光纜線路防雷接地技術(shù)論文

　　摘要：通過對光纜線路遭受雷擊原因的分析，簡要介紹了光纜線路的幾種防雷方法。

　　關(guān)鍵詞：光纜線路；防雷；接地

　　隨著光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，光纖通信被應(yīng)用在了通信行業(yè)的各個角落。在廣泛應(yīng)用的同時，由于光纜具有良好的絕緣性能，使光纜防雷的重要性往往被忽視。而光纜線路的防雷是從光纜線路路由勘察設(shè)計到工程施工安裝的全過程中都應(yīng)切實注意的一項關(guān)系到線路安全的關(guān)鍵技術(shù)。本文以下就光纜雷擊故障的原因及防護方法做簡要的介紹。

　　1 光纜線路落雷的原因及造成的影響

　　雖然光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2具有不導(dǎo)電性，不受雷電電磁脈沖的影響。但為了使光纖能夠承受機械拉伸負荷、以及免受外界環(huán)境的影響(如腐蝕、鼠咬、巖石擠壓碰撞等)，埋地光纜必須有纜芯鋼絲金屬加強構(gòu)件和金屬外防護鎧裝層，這些防護構(gòu)件都是金屬導(dǎo)體。當(dāng)埋設(shè)光纜附近的地方落雷時，由落雷點向大地流散的雷電流，使光纜埋設(shè)點的地電位升高，而光纜延伸到很遠的地方，其金屬構(gòu)件電位應(yīng)視為零電位。這樣落雷點與光纜金屬構(gòu)件之間形成極大的電位差，這一電位差若超過光纜防護層的耐壓強度，便會擊穿外防護層，形成從落雷點到金屬構(gòu)件的電弧通道，使相當(dāng)強的雷電流瀉放到光纜，會在其外防護鎧裝層及纜芯金屬加強件上產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)沖擊電壓，使金屬構(gòu)件熔化、外護層擊穿、光纖結(jié)構(gòu)變形。

　　2 光纜線路宜采取防雷措施的位置

　　在雷暴日大于20天以及10m深處的土壤電阻率大于100Ωm的地區(qū)，光纜線路遇到下列處所時，宜采取以下防雷保護措施：①地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突變的地方。②在石山與水田、河流交界處，礦藏邊界處，進出森林邊界處等具有邊界效應(yīng)的地方。③面對廣闊水面的山岳向陽坡或迎風(fēng)坡，地形較高或突出孤立的山頂。④曾遭雷擊的地點。⑤光纜距孤立的10m以上的大樹、高于地面6.5m以上的電桿(包括拉線)或高聳建筑物及其保護接地裝置小于下表的凈距規(guī)定時。

　　直埋通信光纜與孤立大樹等的防雷最小間距

　　注：表中數(shù)據(jù)是按雷電流幅值取100kA，并另考慮了一些富余度。距大樹比電桿多5米是考慮樹根半徑取5米。

　　3 光纜線路的防雷措施

　　3.1 架空光纜線路

　　在架空光纜線路施工中，一般采用7/2.0mm鍍鋅鋼絞線作為光纜的吊線，為了減少雷電對架空光纜線路的影響，光纜吊線應(yīng)每隔300～500m利用電桿避雷線或拉線接地，每隔1km左右加裝絕緣子進行電氣斷開。在光纜接頭處將光纜內(nèi)金屬構(gòu)件前后斷開，不做電氣連通，并且不作接地處理。在新架光纜選擇路由時，應(yīng)盡量避免與高壓輸電線和交流電氣化鐵道平行接近，與其相交時交越角度應(yīng)在30°以上。對于雷害特別嚴(yán)重地段的架空光纜線路可采用非金屬加強芯或無金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，在架空光纜線路上方還可架設(shè)架空防雷地線(架空地線采用4.0mm鍍鋅鐵線，架設(shè)在高出電桿頂端30～60cm的位置上。

　　3.2 直埋光纜線路

　　直埋光纜線路從勘察設(shè)計到施工敷設(shè)全過程都應(yīng)選擇合理的光纜徑路，盡量避開可能發(fā)生雷擊的區(qū)域，如光纜線路敷設(shè)位置必須經(jīng)過落雷地段的，在設(shè)計及施工中應(yīng)采取有效的防雷措施。如，防雷排流線、消弧線、避雷針等。

　　3.2.1 防雷排流線

　　根據(jù)實驗室實驗以及實際運用，在直埋光纜線路的諸多防護措施中，敷設(shè)防雷排流線是最為有效的防雷措施。

　　在年平均雷暴日大于20及土壤電阻系數(shù)土壤電阻率大于100Ωm的地區(qū)，地下通信線路無法繞避上述區(qū)段時，可按以下原則設(shè)防雷排流線(又稱地下防雷線、防雷屏蔽線)：

　　(1)土壤電阻率為100～500Ωm的地段設(shè)一條排流線；

　　(2)土壤電阻率大于500Ωm的地段設(shè)二條排流線(有塑料管防護時設(shè)一條)。

　　在敷設(shè)防雷排流線中常用的做法為，采用兩條7/2.2鍍鋅鋼絞線或者兩條φ6.0mm鍍鋅鋼筋，有些地區(qū)為保證防雷效果和防雷地線的使用壽命，也有采用兩條φ4.0mm銅包鋼線作為排流線。防雷排流線的敷設(shè)方法及埋深如下圖所示：

　　3.2.2 消弧線

　　當(dāng)光纜線路附近有獨立的大樹或電桿、高聳建筑物等單獨的引雷物體時，光纜遭到直擊雷的可能性較小，但是如果高目標(biāo)被擊中時，雷電流通過樹根或避雷針接地體泄漏到光纜，或擊穿土壤產(chǎn)生電弧擊傷光纜，仍是非常有可能的事情。防護的最有效的方法就是把防雷排流線做成消弧線的形式。消弧線是防雷排流線，但不是直線型的，而是面向光纜以便環(huán)繞大樹形成半圓弧形。消弧線兩端均需做接地裝置，接地裝置距離光纜15m以上，接地電阻要求不大于10Ω。但應(yīng)注意的是光纜線路距引雷目標(biāo)間距小于5m時，不宜采用消弧線(因此時光纜很可能處于電弧區(qū))，可采用鋼管防護。消弧線的敷設(shè)方法如下圖所示：

　　3.2.3 避雷針

　　避雷針是人們常見的一種應(yīng)用較為廣泛的防止直擊雷的裝置，它可以把雷電放電引向自身，防止被保護物受到直接雷擊。采用避雷針防雷的適用范圍和采用消弧線方法防雷的地方相同，還可用于兩山之間風(fēng)口地帶以及其他地形有利之處。

　　避雷針的防雷作用比消弧線方法好，效能較高，做法簡單�？衫�用木桿或樹木等做支持物，不宜用水泥電桿做支持物，因為水泥桿內(nèi)有鋼筋，對地絕緣很低不可利用。在支持物的頂端安裝避雷針，針長在1m以下，可用直徑不小于12mm圓鋼或直徑不小于20mm鋼管作為避雷針；針長1～2m時，可用直徑不小于16mm圓鋼或直徑不小于25mm鋼管作為避雷針。避雷針引下線可采用40mm*4mm熱鍍鋅扁鋼或12mm鍍鋅圓鋼。引下線入地點必須距離光纜15m以上，所以線下線要在背對光纜方向架空橫向引開，不能順避雷針支持物的桿身入地。如果需用拉線固定架設(shè)避雷針的木桿，那么固定拉線的地錨也必須與光纜有15m以上的距離，否則不能用拉線，只能用撐桿。避雷針的接地電阻要求做到：土壤電阻率小于100Ωm時，接地電阻不大于5Ω；土壤電阻率大于100Ωm時，接地電阻不大于10Ω。

　　以上是本人結(jié)合工作實踐和學(xué)習(xí)心得對光纜線路防雷接地技術(shù)的總結(jié)，鑒于知識水平有限文中難免出現(xiàn)錯誤之處，懇請大家指教。

　　參考文獻

　　[1] 李立高主編. 《光纜通信工程》.人民郵電出版社，2004年8月出版.

　　[2] 郵電設(shè)計技術(shù)《雷電與靜電》專輯.《郵電設(shè)計技術(shù)》編輯部，2002年出版.

　　[3] YD5102-2003《長途通信干線光纜傳輸系統(tǒng)線路工程設(shè)計規(guī)范》.

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