電力通信光纜線路的防雷保護措施分析

常州星杭金網(wǎng)絡通信有限公司 姚明華

對于電力系統(tǒng)的運行而言，電力通信是重要內(nèi)容，光纜線路則是負責輸送電力信號和資源的重要組成部分，光纜線路的安全和運行情況直接關系到電力通信的效率及穩(wěn)定性[1]。夏季經(jīng)常出現(xiàn)雷雨天氣，而雷擊會導致電力通信光纜線路受到影響，甚至可能造成線路損壞、電力系統(tǒng)癱瘓等，對于人們的正常生活十分不利[2]。為了確保電力通信的效率較高和整體安全，就需要不斷加強光纜線路的防雷保護工作，選擇科學的防雷保護措施[3]。

1 常見的雷擊損害概述

一般來講，雷電的主要類型分為直擊雷、感應雷與球形雷這三種類型，夏季是雷雨高發(fā)的季節(jié)，很容易給電力通信系統(tǒng)帶來影響，其中，產(chǎn)生影響最多的就是感應雷與直擊雷這兩種雷電[4]。直擊雷損害的發(fā)生幾率相對較小一些，但是一旦出現(xiàn)，會帶來較為嚴重的雷擊損害，很容易導致電力通信光纜線路出現(xiàn)短路和設備故障，甚至造成工作人員傷亡。

從本質上分析，感應雷損害也是基于直擊雷而產(chǎn)生，雷雨云的靜電感應會導致相應的電磁感應現(xiàn)象，雷電在擊中電力通信光纜線路或者設備附近區(qū)域時。就會導致這一部分區(qū)域等的磁場出現(xiàn)較為明顯的變化，造成電力通信光纜線路出現(xiàn)與雷雨云相反的電荷。這樣一來，就會出現(xiàn)感應電壓，導致感應電流的傳播，等到電流超過光纜線路自身的耐壓值后，就會出現(xiàn)線路燒毀、擊穿的情況。電力通信光纜線路一般會與多種設備進行連接，一旦出現(xiàn)感應雷雷擊損害，就會造成感應電流侵入線路，并損害相應設備。

電力通信光纜在雷電的作用之下，內(nèi)部的金屬構件會出現(xiàn)感應電流和電勢，造成金屬構件出現(xiàn)熔化的情況，電力通信光纜線路的外護層會被擊穿，從而導致內(nèi)部光線的結構出現(xiàn)變形，造成通信出現(xiàn)中斷。一般而言，電力通信光纜線路容易遭受雷擊等的情形主要分為以下幾點：（1）光纜線路當中的金屬構件自身對地絕緣較低，或者是保護套出現(xiàn)了損傷，造成內(nèi)部的金屬構件出現(xiàn)暴露；（2）電力通信光纜線路的回填土部位不實或者出現(xiàn)了孔洞、深溝等；（3）光纜線路的路由地質結構出現(xiàn)了變化，土壤電阻率的變化相對較大；（4）光纜線路的路由通過地下水出口或者河床等有邊界效應的地方；（5）光纜線路的路由所通過的地下位置存在礦巖或者導電性的礦藏；（6）光纜線路路由被建筑物等隔開；（7）光纜線路的路由所在位置每年雷暴日超過20日或者10m深處的土壤電阻率超過100[5]。

2 電力通信光纜線路防雷保護的意義

對于電力通信光纜線路的防雷保護工作，有十分重要的現(xiàn)實意義。首先，防雷保護的主要目的就在于降低光纜線路運行中雷擊事故的發(fā)生幾率，不斷延長光纜線路的使用時間，提高其運行效率。如果可以把握光纜線路的運行特點并做好防雷設計等，就可以在防雷設備的有效支持下，確保光纜線路運行穩(wěn)定性不斷增強，從而延長其運行年限。其次，針對光纜線路進行防雷保護工作，也可以消除光纜線路運行過程中出現(xiàn)的安全隱患，對光纜線路的防雷性進行有效提升。最后，光纜線路的防雷保護措施，可以不斷完善光纜線路在運行過程中的服務功能，并且顯著降低其運行成本，相關人員通過防雷保護工作的開展，可以對光纜線路的實際應用效果進行評估分析，并不斷完善其自身的服務能力。此外，做好電力通信光纜線路的防雷保護工作，也可以讓光纜線路的運行更為順暢，運行效率得到顯著提高，避免線路在遭受雷擊之后出現(xiàn)大面積癱瘓的情況，不會讓相關用戶的用電等受到影響[6]。

3 電力通信光纜線路的防雷保護

3.1 架空光纜線路

對于電力通信光纜線路的防雷保護，相關人員需要做好架空光纜線路工作。對于很多電力通信光纜線路的建設而言，在架空地線引下的時候，引下線與龍門架角鋼會形成一個較小的間隙，如果發(fā)生了雷擊事故，雷電流從架空地線侵入光纜線路的時候，會有一部分雷電流分流，從較小的間隙進入龍門架，并出現(xiàn)放電的情況，這樣就會給光纜線路造成燒毀。一般來講，光纜線路的燒毀不是一次形成，大多是多次放電導致。絕大多數(shù)情況下，分流會出現(xiàn)在暫態(tài)過程當中，受到支路電感的影響出現(xiàn)，在穩(wěn)定工頻電流的時候，壓降相對較低，且架空地線已經(jīng)接地，很少出現(xiàn)放電等的情況。

相關人員在光纜線路引至門型架的時候，可以在門型架的懸掛點進行接地，如果沒有接地點，就需要選擇較為可靠的接地點。在光纜線路穿越法蘭盤與構架的時候，需要在線路與構架產(chǎn)生接觸的部位安裝絕緣線夾，確保光纜與構架之間完全絕緣，且絕緣的間隙至少要達到3cm。如果相關人員在光纜線路引入接地點的時候較為困難，需要在相應部位安裝絕緣引下線夾，實現(xiàn)較好的絕緣效果。在實際操作當中，鋼絞線與光纜線路之間的距離很近，且會經(jīng)過掛鉤與光纜線路產(chǎn)生接觸，如果鋼絞線遭受雷擊，也會導致光纜線路受到影響。所以，相關人員需要確保光纜線路與鋼絞線之間的合理距離，一般而言，金屬吊掛鋼纜線的間隔至少要達到500～1000m，且要進行重復接地處理。

3.2 安裝防雷排流線

對于光纜線路的防雷擊措施，相關人員也需要合理安裝防雷排流線。有相關研究證實，在安裝防雷排流線之后，在遭受雷擊的時候，電弧直擊光纜線路的幾率就會出現(xiàn)明顯的降低，很大一部分雷電流會被匯集泄流，并且在防雷地線上擴散。這樣就可以減少雷電流與光纜線路的交匯，所以，相關人員需要結合實際情況做好防雷排流線的合理安裝。

如果光纜線路架設在年平均雷暴日超過20天且土壤電阻率超過100Ω·m的區(qū)域，且地下光纜線路無法繞開這一區(qū)域，相關人員就需要安裝防雷排流線。如果地電阻率不足500Ω·m，可以安裝一條防雷排流線。如果地電阻率超過500Ω·m，相關人員可以安裝兩條防雷排流線。相關人員在實際安裝當中，需要選擇兩條鍍鋅鋼絞線或者兩條鍍鋅鋼筋進行處理，也可以選擇銅包鋼線進行安裝。

此外，對于光纜線路的對地電位，相關人員可以選擇懸浮式接續(xù)的處理方式。針對光纜的終端以及光纜接頭兩端的技術構件，相關人員可以進行電氣斷開處理，但是不要接地，讓其處于對地絕緣的狀態(tài)。這樣一來，可以避免地面的雷電流被引入光纜線路，也能避免光纜線路的感應雷電流出現(xiàn)長距離的累積，一般而言，這種處理方式較為適合不存在銅線結構的金屬光纜。

在安裝防雷排流線的同時，相關人員也需要做好光纜線路避雷裝置的安裝，避雷針是最為常用的一種防直擊雷的避雷裝置，可以對雷電進行吸引，從而確保光纜線路避免受到雷擊。相關人員可以選擇樹木或者木桿作為支持物，并且在支持物的頂端安裝避雷針，而避雷針的引下線需要背對光纜的方向，進行架空橫向引開處理，且入地點需要距離光纜線路至少15米。

3.3 安裝消弧線

如果電力通信光纜線路所處位置附近有較多的電桿或者樹木、建筑物等，光纜線路直接遭受雷擊的可能性相對較小，但是，這些建筑物或者電桿在遭受雷擊之后，雷電流很容易通過樹根或者避雷針等接地體與光纜線路相連，導致光纜線路被擊穿。因此，相關人員需要安裝消弧線進行防雷。消弧線也是一種防雷排流線，但不是直線型，而是半圓弧形，這樣可以面向光纜線路并且環(huán)繞可能遭受雷擊的建筑物等。消弧線的兩端需要進行接地處理，且接地裝置與光纜線路之間的距離需要至少達到15m，接地電阻則要不超過10Ω。需要相關人員注意的是，在進行消弧線安裝等的時候，如果光纜線路與引雷目標之間的間距不足5m，不適宜進行安裝，因為光纜線路已經(jīng)處于電弧區(qū)內(nèi)，相關人員可以選擇鋼管進行防護。

3.4 合理選擇光纜路由

對于電力通信光纜線路的防雷保護措施而言，合理選擇光纜路由也十分重要。相關人員在選擇光纜路由的時候，需要結合電力通信網(wǎng)的實際規(guī)劃信息，并參考施工的設計規(guī)范等，結合光纜線路所處的環(huán)境、地形條件與建筑物等進行分析，并且選擇彎曲最小、路徑最短的光纜路由。

相關人員需要確保光纜路由盡量遠離高壓線和輸電桿塔以及相應的接地設備，如果需要穿越這些設施，需要讓光纜路由盡量與高壓線垂直，最小的交越角至少要達到45°，并且要盡量讓其遠離變電站等，也要盡量避開較為高大的樹木和獨立建筑物。非必要的情況下，相關人員需要盡量選擇合理的光纜與接頭盒，讓其遠離電氣化鐵路，不要讓兩者出現(xiàn)平行的情況。對于光纜線路的金屬護層等部位，相關人員不要在接頭處進行電氣連通處理，在對距離電氣化鐵路距離較近的光纜線路進行檢修的時候，需要確保光纜線路以及相應附件的金屬部件完全接地。此外，無論強電線路是否出現(xiàn)停電的情況，在進行光纜線路檢修的時候，需要確保光纜線路與對應的金具接地性較好。

3.5 做好雷電帶來的強電處理

電力通信光纜一般都是由保護層與纜芯組成的，根據(jù)光纜構件材質的不同類型，一般可以將其分為金屬光纜與全介質光纜兩種。在金屬光纜當中，可以分為有銅線的光纜與無銅線但是有金屬構件的光纜。全介質光纜也被稱為非金屬光纜，這種光纜不含有任何金屬材料，不會受到外部環(huán)境中電磁影響。而光纜線路中，絕大多數(shù)類型都是金屬光纜，所以很容易受到強電的影響。

對于雷擊帶來的強電影響，短期影響在于，強電線路出現(xiàn)故障的時候，周圍的電勢場會變得較為強烈，導致光纜當中金屬構件出現(xiàn)感應電壓。如果感應電壓超過光纜外保護層的對地絕緣強度，就會導致光纜的絕緣介質被擊穿。而除了短期影響，強電還會產(chǎn)生長期影響，強電線路會出現(xiàn)不對稱的運行，導致光纜的金屬構件當中出現(xiàn)不平衡電流，導致危險事故的發(fā)生，甚至可能出現(xiàn)人身安全事故。此外，強電線路在不對稱運行當中，還會給光纜線路中的銅線帶來干擾。

4 結語

電力通信光纜線路容易受到雷擊影響，導致線路被燒毀或者擊穿，導致光纜線路的運行安全性降低，甚至可能出現(xiàn)嚴重事故。針對這一問題，相關人員需要切實把握雷擊損害的常見類型，并且從不同角度入手，針對電力通信光纜線路進行防雷保護，提高光纜線路的防雷性，避免光纜線路受到雷擊而出現(xiàn)運行事故。