IEC 60794-1-4022021 光纤电缆.第1-402部分总规范.基本光缆试验程序.电气试验方法.雷电试验（用于OPGW、OPPC和OPAC）.方法H2标准立项发展报告

光纤电缆第1-402部分：总规范基本光缆试验程序电气试验方法雷电试验（用于OPGW、OPPC和OPAC）方法H2标准立项发展报告英文标题StandardizationDevelopmentReport:OpticalFibreCables-Part1-402:GenericSpecification-BasicOpticalCableTestProcedures-ElectricalTestMethods-LightningTest(forOPGW,OPPCandOPAC),MethodH2摘要随着电力通信网络向超高压、大容量、智能化方向的快速发展，光纤复合架空地线（OPGW）、光纤复合架空相线（OPPC）及光纤复合架空导线（OPAC）等电力特种光缆在输电线路中的应用日益广泛。此类光缆长期暴露于野外环境，直接遭受雷电冲击的风险极高，其电气survivability直接关系到电力通信系统的安全稳定运行。为统一和规范该类光缆的雷电试验方法，国际电工委员会（IEC）于2021年7月正式发布IEC60794-1-402:2021标准。该标准作为IEC60794系列标准的重要组成部分，明确了雷电试验的试验原理、设备要求、试验步骤及结果判定准则，填补了电力特种光缆雷电耐受性能测试方法国际标准层面的空白。本报告系统梳理了该标准的编制背景、技术框架、核心试验方法及其工程应用价值，并对标准实施与未来修订方向提出展望。报告指出，IEC60794-1-402:2021的发布为全球电力特种光缆的质量评价与工程验收提供了统一的技术依据，对促进电力通信基础设施的安全建设与可靠运行具有重要意义。关键词：光纤电缆；雷电试验；OPGW；OPPC；OPAC；IEC60794；电气试验方法；标准国际化Keywords:Opticalfibrecables;Lightningtest;OPGW;OPPC;OPAC;IEC60794;Electricaltestmethods;Standardization一、引言1.1标准立项背景电力系统作为国家关键基础设施，其通信网络的可靠性直接影响电网的调度自动化、继电保护及安全稳定控制等核心业务。光纤复合架空地线（OPGW）将光纤单元与传统地线功能融合，兼顾避雷与通信双重功能，已成为高压和超高压输电线路的首选通信载体。光纤复合架空相线（OPPC）将通信光纤嵌入相线之中，在不增加线路走廊的前提下实现通信通道的扩展。光纤复合架空导线（OPAC）则应用于配电网及部分输电场景。据统计，截至2023年底，我国OPGW光缆线路里程已超过120万公里，位居全球首位。然而，架空光缆长期暴露于大气环境中，雷击是威胁其安全运行的首要自然灾害之一。雷电直接或间接击中OPGW、OPPC及OPAC时，巨大的雷电流可能引起光纤单元温度骤升、材料分解、气泡形成，进而导致光纤附加损耗增大乃至断纤事故。国内外多次运行经验表明，雷击是导致电力特种光缆通信中断的主要原因之一。因此，建立统一、科学、可重复的雷电试验方法是保障该类光缆质量和运行安全的前提。1.2标准编制历程与意义IEC60794系列标准是国际电工委员会光缆领域的基础性标准体系，覆盖光缆的产品分类、总规范、试验程序等多个层面。其中，IEC60794-1-4部分专门规定光缆的电气试验方法。随着OPGW等电力特种光缆在全球范围内的广泛部署，原有标准中雷电试验内容的局限性日益显现。为此，IEC第86技术委员会（TC86）下设的SC86A分技术委员会组织多国专家，历经多次工作组会议和国际函审，最终于2021年7月27日正式发布IEC60794-1-402:2021。该标准的发布具有多重意义：其一，首次以独立分标准的形式系统规定适用于OPGW、OPPC和OPAC的雷电试验方法H2；其二，为全球光缆制造企业、电力工程业主、检测机构提供了统一的技术语言和判定依据；其三，推动了电力特种光缆试验方法从各企业内部规范向国际标准的融合升级。二、标准适用范围与规范性引用文件2.1适用范围IEC60794-1-402:2021明确适用于以下三类光纤电缆产品的雷电试验：-OPGW（OpticalFibreCompositeOverheadGroundWire）：光纤复合架空地线，兼具地线和通信功能，适用于高压及超高压输电线路的顶部架设；-OPPC（OpticalFibreCompositePhaseConductor）：光纤复合架空相线，将光纤单元嵌入相线导体中，适用于输电线路的相线位置；-OPAC（OpticalFibreCompositeOverheadCable）：光纤复合架空导线，适用于电力线路的导线或地线应用场景。该标准定义的试验方法H2，针对光缆整体或其代表性试样在模拟雷电流冲击条件下的耐受性能进行考核，适用于光缆设计验证、型式试验及质量控制等环节。2.2规范性引用文件该标准在实施过程中引用了以下关键文件：-IEC60794-1-1：光纤电缆——第1-1部分：总规范——总则；-IEC60794-1-2：光纤电缆——第1-2部分：总规范——基本光缆试验程序总则；-IEC60060-1：高电压试验技术——第1部分：一般定义及试验要求；-IEC62305-1：雷电防护——第1部分：总则。上述引用文件为雷电试验的波形参数设定、试验条件确认以及结果评价提供了基础性技术支撑。三、标准核心技术内容解析3.1雷电试验方法H2的基本原理IEC60794-1-402:2021规定的雷电试验方法H2，其核心原理是模拟自然雷电通道击中光缆时的电流注入过程，以考核光缆结构在雷电流热效应和机械效应作用下的整体耐受能力。试验的基本方法为：将规定长度的光缆试样水平安装于试验支架上，利用冲击电流发生器向试样注入规定波形和幅值的雷电冲击电流。雷电流流经光缆金属构件（如铝包钢线、铝合金线等）时产生的焦耳热效应和电磁力效应，将作用于光缆内部的光纤单元。试验后，通过测试光纤的附加衰减、断纤情况以及光缆结构的完整性，评价光缆的雷电耐受性能。3.2试验设备与布置要求标准对试验设备提出了明确要求，主要包括：1.冲击电流发生器：应能够产生标准规定的雷电冲击电流波形，峰值电流范围、波前时间（T₁）和半峰值时间（T₂）应满足IEC60060-1中关于雷电冲击电流的参数规定。典型的雷电冲击电流波形参数为8/20μs（波前时间8微秒，半峰值时间20微秒）。2.电流测量系统：应采用无感分流器或罗氏线圈，配合数字示波器实现放电电流的精确测量与记录，测量系统带宽应满足陡波前电流的测量需求。3.试验支架：光缆试样应模拟实际架空状态安装，支架间距、弧垂等参数应能反映实际线路的受力状态。支架与地面及周围金属物体之间应保持足够的绝缘距离，以避免放电试验对周围环境造成影响。4.光纤测试装置：应采用OTDR（光时域反射计）或光功率计，在试验前后分别测试光纤的衰减特性。3.3试验程序IEC60794-1-402:2021规定的试验程序可概括为以下步骤：步骤一：试样制备。从成品光缆上截取规定长度的试样，两端进行光纤熔接或端接处理，确保光纤通道的连续性。试样表面应清洁、无损伤。步骤二：初始测量。采用OTDR测量各光纤的初始衰减值及衰减曲线，记录光纤的初始状态数据。步骤三：试验安装。将试样安装于试验支架上，按照标准规定的间距和弧垂进行布置。连接冲击电流发生器的放电端和回流端至光缆试样的金属构件。步骤四：冲击电流注入。按照标准规定的充电电压和放电回路参数，向试样注入设定幅值和波形的雷电冲击电流。标准规定了至少三次有效冲击的要求，以考核光缆在重复雷击条件下的耐受性能。步骤五：试验后测量。冲击试验完成后，待试样冷却至环境温度，再次采用OTDR测量光纤的衰减值及衰减曲线。步骤六：结果评定。比较试验前后光纤的衰减变化量，判断是否满足标准规定的判定准则。3.4结果判定准则标准规定，试验后应满足以下判定要求：1.光缆中全部光纤通道应保持连续，无断纤现象；2.试验后测得的光纤附加衰减应不超过0.05dB/km（对于单模光纤在1550nm波长处），或不超过产品规范中规定的限值；3.光缆外护层和金属构件不应出现影响其后续使用功能的明显损伤。四、标准的技术特点与创新性4.1针对电力特种光缆的专用试验方法与IEC60794-1-4中其他电气试验方法相比，方法H2专门针对OPGW、OPPC和OPAC三类电力特种光缆的运行工况而设计。这三类光缆在结构上与普通通信光缆存在显著差异：其金属构件既承担导通雷电流的功能，又是光缆的承力元件。因此，雷电试验不能简单套用普通光缆的试验方法，而必须结合电力特种光缆的结构特征和应用场景进行专门设计。4.2模拟真实雷击工况方法H2的试验布置充分考虑了电力特种光缆在杆塔上的实际架设状态，通过合理的试样长度选择和安装方式设计，使雷电流在光缆金属构件上的分布尽可能接近真实雷击场景。同时，标准规定的多次冲击要求也很好地模拟了实际运行中光缆可能遭受重复雷击的情况，具有较高的工程还原度和试验有效性。4.3与现行标准体系的协调一致作为IEC60794-1-402，该标准在术语定义、试验条件、数据记录格式等方面与IEC60794系列其他标准保持严格一致，便于标准使用者在统一框架下实施各项试验。同时，该标准与IEC62305雷电防护标准体系在波形参数和试验方法方面实现了有效衔接，为光缆产品的雷电防护设计提供了完整的标准支撑。五、标准实施与推广应用5.1国际应用现状IEC60794-1-402:2021自发布以来，已被多个国家和地区标准化机构采纳为国家标准或行业标准。欧洲电工标准化委员会（CENELEC）已将该标准纳入欧洲标准体系。众多国际知名光缆制造企业已将雷电试验H2纳入其产品设计验证和出厂检验流程。在特高压输电工程、跨国电网互联项目以及海上风电送出工程等重大项目中，该标准已被列为OPGW等光缆产品的强制验收依据。5.2国内应用前景我国是全球电力特种光缆制造和应用的第一大国。目前，国内相关国家标准和行业标准正在积极对接IEC60794-1-402:2021的技术内容。随着我国特高压输电工程建设的持续推进和新型电力系统建设的加速，OPGW、OPPC等光缆产品的市场需求持续增长。采用国际先进的雷电试验方法，对于提升国产电力特种光缆的质量水平和国际竞争力具有重要意义。5.3对产业发展的促进该标准的实施将对光缆制造企业的产品设计、工艺控制和质量管理提出更高要求。企业需要配置冲击电流发生器等大型试验设备，建立完善的雷电试验能力。这将促进行业技术水平的整体提升，推动产业从价格竞争向质量竞争转型。六、主要修订企事业单位及标准化组织6.1IEC/TC86/SC86A本标准由国际电工委员会光纤电缆技术委员会（IEC/TC86）下设的SC86A分技术委员会归口管理。SC86A负责光缆及其附件的标准化工作，秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。6.2主要参与单位介绍——中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司（以下简称"中国电科院"）是中国国家电网公司直属的科研机构，成立于1951年，是中国电力行业多学科、综合性的科研机构。作为全国架空输电线路标准化技术委员会（SAC/TC324）和电力行业电力通信标准化技术委员会的依托单位，中国电科院长期深度参与IECTC7（架空导线）、TC86（光纤电缆）等国际标准化活动，在电力特种光缆技术标准领域具有深厚的研究积累和丰富的实践经验。在IEC60794-1-402:2021的编制过程中，中国电科院组织专家全面参与了标准草案的讨论和修订工作，依托其在特高压输电工程中积累的OPGW雷击运行数据和科研成果，在试验方法设定、雷电流参数选择及判定准则确定等方面提出了具有重要参考价值的建议。中国电科院拥有国际先进的光缆雷电试验平台，可产生峰值电流最高达200kA的标准雷电冲击电流，能够满足各种规格电力特种光缆的全尺寸雷电试验需求。该平台同时承担着多项国家级科研项目和行业标准的试验验证工作，为IEC60794-1-402:2021在中国的落地实施提供了坚实的技术支撑和试验保障。七、结论与展望7.1结论IEC60794-1-402:2021的发布标志着电力特种光缆雷电试验方法在国际标准化层面迈上了新台阶。该标准通过科学合理的试验方法设计和客观严谨的判定准则，为OPGW、OPPC和OPAC三类光缆的雷电耐受性能评价提供了统一的技术依据。标准的实施将有力促进电力特种光缆产品质量的提升，保障电力通信网络的安全可靠运行。7.2展望随着全球能源互联网建设的推进和新型电力系统的发展，电力特种光缆的应用场景将更加广泛，对光缆的防雷性能要求也将不断提高。未来，该标准可能在以下方向进一步完善：-更高雷电流参数的引入：随着特高压和超高电压等级线路的发展，有必要研究更高峰值雷电流（200kA以上）试验方法的可行性；-重复雷击与多重雷击的模拟：实际雷击事件中多次回击现象较为普遍，未来标准可能引入多脉冲序列试验方法；-与在线监测技术的融合：结合分布式光纤传感技术，探索雷击过程中光纤内部温度场和应变场的实时测量方法；-新材料、新结构的适应性：随着新型光纤（如多芯光纤、空芯光纤）和新型光缆结构的不断涌现，标准需要持续跟踪技术发展动态，及时修订以保持其技术先进性和适用性。可以预见，在IEC框架下，随着各成员国在电力特种光缆运行经验和技术研究方面的持续投入，雷电试验标准将不断完善，为全球电力通信基础设施的建设与运维提供更加坚实的技术保障。参考文献[1]IEC60794-1-402:2021,Opticalfibrecables-Part1-402:Genericspecification-Basicopticalcabletestprocedures-Electricaltestmethods-Lightningtest(forOPGW,OPPCandOP