最新电力通信光缆线路的避雷保护措施初探
电力通信光缆线路的避雷保护措施初探
骆建芳（浙江省杭州市310000）
摘要：通过对光缆线路雷击的原因分析，笔者结合国内通信线路的防雷规范，深入探讨了光缆线路的防雷保护。仅供参考。
关键词：光缆线路；防雷；避雷线；接地
随着光纤通信技术的迅猛发展，光纤通信逐渐被应用到了通信行业的各个角落。在广泛应用的同时，由于光缆良好的防护性能，使它的防雷接地工作不像电缆那样明显，因此光缆的防雷接地往往被人忽视。无论在光缆线路路由勘察设计，还是工程施工安装的全过程，光缆线路的防雷接地技术都是一项关系到线路安全的关键技术
一、光缆线路雷击的原因及造成的影响
虽然光导纤维的主要成分SiO2具有不导电性，可以免受雷电冲击及感应电流的影响，但为了使高容量的光纤能够承受机械拉伸负荷，同时免受外界环境的影响(如腐蚀、鼠咬、岩石碰撞等)，光缆必须有缆芯钢丝加强构件和金属外防护铠装层，这些防护构件都是金属导体。当埋设光缆附近的地方落雷时，由落雷点向大地流散雷电流会造成落雷点的电位升高，而光缆延伸到很远的地方，其远端电位可视为零电位，所落雷点附近的光缆电位也视为零电位。这样落雷点与光缆之间形成极大的电位差，这一电位差若超过落雷点与光缆防护层间的耐压强度，便会击穿外防护层，形成从落雷点到金属构件的电弧通道，使相当强的雷电流泻放到光缆，会在其外防护铠装层及缆芯金属
加强件上产生感应电流，出现冲击电压，使金属构件熔化、外护层击穿、光纤结构变形。
二、防雷的主要措施
当今通信系统的防雷技术处理的手段和措施，主要采用分流，接地，屏蔽，等电位和过电压保护五种方法。
分流：用避雷针，避雷带和避留网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在设备和通信光缆线路上。
屏蔽：建筑物内所有的金属导线，包括电力电缆，通信光缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，其金属屏蔽层应接地一次。雷暴多的地区应缩短接地间隔或改善屏蔽接地电阻值，用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰。
等电位连接：局内所有金属物体，包括光缆缆屏蔽层，光缆加强芯，通信设备外壳等金属构件进行电气连接，以均衡电位。
接地：在通信各系统中，为保证其稳定可靠的工作、保护通信设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。
过电压保护：电子设备的信号线，电源线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为氧化锌压敏电阻，二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合，形成完整的防雷保护器。
(一)架空光缆线路防雷
(1)光缆线路间隔接地：
光缆线路采用架空方式时，若采用吊挂式，应将光缆吊线作间隔接地处理，光缆吊线一般每隔300-500m利用电杆避雷线或拉线接地，每隔1km左右加装绝缘孔子进行电气断开，雷害特别严重地段装设架空地线。吊线应全程连通，按轻中负荷考虑，在每隔16根设防凌四方拉线杆，吊线终结处接地。接地导线用4．0F，接地体用两根Ф12×1000mm地线棒，接地导线与吊线之间用单眼地线夹板连接。架空光缆吊线接地电阻见表1．1。
对接地电阻达不到上述标准的，可采用角钢型接地装置，角钢采用50×50×5mm，接地装置配置如下：
(2)与电力线等其它电气设施的净距要求：
为了预防感应雷的侵害，架空光缆线路交越其它电气设施的最小垂直净距，严格执行下列标准，应不小于表1．2的规定。
架空光缆线路不宜与电力线路合杆架设。在不可避免时，允许和10KV以下的电力线路合杆架设。但必须采取相应的技术防护措施，并与有关方面签订协议。与10KV电力线合杆时，电力线与光缆间净距不应小于2．5m，且光缆应架设在电力线路的下部。与有线电视广播同杆时，有线电视广播线路应在上，光缆线路在下，两线间净距应不小于1．2m。架空线路设备应根据有关的技术规定进行可靠的保护，以免遭受雷击、高电压和强电流的电气危害，以及机械损伤。
(3)空旷区域的光缆防富措施：
避雷装置装设在杆路顶端，即在水泥杆杆梢处，用4．0mm镀锌钢线与水泥钢筋连接，在紧贴杆身向上引出高过电杆10cm做避雷针。同时将避雷线在距杆顶向下处，用4．0mm镀锌钢线引下，上边用3．0 mm镀锌钢线缠绕4圈固定，杆身中间往下每个50cm用3．0mm镀锌钢线缠绕4圈固定一次。避雷线贴杆身延伸杆底后，根据接地电阻的要求，连接不同类型式的接地体。
(二)管道光缆线路防雷
经过地下管道进入机房的光缆，光缆的金属构件应接防雷地线。根据有关规范规定，对于非综合地线网的通信大楼内设备保护接地，其从接地母排至通信机房接地汇接排的接地线截面不低于95 mm2。该汇接排至设备机架的接地线截面不低于35 mm2，对于有综合地线网的通信大楼，其每层楼有一接地汇接排，该汇接排至设备机架的接地线截面仍然要求不低于35mm2。
(三)埋式光缆线路防霉
埋式光缆的防雷处理方法与当地雷暴日，土壤电阻率以及光缆内是否有铜导线等因素有关，根据以上等因素我们采取具体的防雷措施。
(1)设置防雷保护系统接地
对有绝缘外护套的埋式光缆，每隔2km左右，其金属屏蔽层应接地一次。雷暴多的地区应缩短接地间隔或改善屏蔽接地电阻值，接地电阻应不大于10Ω。
(2)光缆上方敷设防雷线
年平均雷暴日数大于20的地区，以及有雷击历史的地段，光缆线路应采取防雷保护措施。
无金属线对，有金属构件的直埋光缆线路的防雷保护可选用下列措施：防雷线的设置应符合下列原则：
(1)ρ10<100Ω.m的地段，可不设防雷线。
(2)ρ10为100Ω.m ~500Ω.m的地段，设一条防雷线。
(3)ρ10>500Ω.m的地段，设两条防留线。
(4)防雷线的连续布放长度应不小于2km。
当光缆在野外长途塑料管道中敷设时，可参照下列防雷线设置原贝U：
(1)ρ10<100Ω.m的地段，可不设防雷线。
(2)ρ10≥100Ω.m的地段，设一条防雷线。
(3)防雷线的连续布放长度应不小于2km。
在雷击区的埋式光缆，应在其上方30cm处采用截面积不小于50mm2的导体材料平行敷设，作为排流线。排流线一般采用截面积50 mm2的7/2．2 mm钢绞线或镀锌钢导体，对于雷暴日较多，雷害较严重的地段，排流线截面积可适当增大。
(3)光缆附近有引雷体时
光缆线路应尽量绕避雷暴危害严重地段的孤立大树、杆塔、高耸建筑、行道树、树林等易引雷目标。在无法避开时，应采用消弧线，避雷针等措施对光缆线路进行保护。
光缆附近有孤立大树、杆塔、高耸建筑、行道树、树林等引雷体时。光缆线路与孤立大树的净距要满足表3．1的要求：光缆与接地体根部的净距要满足表3．2的要求；光缆防雷保护接地装置的接地电阻要满足表3．3的要求。
表
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(4)特殊地段采用无金属光缆
光缆线路雷害严重地区应采用特殊结构的防雷光缆，无金属光缆适用于雷区和电力线感应严重的地区。能减少和防止损伤，但由于没有防潮层，在有水的地区潮气容易渗透。由于没有金属件，维护中发生故障时，地下探测极为困难，因此仅限于特殊地段才采用金属光缆。参考文献：
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