡谷、江河等微气象复杂区域,或已观测到存在舞动现象的线路,应定期开展扭转检测。长期的振动积累会导致光缆疲劳扭转,定期的检测可以监控损伤累积趋势,实现预防性维护。
老旧线路定期运维
对于年限超过一定周期的老旧OPGW线路,随着材料蠕变和金具老化,扭转风险逐渐增加。将其纳入年度或周期性检修计划,是保障老旧线路安全的有效手段。
在多年的检测实践中,我们发现OPGW扭转问题往往呈现出特定的规律。以下是几个常见问题及其专业应对建议:
问题一:悬垂线夹处光缆“偏头”现象
这是最常见的扭转形式,表现为光缆在悬垂线夹出口处发生明显的角度偏转。
应对建议:检查悬垂线夹的握力是否达标,线夹船体转动是否灵活。若因线夹结构限制导致光缆受扭,建议更换为具有更高抗扭性能或更灵活转动结构的金具,并重新调整预绞丝的缠绕长度。
问题二:防振锤安装位置不当引发的扭转
防振锤若安装位置偏差或型号选择不当,其自身重力矩可能成为扭转的诱因,尤其在风振环境下更为明显。
应对建议:根据检测数据复核防振锤的安装距离,确保其位于波腹点且两侧平衡。对于已发生扭转的防振锤,应重新定位安装,并采用防滑移设计的型号。
问题三:耐张塔跳线串扭转
耐张塔处的跳线由于刚度较小,极易发生扭绞,严重时会导致跳线串金具受力过大断裂。
应对建议:检测跳线串的刚性及重量配置。建议加装跳线绝缘子串或刚性跳线支架,增加跳线的抗扭刚度,抑制其随风摆动和扭转。
问题四:光纤损耗突变但外观无明显异常
部分扭转发生在光缆内部,外层绞线尚未表现出明显变形,但内部光纤单元已受压。
应对建议:此类隐蔽性缺陷危害极大。若OTDR测试发现局部损耗台阶,即便外观正常,也应判定为高风险点。建议结合线路负荷情况,择机进行开断检查或采用更先进的分布式光纤传感技术(DAS)进行全分布式应变监测。
光纤复合架空地线作为电力通信网的物理基础,其结构的完整性不容忽视。扭转检测不仅是发现缺陷的手段,更是评估线路健康水平、指导科学运维的关键环节。通过引入先进的无人机检测技术、高精度传感技术以及专业的数据分析方法,电力运维单位能够从被动抢修转向主动防御,有效化解OPGW扭转带来的安全风险。未来,随着智能化检测装备的普及与大数据分析技术的深入应用,OPGW扭转检测将更加精准、高效,为构建坚强智能电网提供坚实的保障。建议相关运维单位结合自身线路特点,建立常态化的扭转检测机制,确保电力通信大动脉的安全畅通。

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