莱钢铁路通信光缆常见故障分析与处理

温晓明，贾 斌，李传宇，陈国丰

（山东莱芜钢铁集团，1.工程师；2.助理工程师，山东 莱芜 271104）

随着莱钢运输部铁路信息化建设的不断加快，铁路沿线通信设备逐年增多，分布范围较广，通信光缆应用也越来越广泛，全长达150 km。莱钢厂区铁路运输线路较为稠密，光缆敷设环境也比较复杂，地处山区、丘陵地带并穿越酸碱作业区，极易受到外力、温度、腐蚀性液体等多种因素的影响，造成光缆断芯、绝缘层受损等故障，且寻找故障点十分困难。故障未能得到及时消除，将导致莱钢铁路运输效率低下，甚至影响到调车作业安全，进而给企业造成较大的经济损失。为此，一旦光缆线路发生故障，如何迅速、准确、经济地查找故障点，及时恢复通信显得尤为重要。

1 常见故障原因

铁路光纤通信的故障原因较复杂，正确快速分析可能造成光纤故障的原因，对快速诊断、定位故障点是至关重要的。通过分类、总结铁路通信光缆线路故障记录可以看出，引起光缆线路故障的原因大致可以分为外力因素、光缆自身缺陷、环境因素及人为因素。

1.1 外力因素 通过分析近3年来的铁路通信光缆故障记录，发现大部分光缆故障是由于靠近光缆附近的施工作业造成。如挖掘机在铁路沿线施工时，由于施工人员不了解施工现场的地下环境，不明确地下线路走向等诸多因素，造成地下光缆损伤甚至被铲断的情况时有发生。

1.2 光纤自身因素 由于光纤是由玻璃、塑料纤维拉制而成，比较脆弱，随着时间的推移，光纤极易产生静态疲劳、逐渐老化导致自然断纤。或者由于接续盒进水，导致光纤损耗增大，甚至发生断纤。

1.3 环境因素 一是铁路线路错综复杂，大部分沿线光缆需从钢轨下穿过，当线路下沉时使光纤垂直受力发生变形，从而导致光纤铅皮破坏，严重时发生折断。二是机车车辆频繁运行，其剧烈规律的振动导致光纤外皮损伤或者破裂。三是铁路光纤通信敷设或架设环境恶劣，甚至穿过酸碱作业区，长时间污染会造成光缆的铅包外皮腐蚀致穿，潮气侵入，绝缘遭到破坏。四是光纤受到环境温度的影响，温度过低会导致接续盒内进水结冰，光缆护套纵向收缩，对光纤施加压力产生微弯使衰减增大或光纤中断。温度过高，又容易使光缆护套及其他保护材料损坏影响光纤特性。此外，自然灾害如火灾、大风、雷击、电击等也是造成线路故障的原因。

1.4 人为因素 工作人员在维修、安装和其它活动中人为引起故障。如在光纤接续时接续不牢、光纤被划伤、光纤弯曲半径太小或接续盒封装时加强芯固定不紧等造成的断纤；在割接光缆时错误地切断正在运行的光缆或者人为蓄意破坏，造成光缆阻断。

2 常见故障判断

目前莱钢铁路光纤通信常见故障现象主要表现为一根或几根光纤原接续点损耗增大、断纤；施工挖掘造成光纤断纤；原接续点衰减台阶水平拉长以及光纤全部阻断。根据这些现象应正确使用测试仪判断故障原因，并有针对性地进行故障处理。

2.1 接续盒内故障判断 当某一线路判定是光缆线路故障时，充分了解线路敷设环境，找到线路两端，同时为了精确地判断故障点，要求维修人员分别在两端对故障光缆线路进行测试。用FLUKE Sim⁃p liFiber测试仪测试判定线路故障点的位置，并根据该测试仪测试显示曲线情况，初步判断故障原因，有针对性地进行故障处理。

根据故障分析，非外力导致的光缆故障，接续盒内出现问题的情况比较多，导致接续盒内断纤或衰减增大的原因分为以下5种情况：

1）容纤盘内光纤松动，导致光纤弹起在容纤盘边缘或盘上螺丝处被挤压，严重时会压伤、压断光纤。

2）盘纤时，在收纤盘上绑扎过紧、用力过大或者曲率半径过小，导致光纤表面不干净、受损或者断裂。

3）熔接光纤中，裸纤过长或者热缩管加热时光纤保护位置不当，造成一部分裸纤在热缩管外，接续盒在外力作用下引起裸纤断裂。

4）剥除涂覆层时裸纤受伤，长时间后损伤扩大，接头损耗随着增加，严重时会造成断纤。

5）接续盒进水，冬季结冰导致光纤损耗增大，甚至发生断纤。

2.2 断纤故障定位 当遇到外界施工等明显外力造成光缆线路阻断（断纤）时，维修人员根据线路环境走向及故障现象，初步沿光缆线路路由认真巡查，一般比较容易找到故障地点。如果不熟悉线路走向或者故障点在地下埋设，维修人员就不容易从路由上的异常现象找到故障地点。此时，可选择合适的测量仪器FLUKE Simp liFiber，从两端进行双向测试，根据仪器测出的故障点到测试端的距离，准确迅速查出故障点，误差在10 m以内。

2.3 正确使用测试仪进行判断 FLUKE Simp liFi⁃ber测试仪固有偏差主要反映在距离分辨率上，不同的测试距离偏差不同，仪表参数设定不当或游标设置不准等因素都将导致测试结果的误差。一般情况下，在150 km测试范围时，测试误差达±40 m。

FLUKE Simp liFiber测出的故障点距离只能是光纤的长度，不能直接得到光缆的皮长及测试点到故障点的地面距离，必须通过计算才能求得。由于在线路施工中没有注意记录的资料，使线路竣工资料与实际不相符，依据这样的资料，将会产生一定的误差，不可能准确地测定出故障点。譬如，光缆接续时接续盒内余纤的盘留长度、各种特殊点的光缆盘留长度以及光缆随地形的起伏变化等。为此，在使用测试仪时，要充分了解这些直接影响故障点判断的主要因素，才能提高对故障点的定位精度。

3 优化光缆快速熔接操作法

目前铁路通信光缆最常见故障是断纤，如何优化光缆快速熔接操作法，以迅速、准确、经济地修复断点，是保障通信畅通的关键。为此总结出“洁、稳、快、平、细”，即光纤清洁、操作要稳、剥纤要快、持纤要平、熔接细心的光纤快速熔接法。

3.1 光纤清洁 光信号在光纤内部通过全反射的方式进行远距离传播，接续点的任何一点杂质都会影响传输效果。因此，首先要保证光纤端头的清洁，要用蘸有酒精的脱脂棉沿着光纤轴的方向，将纤芯上残余的涂覆层和污垢擦拭干净；其次要确保熔接机的V形槽和切刀清洁，以免造成光纤放置不当，增大传输损耗；再次要确保光纤外层的油膏清理干净，以免污染手指和熔接设备。

3.2 操作要稳 一要工具握得稳。在剥离光缆护套和光纤涂覆层时，工具要握得紧、握得稳，以便使工具发挥最好效果。二要持纤稳。在进行光纤切割和光纤熔接前，手持光纤要稳，不得抖动，以免光纤端头碰到刀具和熔接机的部件造成光纤头再次污染，影响接续效果。

3.3 剥纤要快 剥纤钳应与光纤垂直，向内侧倾斜一定角度，用钳口轻轻卡住光纤，顺光纤轴平推出去，整个过程要自然流畅，一气呵成。

3.4 持纤要平 不论是剥离保护层还是手持光纤，持纤保证要平。用拇指食指捏紧光纤，使之成水平状，余纤在中指、无名指间自然打弯，防止打滑。

3.5 熔接细心 在光缆接续整个过程要做到细心。首先要确保数据准确，护套剥离长度为1 m，加强芯保留长度为7.5～10 cm，涂覆层要剥离5 cm。其次，在熔接前要运行熔接机的放电检查程序，并在光纤上提前套好热缩管。再次，要提前预留合适长度的光纤，以便接续好的光纤长度正好是接续盒光纤盘的整数倍。最后，盘纤过程切勿生拉硬拽，否则将前功尽弃。盘纤过程应按先固定热缩管，再处理两端余纤；先处理大部分长度相近的光纤，后处理个别过长或过短光纤的原则进行。

4 结束语

一般情况下，维修人员在光缆线路两端进行双向测试，并结合原始线路记录资料定位故障点，再将2个方向的测试和计算结果进行综合比较分析，便可更加准确判断的故障点。如果故障点附近路由上没有明显特点，具体故障点现场无法确定时，可采用在就近接头处测量等方法，或者在初步测试的故障点处开挖，从而找到准确的光纤故障点，并及时对故障点进行有效的处理，快速修复光缆。如莱钢炼钢区物流、网络、微机联锁网络不通，经检查判断是炼钢站到轧钢站光纤线路存在故障。虽轧钢附近的四孔桥有施工，但是表面未发现线路故障。维修人员分别在轧钢、炼钢机械室对线路进行2段测试。轧钢测试发现故障点距轧钢523 m，炼钢测试发现故障点距炼钢1 267 m。经核查线路两端的数据，判断故障点就在四孔桥施工区域，对此区域内光缆线路直埋部分进行清理，发现光缆已折断，判断误差仅10 m左右。

本文通过分析、总结铁路通信光缆常见的故障原因与处理，优化光缆快速熔接操作法，及时地抢修和排除光缆故障，快速恢复铁路通信，可保障铁路通信设备的正常稳定运行，为莱钢铁路的运输安全奠定基础。