深入探討防雷保護(hù)在通信光纜線路中的重要性

摘 要：隨著社會的發(fā)展，在我國通信行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入高速發(fā)展的狀態(tài)。光纖通信使用最為廣泛，跟電通信一樣，光纖通信也屬于有線傳輸，是利用光導(dǎo)纖維構(gòu)成的光纜作為傳輸線路，依舊面臨著如何保證傳輸質(zhì)量和運(yùn)行安全的問題。本文就探討防雷保護(hù)在通信光纜線路中的重要性展開簡要探討。

關(guān)鍵詞：光纜；光纜線路維護(hù)；防雷保護(hù)

中圖分類號：TN913.33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）18-0282-02

1 光纜線路雷擊的原因

與其他信息傳輸介質(zhì)相比，光纖傳輸有著其他傳輸介質(zhì)難以比擬的優(yōu)越性。它沒有銅介質(zhì)的強(qiáng)導(dǎo)電性，因而在野外使用光纖進(jìn)行信息傳輸時無須擔(dān)心雷電等強(qiáng)電流沖擊。但是，在日常的使用中，光纖也暴露出了一系列的不利因素，比如易受鼠蟻的嚙咬、不能經(jīng)受高強(qiáng)度的碰撞等問題。為了解決這種問題，技術(shù)人員在光纖的生產(chǎn)過程中加入了鎧裝元件，其主要包括金屬鎧裝層和加強(qiáng)芯等，這些元件主要由金屬制成，具有一定的導(dǎo)電性。因此當(dāng)有電流接近光纖時，就會由于感應(yīng)效應(yīng)而產(chǎn)生交流電或者感應(yīng)電流，從而對設(shè)備以及線路造成破壞。

對于雷電來說，它總是具有這樣一種趨勢，那就是尋找阻抗最小的路徑來釋放雷云電荷，從而與地下異性電荷進(jìn)行中和。當(dāng)雷電落在地上或者其他物體上時，那么該點的電位就會升高，落在光纖上也是如此。對于光纖來說，遠(yuǎn)端的電位可以視為零，這樣在同一根光纖上就會形成巨大的電位差，而當(dāng)這一電位差的數(shù)值足夠大，大到超過了光纖保護(hù)層的耐壓強(qiáng)度，那會就會使得光纖保護(hù)層被擊穿，從而對光纜造成嚴(yán)重的損壞。除此之外，光纖保護(hù)層一般由聚乙烯制成，雖然有一定的絕緣性但是卻缺乏足夠的保護(hù)強(qiáng)度，不光雷電等強(qiáng)電流可以對其造成破壞，自然界中的一些其他因素也會對其造成一定的損失。一般情況下，以下三種情況光纖線路容易遭受到雷擊：①光纖的金屬護(hù)套、加強(qiáng)芯或者銅線對地絕緣性不高的光纖線路；②地形變化較大、土壤電阻率不穩(wěn)定的地帶；③當(dāng)光纖線路與一些高大建筑物的間距過小時，也會對光纖線路造成雷擊。

2 防雷的主要措施

根據(jù)我國目前所現(xiàn)有的防護(hù)措施以及技術(shù)手段，主要可以將光纖對于雷電規(guī)避措施劃分為一下幾類：分流、接地、屏蔽、等電位和過電壓保護(hù)。

分流：就是將避雷針等一些具有引流功能的避雷設(shè)備將電流引入地下，降低發(fā)生雷擊時光纖上的電位差，從而起到對光纖的保護(hù)作用。

屏蔽：此種方法就是將建筑物里的所有的金屬導(dǎo)線都用金屬管進(jìn)行屏蔽，或者是直接采用屏蔽線，還要保證金屬屏蔽線應(yīng)接地。另外，對于雷暴天氣比較多的地區(qū)，還要注意縮短金屬管的接地間隔，防止外來電磁波的干擾。

等電位連接：將局內(nèi)所有金屬物體都進(jìn)行電氣連接，以達(dá)到均衡電位的效果。

接地：在光纖的鋪設(shè)過程中，還要采用的一種方法就是要準(zhǔn)備良好的接地系統(tǒng)，如此才能保證通信系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。

過電壓保護(hù)：對于電子設(shè)備來說，可以利用他們的非線性效應(yīng)，再輔以一定的技術(shù)手段，將光纖線路上的高脈沖電壓予以剔除，從而達(dá)到對于設(shè)備的保護(hù)效果。在這一保護(hù)過程中，主要的保護(hù)設(shè)備是氧化鋅壓敏電阻、二極或三極放電管和快速箝位二極管等。

2.1 架空光纜線路防雷

（1）光纜線路間隔接地

在對光纜線路采用架空方式時，可以采用不同的方式。如果采用的是吊掛式，那么應(yīng)將光纖線路每隔一段距離就做一下接地處理。這個間隔距離一般控制在300～500m之間，并采用電桿避雷線或者拉線接地。對于雷暴天氣較為頻發(fā)的地區(qū)，應(yīng)鋪設(shè)架空地線。接地導(dǎo)線用4.0F，接地體用兩根？準(zhǔn)12×1000mm地線棒，接地導(dǎo)線與吊線之間用單眼地線夾板連接。架空光纜吊線接地電阻見表1。

（2）但是，由于施工條件的復(fù)雜性，接地電阻并不一定能達(dá)到這一施工標(biāo)準(zhǔn)。因此，對于這種情況，可使用角鋼型接地裝置，角鋼采用50mm×50mm×5mm，接地裝置配置如表2所示。

在接地體間采用40mm×4mm扁鐵焊接。在具體施工過程中，尤為要注意的一點是架空光纜線路與電力線路不能合桿架設(shè)，否則將會出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患。但是，如果這種情況實在無法避免，也允許和10KV以下的電力線路進(jìn)行合桿架設(shè)，只是必須要采取一定的技術(shù)防護(hù)手段。

（3）空曠區(qū)域的光纜防雷措施

當(dāng)設(shè)備的避雷裝置安裝在了桿路的頂端時，那么就要用四毫米鍍鋅鋼線與水泥鋼筋連接，并在桿的頂部再向上引出十厘米作為一個避雷針。圖1詳見水泥電桿避雷線的裝設(shè)方法。

2.2 管道光纜線路防雷

對于無法安裝避雷線的區(qū)域，就要利用別的方法來對雷擊進(jìn)行預(yù)防。比如，光纖線路的金屬構(gòu)件就要安裝有一定的防雷地線。對于非綜合地線網(wǎng)的建筑物來說，對建筑物內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)，只需要保證其從接地母排至通信機(jī)房接地匯接排的接地線截面不低于95mm2即可。

2.3 埋式光纜線路防雷

埋式光纜的避雷措施易受外界因素的影響，所以在使用此類方法進(jìn)行避雷時，要徹底排查好外界因素，如此地區(qū)的土壤電阻率以及光纖線路內(nèi)是否有銅導(dǎo)線等。根據(jù)這些不同的因素，來制定具體的防范措施。

2.3.1 設(shè)置防雷保護(hù)系統(tǒng)接地

對于有聚乙烯保護(hù)層的絕緣保護(hù)光纜，其金屬接地層要注意接地，接地距離應(yīng)控制在2000m左右。對于雷暴天氣較多的地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)縮短光纜的接地距離，或者減小接地電阻值，電阻值的最大值應(yīng)控制在10Ω以下。

2.3.2 光纜上方敷設(shè)防雷線

在對光纜進(jìn)行鋪設(shè)之前，應(yīng)向當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T采集數(shù)據(jù)。對于雷暴天氣每年高于20d的地區(qū)，或者說有過雷擊記錄的地區(qū)，就應(yīng)當(dāng)重點防范，對這一地區(qū)的光纖線路要采取一定的防范措施。防雷線的設(shè)置應(yīng)符合下列原則：

（1）當(dāng)土壤電阻率在以下范圍時，可不設(shè)防雷線：ρ10<100Ω·m。

（2）當(dāng)土壤電阻率在以下范圍時，可只設(shè)一條防雷線：ρ10為100～500Ω·m。

（3）當(dāng)土壤電阻率在以下范圍時，要設(shè)兩條防雷線：ρ10>500Ω·m。

同時還應(yīng)注意的是，防雷線的安裝長度要超過2000m。

當(dāng)光纜在野外長途塑料管道中敷設(shè)時，可參照下列防雷線設(shè)置原則：

（1）當(dāng)土壤電阻率在以下范圍時，可不設(shè)防雷線：ρ10<100Ω·m。

（2）當(dāng)土壤電阻率在以下范圍時，可只設(shè)一條防雷線：ρ10≥100Ω·m。

防雷線的鋪設(shè)長度同樣要超過2000m。

安裝好光纜后，還應(yīng)在其上方30cm處安裝排流線，排流線的橫截面積應(yīng)不小于50mm2。排流線的材質(zhì)一般為鋼絞線或者鍍鋅鋼導(dǎo)體，需要注意的是，如果此地區(qū)的雷暴天氣有增加的趨勢，可適當(dāng)加大排流線的橫截面積。

2.3.3 光纜附近有引雷體時

光纜線路在進(jìn)行鋪設(shè)時，要尤其注意避開較易引雷的目標(biāo)，如大樹、高大建筑物等，也就是說，光纜線路的鋪設(shè)要與這些建筑保證一定的安全距離。

光纜附近有孤立大樹、桿塔、高聳建筑、行道樹、樹林等引雷體時，光纜線路與孤立大樹的凈距要滿足表3的要求；光纜與接地體根部的凈距要滿足表4的要求；光纜防雷保護(hù)接地裝置的接地電阻要滿足表5的要求。

3 結(jié)束語

面對光纜線路維護(hù)與管理水平的不斷發(fā)展，同時順應(yīng)光纜線路設(shè)施的不斷增多和通信企業(yè)對光纜線路網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求的不斷增加，光纜線路的維護(hù)管理必將走向新的層次。

參考文獻(xiàn)

[1]長途光通信系統(tǒng)工程設(shè)計手冊.1992.

[2]鄒林森，等.光纖通信線路.北京：人民郵電出版社.

[3]王加強(qiáng)，岳新全，李 勇，等.光纖通信工程.北京：北京郵電大學(xué)出版社.

[4]胡 慶，張德民，劉世春，等.通信光纜與電纜工程.北京：人民郵電出版社.

收稿日期：2018-5-21