ADSS电力光缆的电腐蚀故障和控制

1. 前言
在我国大面积推广应用adss光缆的过程中，无论是进口还是国内生产的产品，在安装和运行中出现了一些故障案例甚至发生了断缆，不免令人担忧并产生了困惑和疑虑。
大部分的adss光缆用于老线路通信改造，安装在原有的电力杆塔上。adss光缆对原有的电力杆塔是一种“添加物”，而原有的杆塔在设计时并不考虑有任何其他物体的添加。因此，adss光缆只能适应原有的杆塔条件，尽量去寻找有限的安装空间。
这些“空间”主要包括：杆塔强度、空间电位强度（与导线的间距和位置）和与地面或交越物的间距。
一旦这些相互关系失配，adss光缆就容易出现各类故障，其中最主要的是电腐蚀故障。

2.电腐蚀的主要模式
统称为电腐蚀的现象主要包含三种基本模式，分别为击穿、电痕和腐蚀。这三种模式往往与金具同时发生综合故障，要严格区分有时候是不容易的。
击穿
由于各种原因，在adss光缆表面发生了足够能量的电弧、产生了足够大的热量，使光缆护套发生击穿。产生的击穿通常有熔融状边缘的穿孔，常伴有同时烧断纺纶而使光缆强度急剧下降，到维持不了张力的那一刻致使断缆。击穿是一种故障，在安装后发生的时间较短。
电痕
电弧在护套表面形成放射（电树枝）状碳化通道称为电痕，然后不断加深，在张力的作用下开裂并露出纺纶，有时转换成击穿模式。电痕也是一种故障，在安装后发生的时间比击穿模式要长。
腐蚀
由于通过护套的泄漏电流产生了热量，使聚合物慢慢失去结合力并最终失效。表现在表面粗糙、护套减薄，这种现象称为腐蚀。腐蚀是缓慢发生的，在光缆寿命期间是必然要发生的正常现象。
3. 形成电腐蚀故障的主要因素
在工作时受到张力的adss光缆处于导线周围空间存在的强大电磁场中，光缆对导线和大地之间的电容耦合使之处于一个空间电位的位置。在空间电位的作用下，潮湿或污秽（不可避免）的光缆表面对接地的金具产生一个接地漏电流并发热，热量使光缆表面水份蒸发，随机（不可控）地形成干燥带，阻断了表面漏电流。当干燥带两端的电位足够高时就产生了放电形成电弧（称为“干带电弧”）。
电腐蚀发生的基本条件是要有一定的漏电流和足够高的空间电位。
接地漏电流
根据苏格兰hanterstor西海岸的数据：接地漏电流小于时不发生电弧。因此被公认是不发生电弧的门槛值；当接地漏电流超过门槛约时，将产生电弧；随着接地漏电流超过1ma，电孤随之严重；但当接地漏电流更大（约超过5ma）时，电弧活动将停止，即大电流不产生电弧。
试验结果还表明：电腐蚀的程度与光缆承受的张力有关。
光缆承受空间电位的标准
根据相应标准和规范，adss光缆外护套能承受的空间电位分两级。
a级：pe护套≤12kv；
b级：at护套≥12kv。
b级护套的上限在相关标准和规范中未作规定，通常的提法为20~25kv。
活动长度
接地漏电流是由空间电位驱动的。
在输电线路的某一档距上，假设光缆与导线间距不变（弧垂一致）并与大地间距不变（事实上不可能、仅是假设），光缆表面各个点与接地的金具末端距离变化很大，在档距中央的感应电压虽然很高，但充电常数很大，充电电流极小，光缆表面无漏电流；随着接近安装在杆塔的金具末端，感应电压急剧趋于零同时接地漏电流变大，在接地的金具末端接地漏电流达到最大值， 如满足起弧条件，电腐蚀就发生了。从接地漏电流开始变大的某一点到金具末端的距离称为“活动长度”，也即电腐蚀最易发生的危险区域。
因此，在一个档距内存在两个活动长度。
双回路相位的影响
光缆悬挂点上的空间电位受三相导线相位排列的影响，单回路相位变化几乎无影响，双回路导线的相位变化影响很大。
在双回路系统中，就adss的安装“空间”而言：abc-abc相位是最小的，其他相位均有不同程度的扩大，尤以abc-cba相位的“空间”为最大。
对某一悬挂点而言：双回线因一侧停电而单回运行时较复杂，空间电位有可能变小，也可能变大。
其他影响
除了相位影响，当某光缆的悬挂点一定，其空间电位还会受导线和地线的直径、导线的分裂、金具和光缆的风摆等情况的影响
4. 案例
故障案例
某adss光缆，工作在220kv双回路系统中约1年，发生断缆事故。经检查，断缆处at
外护套明显呈融溶状，纺纶外露有明火痕迹，防振鞭明显龟裂炭化。再检查未断缆处，多处发现孔洞和防振鞭对光缆造成的烫伤压痕并己碳化。 经核对，光缆悬挂点的空间电位较高，静态设计挂点约23kv, 动态挂点超过了30kv，防振鞭离金具予绞丝末端约10cm。
成功案例
某adss光缆，工作在220kv双回路垂直分裂系统中近5年，静态设计挂点的空间电位约15-18kv。经历了多次台风袭击，工作始终正常。在例行检查中，打开防振鞭，对防振鞭和光缆进行仔细检查。结果表明：防振鞭表面光洁如新，厂家商品号清晰可见。光缆表面光滑，除防振鞭夹紧处光缆外护套颜色稍深（原始色）外，无电腐蚀故障痕迹。防振鞭离金具予绞丝末端约50 cm。
又如某工作在110kv系统中己超过6年的adss光缆，防振鞭离金具予绞丝仅为10-20cm，至今工作正常，没有发生任何电腐蚀故障。