通信电缆线路的防护

通信电缆线路的防护强电影响、雷击、虫鼠啃咬是主要的非人为因素对通信电缆线路的破坏，而且一旦造成破坏往往影响较大。

所以，积极采取针对性的防护措施对于设备和人员安全具有重要的现实意义。

内容：1.强电的种类及强电对通信电缆线路的影响、危害及防护措施。

2.雷电对各种通信电缆线路造成的危害、途径，以及各种电缆线路设备的防护措施。

3.虫、鼠类对电缆外皮造成损坏的原因、危害及各种防护措施。

重点：1.通信电缆线路各种防强电措施。

2.通信电缆线路设备的各种防护措施。

3.防虫、鼠危害的各种措施。

难点：●防强电、防雷、防虫鼠的各种防护措施。

1 强电对通信线路的影响及防护在人为因素中，最为重要的是各种各样的强电线路。

所谓强电线路主要是指高压输、配电线路，交流电气化铁路的馈电线路及接触网。

强电线路输送的高电压、大电流所产生的电磁场，对邻近的通信线路有强大的电磁感应影响，轻则会产生杂音干扰、条纹干扰、错码、漏码、及误动作等，严重时可能中断通信、危及机线设备与人身安全。

1．1 强电线路的种类1．交流高压输电线路交流高压输电线路，指的是频率为50Hz，输送线电压从10KV～50KV的高压输电线路。

目前的大功率输电网，都是三相制，从大功率发电机发出的电源一般通过升压变压器升至100 KV～500KV，送至远距离配电区，通过降压变压器降至35KV、10KV，再通过用户区小功率变压器降至380V。

交流高压输电线路根据其输电方式可分为三相对称中性点绝缘输电线路、三相对称中性点接地输电线路以及两线—大地输电线路。

如图7-1所示。

（1）三相对称中性点绝缘输电线路如图7-1（a）所示，其运行电压一般为10 KV和35KV两种。

（2）三相对称中性点接地输电线路如图7-1（b）所示，其运行电压一般有110 KV、220KV、330 KV、500 KV 等。

上述两种输电方式均为三相对称输电线路，在理想情况下，各相导线中的相电压和相电流振幅相等、频率相同、而相位彼此相差120°，因此没有剩余电压和零序电流出现，不会造成对通信线路的影响。

但实际上往往由于负载不平衡，通信线与输电线相互位置的不对称等因素，对通信线路造成一定的干扰影响，而更大的影响是出现在输电系统发生故障的情况下。

中性点绝缘的输电线路，当一相故障接地时仍能继续供电，但这时对邻近的通信线路产生很大的电影响（静电感应）；中性点接地的输电线路，当一相故障接地时，将产生很大的短路电流，延续时间一般在0.15～1.2秒左右，对通信线路产生很大的磁影响（磁感应）。

（3）两线—大地输电线路如图7-1（c）所示，属于三相不对称线路,有的农村小型水电站为了节省一根输电线，常采用这种制式。

这种输电线对地不对称，对邻近的通信线路产生很大的电磁影响,因此国家对这种输电方式限制其发展，数量极少。

2．交流电气化铁路供电系统从电力系统向电力机车供给电源的全部装置，总称为交流电气化铁路的供电系统，其中主要包括牵引变电站和接触网两部分。

其原理如图7-2所示，从110（或220）KV输电线路将高压电源引人牵引变电站，把电压降至19～27.5KV，经馈电线接触网供给电力机车上的变压器，再经铁轨和大地回归牵引变电站。

在机车上经变压器再次降至7 0 0～8 00 V，由整流器、平波电抗器为平稳直流，驱动电机，传动车轮。

由于该系统始终工作在不对称的情况下，即使在正常工作的时候，也会有严重的不平衡电压和电流出现，对邻近的通信线路产生经常性电影响和磁影响。

3．直流输电系统直流输电是从一地将交流电变换为直流电，输送至另一地，再将直流电变换为交流电，它由两个换流站和直流线路组成输电系统。

对邻近的通信线路及地下电缆均产生很强的电磁影响。

1．2 强电线路对通信线路影响的分类1．从强电影响对通信产生的危害后果分从强电影响对通信所造成的危害后果来说，可以把通信线上的强电影响分为危险影响和干扰影响两类。

（1）危险影响在通信线路上，由于强电线路所产生的感应电压或电流足以影响维护人员、使用电信人员的健康，甚至危及其生命安全，或损坏通信设备，以引起机房火灾或铁路信号装置的错误动作等，这类影响统称危险影响。

（2）干扰影响在通信线路上，由于强电线路所产生的感应电压或电流足以破坏通信设备的正常工作，在电话回路中形成杂音、数字传输失真、图象传真模糊不清等现象，统称干扰影响2、从物理概念上分高压输电线路对通信线路的影响，从物理概念上可分为电磁感应影响（磁耦合影响）、静电影响（电耦合影响）和地电流影响（电阻耦合影响）三个方面。

（1）电磁感应影响高压输电线上的交流电流，在导线周围产生随时间而变化的交变磁场，通信线路与高压输电线路接近时，高压输电线所产生的磁通便有一部分与通信线路的导线（或架空电缆）相交链，因而在通信线路上产生磁感应电动势，这种现象称为电磁感应影响，也称为磁耦合影响。

（2）静电感应影响带有电压的强电线其周围存在着静电场，当通信线路与高压输电线接近时，通信线路与高压输电线以及通信线路与大地之间存在着电容量，所以在通信线路上的静电感应电压，实际上是通过与高压输电线之间的电容耦合而产生的，这种现象称为静电感应影响，也称为电耦合影响。

（3）地电流影响交流电气化铁路接触网，两线—大地制输电线和三相对称中性点接地的输电线路，当在正常运行状态或在短路接地状态时，都有工作电流或短路电流通过大地使大地上各点产生。

电位差，因此它对邻近的单线通信回路，电信局（站）的接地装置和地下电缆等都产生电位差，这种现象，称为地电流影响，也称为电阻耦合影响。

上述几种影响所产生的感应电压或电流可以通过理论计算出具体的数值，也可以通过测试得出，其数值若超过允许标准的范围，必须采取措施将其危险影响消除或减小。

1．3防止强电影响的措施1．通信线路方面采取的措施1.迁移或改道，远离强电线路或保持规定的隔距。

直埋电缆线路和管道电缆线路与电力线交叉跨越和平行时的最小净距，如表7-1；架空电缆线路与电气设施交叉跨越和平行时的最小净距，如表7-2。

表7-1 地下电缆与电力线平行交越时最小净距表7-2 架空电缆与电气设施交叉跨越或平行时的最小净距11.选用塑料护套外加双层钢带绉纹纵包铠装聚乙烯护层的电缆，提高电磁屏蔽性能。

（3）架空通信电缆线路上方有跨越的10KV以下的电力线、低压用户线，不论其净距是否达标，均应做安全保护措施。

安全保护措施有架空保护线、三线交叉保护管、绝缘保护夹板等。

同杆架设多条电缆，钢绞线第一道与第二道之间净距不到40厘米的上下两条线路均要做安全保护措施；超出40厘米以上的，上做下不做安全保护措施。

（4）电缆屏蔽层连接良好，并可靠接地。

（5）架空线路吊线及交接、分线设备做好接地。

（6）通信线路上感应出危险纵电动势时，为了维护人员和设备的安全，在通信线路上安装放电管是一种保护措施。

放电管装于通信线与大地之间。

它是根据气体放电原理制成的，是一种过电压气体放电元件。

当放电管两极间加上一定电压时，两极间形成不均匀电场，在电场作用下气体开始游离，当处加电压很快增大并达到点火电压值时，气体由绝缘状态变为导电状态，放电管开始由辉光放电很快转入弧光放电。

当外加电压消失后，气体很快又恢复到原来的绝缘状态。

所以利用这一特点，把它安装在通信线路上，当通信线路上感应产生的电压达到或超过放电管的放电电压时，放电管就立即放电导通接地，使通信线路上的感应电压降至容许值，因此保证了人员和设备的安全。

放电管不仅可以防强电感应造成的过电压，同时也可用于防雷保护。

2．强电线路方面采取的措施（1）采用良导体架空地线将强电线路杆塔上防雷架空地线换成良导体（如钢芯铝绞线）地线，是降低磁影响的重要措施。

架空地线对磁影响具有屏蔽作用，其屏蔽效果与下列因素有关。

1.架空地线的电阻越小，屏蔽效果越好；2.架空地线的接地电阻越小，屏蔽效果越好；3.架空地线的架设位置越靠近强电导线，屏蔽效果越好。

（2）安装吸流变压器吸流变压器是一种容量为数百千伏安的特种电力变压器，使用时安装在交流电气化铁道接触网中，它的作用是迫使由钢轨一大地返回牵引变电所的电流，大部分改由回流线或钢轨流回变电所，减少交流电气铁道对通信线路的磁影响。

吸流变压器装置方法有两种，一种为吸流变压器—钢轨方式，如图7-3所示；一种为吸流变压器一回流线方式，如图7-4，所示。

吸流变压器—钢轨方式，要求在变压器处作钢轨绝缘，并将吸流变压器的次级线圈串接进去，使大部分电流保持在钢轨内，而吸流变压器的初线线圈串接于接触网中。

由于这种方式钢轨对地存在漏电，使钢轨电流幅值比接触网电流小，两者在通信线路上产生的感应影响的抵消作用差些，所以防护效果低，一般不被采用。

吸流变压器—回流线方式，它是采用专门的导线作为机车电流的回流线，即将吸流变压器初级线圈串接于接触网中，次级线圈串接在回流线中，并在相邻两台吸流变压器的中点，用吸上线将回流线和钢轨相连，迫使回归电流沿着回流线回到变电站。

回流线中的电流和接触网中电流不仅方向相反，且幅值也接近相等，抵消作用大，防护效果好。

有吸流变压器与无吸流变压器时，通信线路中感应纵电动势的比值，称为吸流变压器的屏蔽系数。

有回流线的情况，屏蔽系数变化范围在0.5至0.05之间，有时可达到0.025。

交流电气铁道接触网装设吸流变压器既可减轻危险影响，又可减轻干扰影响。

2雷电对通信线路的影响及防护雷电是自然界的重要电磁影响来源。

通信线路遭受雷击时，雷电流会沿着线路传输，严重时会使几公里乃至几十公里范围内的通信线路发生故障，全部或部分电路中断，甚至危及人身安全。

特别是地下电缆埋设在土壤中，发生雷击故障后，查找及修复都比较困难。

2．1雷电对通信线路的危害1．雷电的一般概念雷电是大气中巨大的静电放电现象，雷雨前，天空中带电的乌云叫做雷云，它是产生雷电的根源。

雷云往往带有某种电荷，由于静电感应的作用，使得与它邻近的乌云或在它下面的地表面及地上物体带有等量的异性电荷，于是在它们之间形成静电场。

当电场强度达到足以击穿空气的绝缘时，立即放电，出现耀眼的闪光。

同时，空气中的水分在电火花的作用下分解，空气迅速膨胀而产生爆炸，发生巨响，形成雷电现象。

雷云的高度一般为0．6～3k m。

雷电时的放电电荷量通常为2 0～5 0库仑，放电电流一般可达20～50千安，有时可达200千安，放电能量平均为3000千瓦小时。

放电时的能量约有99%消耗在闪电的通道上，但着雷地点受到的能量仍有可能达到105千瓦的功率，其危害是十分严重的。

雷电对通信线路的危害，可分为直击雷和感应雷。

当雷电直接击中线路设备并通过它入地，称为直击雷；若雷电击中线路附近大地上的其它目标，或只在线路上空的云间放电，使线路因电和磁的感应产生过电压时，称为感应雷。

直击雷能在线路上产生高达数万安培的电流、数万伏的电压，因而造成的危害非常严重；而感应雷一般危害较轻，但发生的机会较多。