光纤纵联保护通道常见故障分析

史新华，解涑转，白玉明

（1.忻州供电公司，山西 忻州 034000；2.运城供电公司，山西 运城 044000）

随着光纤通信技术的发展，在纵联保护通道的使用上，目前已经由过去的载波、微波通道变为以光纤为主的通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势，随着与继电保护的结合，使得光差保护在电网中得到越来越广泛的应用，但由此带来的通道异常的情况也越来越多。

1 光纤连接方式简介

目前光纤连接方式有专用光纤连接、复用通道连接（PCM,Plus Code Modulation）、同步数字序列复用通道连接（SDH，Synchrons Digtale Hierarchy）等三种方式。由于采用异步复用方式，不能保证大容量信息的可靠传输，且网络没有世界标准的电接口和光接口规范，因此准同步数字序列PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy） 目前已完全被SDH复用通道连接方式所代替[1]。

2 光纤保护通道故障典型事例

2.1 典型事例一

故障现象：某220 kV线路单侧RCS-931AM保护装置报“通道告警信号”，差动保护退出后，“通道告警信号”消失，差动保护投入后不久“通道告警信号”又出现。

查找过程：保护、通讯人员到现场后对保护通道进行了彻底检查，两侧保护、光电转换装置收发的光功率、误码测试结果均正常，保护装置CPU板上尾纤外观检查无异常。装置重新上电后保护通道告警信号恢复正常，通道故障查找一时陷入困境。经过认真查阅技术资料，保护人员采取了检测保护装置收信灵敏度的办法，在告警侧通道的保护装置收信端串入3 dB光衰耗，结果本侧保护装置“通道告警信号”又发出，最终查明告警原因是由于光接收端的砝琅盘内瓷芯有小的裂纹，更换保护CPU后保护通道恢复正常。

2.2 典型事例二

故障现象：某220 kV线路正常运行在充电状态，线路故障时充电侧开关两套主保护只有纵联距离PSL-602GC主保护动作，而纵联差动RCS-931A主保护未动作。

查找过程：经保护人员检查，故障时两侧的RCS-931A主保护压板均在投入位置（线路故障时在充电状态），保护具备主保护动作条件，由于RCS-931A保护装置没有记录转发远跳命令的功能，因此无法判别本侧保护是否转发对侧RCS-931A保护的远跳命令。

在查找RCS-931A通道故障记录时发现，尽管线路故障时无“通道告警信号”，但开关热备的一侧拉合刀闸时本侧的RCS-931A保护会发“通道异常信号”，因此初步把查找重点放在通讯机房，最终确定MUX-64 k收信接线（双绞线） 在端子上压接较松动，重新紧固接线后有刀闸操作时保护无“通道告警信号”。

2.3 典型事例三

故障现象：某220 kV线路保护正常运行时两侧差动保护充电灯灭，通道的失步次数很大但保护通道未告警。

查找过程：保护、通讯人员到现场后进行了认真检查，两侧用电口、光口自环时通道状态正常，重合闸能正常充电，但当两侧保护与通道同时投运时，保护装置通道失步次数就会很大，造成重合闸不能充电。根据现象综合判断，基本认定通道失步次数大的原因为两侧CPU板通讯不同步，更换一侧保护CPU后，装置通道状态恢复正常，重合闸能正常充电。

3 光纤保护通道常见故障原因分析

3.1 尾纤头有尘土或接触不良

当尾纤头连接不可靠或光纤头不清洁时，尽管仍能收到对侧数据，但由于收信裕度大大降低，当系统扰动或一次刀闸操作时，会导致通道异常。例如经过实际检验，当尾纤凸台没有对上缺口就拧紧，则会增加1 020 dB的通道衰耗。

3.2 光电转换装置接PCM机的屏蔽双绞线使用不规范

光电转换装置接至PCM机的屏蔽双绞线按照要求应使用四芯带屏蔽双绞线，且屏蔽层应在一点可靠接地。若屏蔽双绞线接至配线架，需保证连接可靠，可以采用凤凰端子拧接的方式。

3.3 光电转换装置不接地或接地不良

如果光电转换柜的接地本身不良，同样会造成光电转换装置接地不良。在正常运行时，光电转换装置与保护装置显示正常，而一旦有故障或刀闸操作时，光电转换装置受到干扰，很可能会造成保护装置发出通道告警信号。

3.4 通信电源纹波系数高

通讯电源一般采用－48 V电源，对纹波系数有比较高的要求，一般要求不超出100 mV，现场实际工作经验表明，当发现电源纹波比较大时，光电转换过程会出现误码。

3.5 复用通道的其他问题

保护使用通讯提供的复用通道时，各种设备均有可能出现问题，其中以PCM机出现问题的概率最大，一般原因为时钟设置不合规范的问题，其次为通讯光板有问题。当通信设备出现问题后，通道挂误码仪测试就能反映出来，目前对通道误码仪自环检测时间的要求应不小于24 h。

3.6 光接收端的砝琅盘内瓷芯碎裂

当光接收端的砝琅盘内瓷芯碎裂时会造成通道异常，这时通过光功率的测量也无法发现，必须要通过收信灵敏度检查才能发现问题。一般情况下砝琅盘内瓷芯严重碎裂时，通过肉眼观测就能发现碎裂、碎片。而当砝琅盘内瓷芯发生较轻的碎裂时可能会只有裂纹，这时通过肉眼观测比较难发现，只有通过传输光功率测量才能发现。

3.7 2 MHz保护装置接口时钟规定不统一

在光纤保护初期大量投入运行时，由于在PCM、保护装置的时钟分配上没有统一规定，因此时钟设置错误造成的保护通道故障率很高。

3.8 其他原因

对于复用通道的光纤保护装置，有一个共性问题，即常常在投运时通道正常，但运行一段时间后，通道突然告警。这种情况，大多数是由于通信人员对通信设备进行了一些重新设置后，影响了保护数据的传输。在使用复用通道时，保护信息是和其他数据业务复用后，是在同一个基群中传输的，当其他数据业务有不正确操作时，也会导致保护数据传输产生误码、出现告警等现象。

4 防止光纤保护通道故障频发的措施

4.1 做好光纤通道的标准化测试

定期检验时应使用正确方法做好光纤头的清洁，光纤在插入砝琅前，纤芯的瓷芯端面应用浸有无水酒精的纱布擦干净。在保护通道畅通后要尽量减少光纤头的插拔次数，以免损坏光纤头。

4.2 光纤差动保护尽可能使用专用通道

由于复用PCM通道传输中间环节多、时间延长，因而出现通道故障的概率也大得多。光纤差动保护通道数据交换量大，应尽可能采用专用纤芯或复用2 MHz口数字通道。

4.3 统一规定接口时钟方式

为了保护装置的安全可靠运行，便于保护通道的统一管理，根据各厂家保护及接口装置的不同特点，应统一规定保护接口时钟方式。

4.4 加强保护人员通讯专业知识培训

部分保护人员通讯专业知识匮乏，在遇到通道故障问题时，缺乏解决通道问题的有效手段和经验，很难快速诊断故障的问题。因此必须把通讯专业知识学习列入保护专业技能培训工作。

4.5 强化通道的抗干扰措施

充分考虑保护光纤复接设备到SDH连线的抗干扰措施，设备之间的连线应使用屏蔽电缆，屏蔽层在两端可靠接地。同时对48 V的通信电源应有相应的监视回路，当电源出现不稳定或者谐波较大时，应及时发出告警信号。

4.6 做好光差保护定期巡查

运行人员应重点对光纤差动保护通道的误码、失步次数定期检查。检查内容包括保护通道误码率、失步次数、信号指示以及平时容易忽略的光电转换装置告警指示等，通过进行记录、比较，在发现数据异常情况时及时汇报[1]。

5 总结与展望

光纤纵联保护通道故障后必须及时处理，这就需要保护人员不仅要掌握相关的通讯专业知识，也需要积累丰富的工作经验。保护与通讯专业平时应加强技术沟通，共享相关通讯资料、通道异常信息，通过专业密切合作才能在通道故障后做到及时处理。

［1］ 王光亮.光纤通道通信故障处理及方法［J］.电力系统通信，2010，31（2）:70-73.