直埋光纜的防雷技術(shù)應(yīng)用

商惠萍，董志輝

1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司河北分公司，河北石家莊 050011

2.河北通信建設(shè)有限公司，河北石家莊 050011

1 光纜線路雷擊的原因

常規(guī)光纜主要成分是二氧化硅，本身不導電不受電磁影響，為防止光纜在野外動物的齒咬、敷設(shè)野外光纜牽引敷設(shè)產(chǎn)生的機械拉力、以及人為因素等的破壞，光纜內(nèi)需要放置如金屬鎧裝層等加強件，它們一般都是金屬，并具有導電性，當雷擊直埋光纜附近的大地時，雷擊點的電位迅速升高，此處的直埋光纜遠端電位相對較低，從而形成強大的電位差，當電位差超過一定強度時，就會造成光纜損毀中斷。

2 直埋光纜宜采取防雷措施的位置

1）當光纜埋設(shè)于年雷暴日超過20 天，大地電阻率超過100Ω/m的地段；2）進入山林邊界、礦藏邊界、山石與農(nóng)田等具有邊界效應(yīng)的地方；3）地勢較高或突兀的山頂，面對開闊的水面的山岳向陽坡或迎風坡；4）光纜距孤立10m以上的大樹、高聳建筑物、塔桿等凈距小于規(guī)定時；5）地形突變、土壤電阻率變化較大的地帶；6）常受到雷擊的地點。

3 直埋光纜主要防雷技術(shù)

光纜線路的防雷從我們光纜線路路由勘察設(shè)計到工程的施工安裝，均應(yīng)切實注意的一項關(guān)系到線路安全的關(guān)鍵技術(shù)，在光纜路由選擇上我們盡量避免光纜經(jīng)過上述地段，當光纜無法避免雷擊地段時，我們需在設(shè)計中對直埋光纜進行防護處理，通常雷電的防護我們一般采用的是敷設(shè)防雷線、避雷針、消弧線等措施。

3.1 排流線

根據(jù)直埋光纜路由經(jīng)過的地段，向氣象相關(guān)部門了解光纜沿線近10 年的年平均雷暴日數(shù)及向沿線單位或居民了解雷區(qū)活動規(guī)律，對于雷區(qū)年雷暴日大于20 天/年以上地區(qū)采取以下防護措施：當大地電阻率為100Ω/m～500Ω/m 時，應(yīng)在直埋光纜上方同溝敷設(shè)一根排流線（有塑料管保護時無需設(shè)置）；當大地電阻率＞500Ω/m 時，應(yīng)在直埋光纜上方同溝敷設(shè)兩根排流線（有塑料管保護時設(shè)一條）。排流線的傳統(tǒng)做法一般采用7/2.2 鍍鋅鋼絞線或φ8mm 鍍鋅圓鋼，排流線應(yīng)平行布放在光纜上方30cm 處，單根時應(yīng)布放在光纜正上方，使用兩根排流線時應(yīng)布放在光纜正上方兩側(cè)，間距30cm～50cm。排流線的敷設(shè)如圖1所示。

對于雷擊嚴重的地區(qū)、土壤呈酸性的光纜線路段，可采用φ4mm 銅包鋼線來代替7/2.2 鋼絞線做排流線。排流線的敷設(shè)長度每處不小于2Km。排流線的另一種做法與傳統(tǒng)做法一樣，但在排流線兩端及中間每隔200m設(shè)置接地裝置，將排流線通過接地裝置引接入地，且要求接地裝置離開直埋光纜要在15m以上，具體接地電阻要求見相關(guān)規(guī)范。防雷地線采用的材料一般有鍍鋅圓鋼、鍍鋅鋼絞線、銅或鋁合金、銅包鋼線等。根據(jù)現(xiàn)場大地電阻率的情況，可敷設(shè)單條或雙條排流線，少數(shù)也有敷設(shè)3條～4 條的。采用何種材質(zhì)主要把握這樣的一個原則：防雷地線的阻抗要小(包括電阻和感抗)，與土壤的接觸要好，不易損壞、耐腐蝕，可靠性高，另外用料要經(jīng)濟合理。

圖1 排流線敷設(shè)示意圖

3.2 避雷針

對于雷擊多發(fā)地段（雷暴區(qū)）適合此法。一般說來，當避雷針天線高度為H時，其保護范圍的半徑為3-5H，其避雷針天線防雷原理與普通防雷相同，但要注意避雷針天線的接地點應(yīng)距離直埋光纜20米左右，以免雷電入地泄放時危及光纜。避雷針做法簡單，可利用樹木、木桿等做支持物，不宜采用水泥電桿做支持物，主要是水泥電桿內(nèi)配置的鋼筋，易導電。在支持物頂端安裝避雷針，避雷針長度在1m以下時，可利用直徑不小于φ12mm 的園鋼或直徑不小于φ20mm 鍍鋅鋼管做為避雷針；避雷針長度在1-2m之間時，可利用直徑不小于φ16mm 的園鋼或直徑不小于φ25mm 鍍鋅鋼管作為避雷針。避雷針的引接地線可采用熱鍍鋅扁鋼（40mm×4mm）或φ12mm 鍍鋅園鋼。引接線的入地點必須遠離直埋光纜在15m以上，引接線要背離光纜架空引開，不應(yīng)順避雷針的支持物引下。避雷針的接地電阻要求為：當土壤電阻率小于100Ω/m時，接地電阻小于等于5Ω；當土壤電阻率大于100Ω/m 時，接地電阻小于等于10Ω。

3.3 消弧線

對于直埋光纜經(jīng)過孤立的大樹、塔桿或高聳建筑物，且凈距不能滿足相關(guān)規(guī)定時，可采用增裝消弧線或避雷針等措施，減小光纜與引雷物之間的電位差，消弧線的弧頂一般距光纜路由大于8m。消弧線的敷設(shè)如圖2 所示。

消弧線的接地網(wǎng)接地電阻一般要求為5Ω，當土壤電阻率大于100Ω/m 時，接地電阻一般要求為10Ω。

3.4 防雷器

光纜防雷器主要用于消除直埋光纜中加強芯、金屬鎧裝屏蔽層在雷擊時產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，避免光纜因雷擊或靜電放電而導致的浪涌破壞。防雷器安裝在檢測標石蓋子下面，六根引腳直接與檢測尾纜對應(yīng)芯線對接，防雷器接地線與檢測尾纜鋼管上一螺絲連接，通過標石護套鋼管連通接地。防雷器的安裝如圖3 所示。接地裝置技術(shù)指標：當土壤電阻率小于500Ω/m 時，接地電阻小于等于10Ω；當土壤電阻率大于500Ω/m時，接地電阻小于等于20Ω。

4 結(jié)論

隨著光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，光纜線路的大量建設(shè)，通信運營商開始在光纜設(shè)計中對雷電的防護措施加以關(guān)注，希望通過光纜的防護設(shè)計，對光纜線路受雷擊中斷的風險進行有效規(guī)避，提高通信網(wǎng)絡(luò)的安全，從而提高生產(chǎn)效益。本文著重介紹直埋光纜防雷措施中的主要幾種防雷技術(shù)，這幾種防雷技術(shù)各有優(yōu)缺點，具體設(shè)計時應(yīng)因地制宜采用合適的防雷技術(shù)。排流線一般適用于新建直埋光纜線路工程；消弧線則適用于光纜途徑孤立大樹、塔桿、高聳建筑物而引起的感應(yīng)雷擊地段；避雷針適用于雷暴區(qū)；對于現(xiàn)有的直埋光纜線路，在常遭雷擊的地段，敷設(shè)排流線既不現(xiàn)實又不經(jīng)濟，可采用防雷器技術(shù)。

[1]通信線路工程驗收規(guī)范（YD5121-2010）中華人民共和國工業(yè)和信息化部.