通信光缆故障对电力网连锁故障的影响分析

李毅舟 火箭军工程大学

随着电力事业的发展，电网大规模互联已经是大势所趋。电力网络规模日渐庞大，且结构和运行方式呈现出显著的复杂性。电网在连锁故障影响下将引发较大规模的停电事故，造成巨大的经济损失。为增强电网运行的安全可靠，有必要深入分析通信光缆故障对电力网连锁故障的影响。

1 常见的通信光缆故障

1.1 自然灾害导致的故障

通信光缆通常在室外环境中架设，极易遭受各类自然灾害的破坏影响。自然灾害涵盖雷电、暴雨以及狂风等，各类自然灾害极易导致通信光缆线路发生断裂。同时，通信光缆光纤主要以玻璃以及塑料纤维作为制作材料，其外部保护套极易受高温影响导致老化，受低温影响导致收缩。雨水流入光纤线路接头盒内，会侵蚀光纤线路，对其正常运行造成严重的不良影响，破坏整个通信光缆的正常运行[1]。

1.2 施工及外力原因导致的故障

在通信光缆线路施工中，相关施工人员未严格遵循相关规范进行施工操作，未严格遵循施工工序，对通信光缆实施安装，造成施工操作缺乏良好的规范性和科学性，极易引发各类安全隐患，影响通信光缆运行的稳定性和安全性，极易在通信光缆的使用过程中引发各类故障。（2）外力原因导致的故障，包括多种外力对通信光缆造成的破坏，诸如外力撞击等导致通信光缆偏离固定位置，或者是通信光缆断裂等，阻断电力设备的良好连接，极易导致供电出现中断。

1.3 电腐蚀导致的故障

在高压线附近，对通信光缆进行架设，通信光缆会缺乏良好的挂点，且与高压线存在过近距离。在这种状况下，高压线路极易对外放电，引发对通信光缆的电腐蚀。同时，通信光缆的外保护套经过长期使用极易老化破损，灰层会在内部各层的连接部位产生沉积，在潮湿天气条件下，通信光缆产生的静电会导致其外皮发生脱落，甚至造成通信光缆中断[2]。

1.4 技术原因导致的故障

当前，相关技术人员主要通过间接方式对通信光缆线路故障进行判断，即当通信光缆工作停止后，相关调度人员将电网警告作为依据对线路中断进行判断。系统只能对光缆运行状态进行分辨，难以对故障位置进行准确判断。运维工作人员必须对通信光缆实施断电测试，才能准确找出通信光缆故障的具体位置。通常采用以下检测方式：根据光学长度，对故障点进行确定，与线路标识不一致，对故障位置的最初判断可能偏差几千米，严重影响了对故障光缆的准确定位，并影响故障检修的及时性。同时，通信光缆缺乏良好的维护设备，对通信光缆的测试能力相对不足。

综上所述，通信光缆故障主要是由于通信光缆缺乏良好的外部保护，相关施工操作缺乏规范性和科学性，通信光缆相关管理部门缺乏良好的交流协作，存在诸多外力破坏因素等。另外，通信光缆故障发生后，缺乏及时有效的故障处理，通信光缆极难迂回，导致通信光缆运行中断。

2 通信光缆故障对电力网连锁故障的影响

通信光缆故障引发的信息网故障会为电力网连锁故障提供动力，且呈现出由强到弱的一系列变化。

电力系统实际上会出现如下变化：（1）通信光缆故障未发生时，信息网运行呈现出良好的正常状态，且信息孤岛不会形成，调度中心能实现对电力网运行状态的实时监控，当电力过载的现象产生时，仍可实现对电力网的正常调度。（2）当信息网络相关线路故障的实际规模渐趋增大时，信息孤岛即在信息网内形成，在电力过载的情况下，调度中心只能实现对电力网的部分监测，并难以保障将电流向正确方向导引，进而导致更大规模的连锁故障。（3）当信息孤岛的实际数量渐趋增多时，调度中心对信息的掌握能力渐趋削弱，对负荷的承受逐渐呈现出稳定状态，但调度中心至此完全丧失了对电力网的有效调度。假如调度中心具备相对偏高的度数，其对电力网的控制能力将趋于增强；假如形成了信息孤岛，调度中心可能会对电力网产生错误控制。同时，当信息网存在较高度数的网络节点时，故障规模会渐趋增大，这是由于部分信息网缺乏均匀的节点分布，某些节点具有较低的度数，而某些节点则具有较高的度数。光纤故障引发信息网故障，会降低信息孤岛在信息网内部的产生概率，对于电网调度中心具备更强的控制力，且多数会在具备较低度数的节点上产生信息孤岛[3]。

对信息网而言，不管其处于正常运行状态还是完全崩溃状态，基本承受相等的承担负荷，但呈现出的特征不同。相对于崩溃状态下的信息网络，正常运行状态下的信息网络小规模停电出现的次数较少，大规模停电的次数相对较多，且具有较高频率，当其频率趋于增加时，停电规模也向外渐趋扩大。另外，不同信息网均具备各自的网络拓扑结构，各个网络拓扑结构具备不同的变化特点。假如某拓扑结构处在无标度的网络状况下，其相应的电力负荷会呈现出显著增加。对于无标度网络而言，其内部节点相对较低，少量节点则较高，度整体上呈现出分散分布状态，其网边在故障影响下，信息孤岛在信息网中的出现概率将增加。因此，无标度网络的正常运行状态受损后，将产生范围更大的连锁故障。

3 结束语

综上所述，通信光缆故障对电力网连锁故障的影响是增加了信息孤岛在信息网络中的出现概率，导致调度中心对电力网的错误调度，提供了连锁故障的动力，导致故障范围的渐趋增大，并导致网络脆弱性大幅度增加。

[1]王先培,田猛,董政呈,等.通信光缆故障对电力网连锁故障的影响[J].电力系统自动化,2015(13).

[2]毛远久.通信光缆故障对电力网连锁故障的影响初探[J].大科技,2017(24).

[3]周艳峰.通信光缆故障对电力网连锁故障的影响[J].中国新通信,2017(10).