《电力通信光缆寿命评估技术导则》

ICS

备案号DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXX—XXXX

电力通信光缆寿命评估技术导则

Thetechnicalguideforthelifeassessmentofpowercommunicationopticalcable

征求意见稿

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

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1

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电力通信光缆寿命评估技术导则

1范围

本标准规定了电力通信光缆进行寿命评估的基本原则，提出了寿命评估的基本步骤，推荐了在不同

模式下常用的寿命评估方法。

本标准适用于在运电力通信光缆的寿命评估，新建和改建光缆线路可参考使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T9771.1通信用单模光纤第1部分：非色散位移单模光纤特性

GB/T17048架空绞线用硬铝线

GB/T17937电工用铝包钢线

GB/T23308架空绞线用铝—镁—硅系合金圆线（IEC60104:1987，idt）

DL/T788全介质自承式光缆

DL/T832光纤复合架空地线

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电力通信光缆powercommunicationopticalcable

在电力系统中使用的OPGW、OPPC、ADSS、普通光缆等。

3.2

安全运行寿命safeoperationlife

电力通信光缆在服役条件下可安全运行的实际时间。

3．3

剩余寿命remaininglife或residuallife

电力通信光缆在服役条件下能够保障继续安全运行的时间。

3.4

光单元opticalunit

由光纤和保护材料构成的部件，保护材料可以是金属的，也可以是非金属的。

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3.5

额定抗拉强度ratedtensilestrength

按电力通信光缆结构计算出的拉断负荷。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

OPGW：光纤复合架空地线Opticalfibercompositeoverheadgroundwire

ADSS：全介质自承式光缆Alldielectricself-supportingopticalfibercable

OPPC：光纤复合架空相线Opticalfibercompositeoverheadphaseconductor

5基本原则

5.1寿命评估条件

5.1.1已运行15年及以上的OPGW、OPPC光缆线路，已运行8年及以上的ADSS、普通光缆线路，应进

行寿命评估。

5.1.2根据电力通信光缆线路运行历程和现状检查结果，有下列情况之一时应进行寿命评估：

a）光纤、纤膏、铠装材料、金属单线、护套等材料性能劣化；

b）光纤衰减、应变等运行性能劣化；

c）架空光缆遭受雷击、覆冰、台风等恶劣环境影响光缆运行条件。

5.1.3对于大跨越、大高差、大温差、重覆冰、极寒、重腐蚀等特殊自然环境下的光缆线路，进行寿

命评估的运行时间应适当提前。

5.1.4根据电力通信光缆的定期检查或工程测试结果，运行单位认为有必要进行寿命评估时。

寿命评估分级

5.1.5电力通信光缆寿命评估原则上宜分级进行，根据评估精确度分为三个等级，应用单位根据需求

进行选择。

5.1.6I级：初步评估。通过审查电力通信光缆的设计、制造、施工、运行、历次检修及对主要部件

的检验与测试记录、故障情况、维护等资料来评估光缆的寿命。

5.1.7II级：较精确评估。除了审查I级评估所需资料，还需要进行光缆现场测试来评估光缆的寿命。

5.1.8III级：精确评估。除了审查I级评估所需资料，还需要进行光缆现场测试和取样测试来评估光

缆的寿命。

5.1.9上述三级评估具体所需要的资料见表1。

表1三个等级评估所需资料

资料类别I级评估II级评估III级评估

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设计、制作和施光缆制造、工程（线路）光缆制造、工程（线路）光缆制造、工程（线路）

工资料设计及工程施工资料设计及工程施工资料设计及工程施工资料

运行历程项目单位记录项目单位记录项目单位记录

事故、维护记录项目单位记录项目单位记录项目单位记录

光纤衰减设计或实际运行值实际运行或测量值实际运行或测量值

运行工况项目单位记录观测或检测详细检测

是否取样否否是

取样试验测定，取

材料性能查阅资料，取最低值查阅资料，取最低值

最低值

6基本程序

电力通信光缆寿命评估的基本程序见图1。

图1电力通信光缆寿命评估基本程序

7寿命评估数据及获取方式

7.1基本资料收集

7.1.1电力通信光缆设计资料包括制造单位信息、光缆型号、设计依据、检测报告等。

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7.1.2光缆出厂质量保证书、检验证书或记录等。

7.1.3光缆施工资料，光纤接续的衰减测试资料，主要故障的处理记录等。

7.1.4光缆运行资料包括投运时间，累计运行天数等。

7.1.5光缆的光纤衰减测试记录。

7.1.6光缆历次故障情况和故障分析报告。

7.1.7光缆配用金具、附件使用更换记录等。

7.1.8光缆线路历次巡检记录，包括光缆外观、外层单线、外护套、配用金具及附件等检查记录。

7.1.9光缆未来的运行维护计划。

评估数据获取

7.1.10现场获取数据

现场获取寿命评估数据包括：

a）通过现场测试获取光纤衰减系数和光纤应变；

b）通过现场检查获取光缆表面质量；

c）通过现场测量获取光缆弧垂变化量；

d）通过现场测试获取光缆外径变化量。

7.1.11实验室数据

在条件许可的情况下，应在光缆服役条件最苛刻的位置取样进行相关性能试验；若直接在光缆线路

上取样有困难，可使用备用光缆或选用型号、结构、工艺相同或相近的光缆进行寿命加速试验。项目包

括：

a）光纤特性：几何尺寸、截止波长、机械强度、涂层剥离力等；

b）纤膏性能：闪点、滴点、氧化诱导期、抗水性等；

c）光单元质量：表面质量、阻水性能、滴流性能等；

d）金属单线性能：抗拉强度、电阻率、断裂伸长率、扭转等性能；

e）护套性能：拉伸强度、断裂伸长率。

8寿命评估方法

8.1寿命评估指标体系

电力通信光缆寿命评估指标体系见附录A。

8.2寿命评估方法

根据光缆的主要损伤机理和失效模式选择合适的寿命评估方法，电力通信光缆主要损伤机理和失效

模式见附录B。

8.2.1光纤寿命计算方法

电力通信光缆光纤寿命计算方法见附录C。

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8.2.2基于光缆健康指数的寿命评估方法

基于光缆健康指数的寿命评估方法见附录D，该方法适用于I级和II级评估。

8.2.3基于光缆性能退化的寿命评估方法

基于光缆性能退化的寿命评估方法见附录E，该方法适用于III级评估。

9寿命评估报告

寿命评估报告的主要内容应包括：

a)电力通信光缆概况：包括光缆及附件的技术参数、运行情况、故障情况、检修及检验情况等。投

运时间、累计运行天数等；

b)现状检查情况：结合基本资料，对光缆进行各项检测，并根据检测、试验结果提出电力通信光缆

寿命评估意见；

c)寿命评估采用的方法及结果分析：包括材料性能数据、衰减等参数的获取方式，寿命评估采用的

具体方法及结果的综合分析；

d)寿命评估结论；

e)对电力通信光缆继续使用的建议与监督措施：包括巡检方式、参数限制、重点监督的光缆线路位

置，再次进行寿命评估的预计时间等。

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附录A

（资料性附录）

电力通信光缆寿命评估指标体系

电力通信光缆寿命评估指标体系见表A.1。

表A.1光缆寿命评估指标体系

1级因子权重2级因子权重3级因子权重备注

光缆型号20OPGW、OPPC、ADSS、普通光缆

光缆设计参数30光缆芯数40/

光纤类型40B1、B4

长度10线路长度影响

设计环境参数-覆冰情况30覆冰区等级

50

参数线路设计参数60环境参数-雷击情况30雷暴日

转角情况20非转角、转角

线路类型10架空、管道、埋地

接头盒50接头盒数量、运行情况

附件设计参数10

防振50是否有防振

使用年限20/

断股修复30是否有

光缆参数60

状态使用光纤占比30/

50

参数备用光纤情况20可用情况

光路损耗50定期检测

光纤参数40

光纤劣化50/

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附录B

（资料性附录）

电力通信光缆主要损伤机理和失效模式

B.1损伤机理

电力通信光缆的主要损伤机理见表B.1。

表B.1光缆的主要损伤机理

损伤机理

电力通信光缆

疲劳雷击温度衰减腐蚀过张力磨损老化

光缆金属单线√√√√√√

光单元（含钢管）√√√

光纤（含涂层）√√√√√

纤膏√√

外护套√√√√√

B.2失效模式

电力通信光缆的主要失效模式见表B.2。

表B.2光缆的主要失效模式

失效模式失效机理分析

1、主要失效因素

光缆在长期运行过程中，受振动疲劳或过拉力作用导致光缆断

光缆断裂

裂。

光纤自身质量缺陷或过张力使光缆弧垂过大导致光纤余长不够，

光纤断裂

光纤断裂。

2、功能失效

光纤衰减增大、断裂或业务增加导致光纤数量不能满足电力系统

光纤数量不满足业务需求

通信需求。

光缆性能不满足线路需求线路环境或工程条件改变导致光缆性能不满足线路需求。

3、其他失效因素

被覆材料老化损坏光单元内的温升超过光纤被覆材料所能承受的温度。

材料和结构变形或损坏受风振、短路和雷击的影响。

盐雾气候和工业污染等对长期运行的光缆产生不可避免的化学

化学腐蚀

腐蚀。

电腐蚀ADSS受电腐蚀影响断裂。

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附录C

（资料性附录）

基于筛选试验的光纤寿命计算方法

实际工程中，引入复绕筛选时每公里断裂次数Np。

m

1S1

NpLFLln（C-1）

PS0L0

m

ntn2

pp

Np（C-2）

将（C-2）带入（C-1）式，并用筛选应变εP来表示筛选应力σP，用施加应变εa来表示

施加应力可得光纤寿命计算模型：

a，

n2

m

ln(1F)p

tt11()n（C-3）

ap

NpLa

（）

tfta/31557600(年)C-4

式中:

F——筛选后施加应变为p时光纤的断裂概率；

p——复绕筛选时施加的应变，单位为GPa；

s——二次复绕筛选或者筛选后使用的应变，单位为GPa；

Np——复绕筛选时每公里断裂次数；

L——光纤的总长度，单位为m；

tp——筛选时光纤承受张力的时间，单位为s；

ta——筛选后二次加力寿命或者使用时的光纤寿命；

n——光纤疲劳参数；

m——光纤威布尔参数。

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附录D

（资料性附录）

基于健康指数的光缆寿命评估方法

根据OPGW光缆的失效模式和老化机理，影响OPGW光缆寿命的因素可以从不同侧面与不同层次上

反映OPGW光缆运行情况的好坏，但如果全面考虑这些信息，状态评估采用单一模型将会比较复杂，难

以实现；如果减少信息量，即指标数量，又会使评估的准确性、可靠性受到影响。

D.1光缆健康指数计算公式

光缆健康水平指数计算公式为：

BTT0

HItHI0efmod(D-1)

式中：

——最终的健康指数；

——初始健康指数，由设备原始信息确定，包括原始技术规格参数、设计；

�

B�—�—老化系数；

��0

T0——对应的年份，一般为设备投运年份；

T——与所要计算的对应的年份，可为当前年份，也可为未来年份；

0

—�—�修正系数，由故障、缺陷、环境等因素确定。

��

修��正��系数定义如下：

）如果任一状态或修正系数＞，那么就取这些系数的最大值，再加上其余系数的个数乘于

a𝑚�1

步长的和；�

𝑚�

b）如果任一状态或修正系数≤1，那么�就取这些系数最小值。

D.2确定光缆老化系数B值

�𝑚�

确定健康指数变化率需先确定B值，通常采用的方法是评估健康指数从0.5-5.5变化时的情况。不

同的设备类型以及运行情况，其预期使用寿命也会不一样。因此，必须根据运行环境（比如污区、环境

恶劣区域等）为每一设备计算一个老化常数。

光缆老化系数B计算公式如下：

(D-2)

式中：

B——老化系数；

n——预期寿命；

k——环境修正系数。

表D.1健康指数与故障概率和剩余寿命的关系

状态健康指数剩余寿命故障发生概率

报废（更换）1000

很差7＜8年高

差5.58-15年中

一般415-30年低

很好0＞30年很低

D.3光缆剩余寿命计算模型

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光缆的剩余使用寿命EOL是以光缆当前健康指数来推算到其报废或更换的健康指数的时间。利用

式D-1和式D-2可知光缆的剩余使用寿命为：

ln7/HI

EOLt(D-3)

B

式中：

EOL——剩余寿命；

——当前年的健康指数；

HIt

B——老化系数。

D.4评估模型中系数、权重的确定

（1）污秽系数

环境污移系数如表D-2所示。

表D-2用于计算的污秽系数

附盐密度

污秽等级污秽特征污秽系数

（mg/cm2）

大气清洁地区及离海岸线盐场50km以上无明显

a≤0.030.95

污染地区

大气轻度污染地区，工业区和人口低密集区，离

b海岸盐场10-50km地区。在污闪季干燥少雾（含＞0.03-0.061.00

毛毛雨）或雨量较多时

大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污染地区，离

c海岸盐场3-10km地区，在污闪季节中潮湿多雾＞0.06-0.101.05

（含毛毛雨）或雨量较少时

大气污染较严重地区，重雾和重盐喊地区，近海

岸盐场1-3km地区，工业与人口密度较大地区，

d＞0.10-0.251.10

离化学污源和炉烟污秽300-1500m的较严重污秽

地区

大气特别严重污染地区，离海岸盐场1km以内，

e＞0.25-0.351.15

离化学污源和炉烟污秽300m以内的地区

（2）气象系数

气象系数影响因素参考了架空输电线路的气象设计标准，主要由覆冰厚度和风速二者来确定，取值

为1。

（3）平均使用寿命

平均使用寿命由电网运行环境和工程经验确定。

（4）状态系数

根据光缆线路和模型特点，OPGW光缆的状态系数见表D-3。

表D-3OPGW光缆状态系数表

状态因素描述状态系数

1接续维护由于故障或其他原因打开接头盒进行维护1.05

2断股修补由于雷击等因素导致断股，修补后继续使用1.1

3光纤衰减增大由于环境、人为等因素导致光纤衰减增大1.1

4光纤衰减超标由于环境、人为等因素导致光纤衰减超标1.2

（5）光缆缺陷系数

光缆缺陷系数由缺陷等级和缺陷次数决定。光缆缺陷系数等级表如表D-4所示。

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表D-4OPGW光缆缺陷系数表

缺陷次数

缺陷系数

最小值最大值

001.0

011.05

121.1

251.1

31001.2

D.5寿命评估计算举例

（1）数据收集

收集的某OPGW光缆情况如表D-5所示。

表D-5OPGW光缆情况

OPGW情况描述备注

投运时间1995年-

型号规格OPGW-36B1-120-

气象条件B-

电压等级220kV-

运行状态良好，1次遭受雷击损伤断1股修复，由于

运行状态工程需要2次接头盒进行维护（打开维护），3根光不完全统计

纤发生超标现象。

（2）寿命评估过程

1）健康指数的计算

由表D-5可知，该光缆运行年限为22年，污移等级为b。

根据光缆建设及运行情况确定光缆平均寿命为30年。

查表得环境系数为1.0，状态系数为1.2，缺陷系数为1.1。

老化系数B由式D-2计算得：

lnHI/lnHIln7/ln0.5

Bt0k1.00.11

n22

老化系数B代入式D-1，代入缺陷系数，计算得当前光缆的健康指数：

BTT00.1122

HItHI0efmod0.5e1.26.75

2）剩余使用寿命理论值

由式D-3计算得理论剩余寿命为：

ln7/HIln7/6.75

EOLt2.62

B0.11

3）剩余使用寿命经验值

由于健康指数为6.75，根据表D-1表明OPGW光缆徤康状态较差，在实际运行情况下，剩余寿命大

概还有4-5年。

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附录E

（资料性附录）

基于性能退化的光缆寿命评估方法

E.1基于wiener过程的退化寿命评估模型

基于wiener过程的产品退化寿命T的分布为逆高斯分布，其分布函数和概率密度函数分别为：

tDf2DfDft

F(t)exp2

tt

（）

2E-1

Df(Dft)

f(t)exp2

22t32t

产品寿命的T的期望和方差分别为：

DD2

E(T)f,Var(T)f（E-2）

3

式中：

——漂移参数；

2

——扩散参数；

失效阈值，即损耗量的最大上限。

Df(Df0)——

2

t——试验时间，利用极大似然法计算漂移参数和扩散参数的估计值：

nn

x2(x)2

ijnmiimi

1xij

i1，2i1（）

ˆnˆnnE-3

i1j1t

tmijt

ijiimi

i1i1i1

将ˆ和ˆ2带入式（E-2）可计算出寿命T的分布函数，带入式（E-3）可计算出寿命T的期望。

式中：

x——第i个样本在第m次测量的退化量；

imii

，测量的时间间隔；

ttjtj1