光缆的强电和雷电防护

齐三田

光缆良好的防护性能，使它的防强电和防雷工作不像同轴电缆和明线电路那样明显，因而在光缆线路迅速发展的过程中，安全接地往往被误解，甚至被遗忘。随着光缆的大量采用，近几年光缆线路遭强电和雷击的情况时有发生。光缆线路具有很大的通信容量，一旦发生障碍，将会造成巨大损失。本文结合国内对通信线路的防强电和防雷规范，谈谈光缆线路的防强电和防雷保护。

一、强电对光缆的影响和防护措施

1、光缆受强电影响主要有三个方面。（1）短期影响。强电线路发生接地短路故障时，在光缆的金属构件上产生感应电动势，击穿绝缘介质，瞬间高温可能损伤光缆，甚至中断通信。（2）长期影响。不对称运行的强电线路在正常工作状态下，在光缆的金属构件上产生电动势，在超过安全电压的规定值时会危及人身安全。（3）干扰影响。不对称运行的强电线路在工作状态下，在光缆的铜线上会产生电动势，对铜线回路（如区间联络，远供回路等）产生杂音、噪声等干扰。对于无铜线的光缆线路来说，强电影响的允许值可由光缆外护层（PE层）对地绝缘强度确立。光缆PE层的厚度一般等于或大于2mm，其工频绝缘强度要求等于或大于20000V。按CCITT建议K13规定光缆金属护套上短期危险影响的纵电动势不超过其直流试验电压的60%，即为20000×60%=12000V。光缆金属构件上长期影响的纵电动势允许值，按CCITT《关于通信线路防止电力线路有害原则》和国家标准“GB 6830-86”《电信线路遭受强电线路危险影响的允许值》中关于人身安全的规定为60V。

2、防强电措施。（1）光缆线路与强电线路之间保持一定的隔距，使光缆金属构件的短期和长期危险纵电动势分别不大于12000V和60V。（2）在接近交流电气化铁道的地段进行光缆施工和检修时，将光缆中金属构件临时接地，以保证人身安全。（3）在接近发电厂、变电站等地电位高的区域，不将光缆的金属构件接地，以免将高电位引上光缆。（4）采用非金属加强芯光缆或非金属光缆，但直埋光缆除外（因为这种光缆对潮气渗透的抗力较低，而且在维护工作中难于确定光缆位置）。（5）增加光缆PE外层厚度，以提高光缆护套的绝缘和耐压强度。

二、雷电对光缆的影响和防护措施

1、光缆线路雷击的原因。光纤具有不导电性，可以免受冲击电流。但为了使高容量的光纤免受环境事件的影响，光缆必须有铠装元件，主要有金属铠装层、加强芯和业务铜线等，它们都是金属导体。当雷击金属构件时，会感应出交流电或浪涌电流，伤害人身安全，破坏线路设备。雷电具有寻找阻抗最小路径以泄放雷云电荷与地下异性电荷中和的趋势。当雷击附近大地或建筑物时，落雷点的电位升高，而光缆延伸到很远，远端电位可视为O，所以雷击点附近的光缆电位也视为O。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外护层间的耐压强度，便会击穿外护层，形成从落雷点到金属构件的电弧通道，使大量雷电流涌向光缆，造成光缆严重损坏。

2、光缆受雷电影响主要有以下几个方面。（1）金属构件熔化。雷电流进入金属护套，缆芯导体与金属护套将出现冲击电压，击穿金属构件间介质而发生电弧，使金属构件熔化，外护层被击穿。（2）针孔击穿。雷击大地产生地电位升高，使光缆塑料外护套发生针孔击穿，土壤潮气和水通过针孔侵蚀光缆金属护套，从而降低光缆使用寿命。（3）形成孔洞。雷电流通过雷击针孔击穿金属护套从而形成孔洞，进而损伤光纤。（4）结构变形。雷击大地造成光缆的放电而引起的压缩力会压扁光缆，引起结构变形，增大传输损耗，乃至中断通信。

3、防雷电措施。（1）在选择光缆线路路由时，应与高大的树木、独立建筑电杆、古塔等保持一定的间距。（2）在光缆上方敷设防雷线。当大地电阻率小于500Ω·m时，敷设一条防雷线；当大地电阻串大于500Ω·m时，敷设两条防雷线。（3）采用架空光缆吊线间隔接地，一般500-1000m接地一次。（4）在强雷区采用非金属加强芯光缆，或者是超厚PE外护层的光缆。

三、光缆防强电和防雷电技术的发展

第一种防护措施，是在光缆接头处将缆内金属构件在接头处前后断开，不作电气连接和接地处理，且在直埋光缆的上方设置屏蔽线。第二种防护措施，是在光缆接头处将缆内金属构件作电气连通，并作接地处理，在直埋光缆的上方不设屏蔽线。由于我国山地以及宕石多，埋设一组合格的地线十分困难，采用第一种防护措施，光缆接头处不接地，可以减少很多接地装置，从而可大大减少工程费用和维护工作量。

四、我国光缆的防强电和防雷电措施

（1）在光缆选型上不采用有铜线光缆。在强电和雷电严重的地区埋设较为完整的地线设施，如经济允许可适当采用非金属加强芯光缆或非金属光缆。（2）在新架光缆选择路由时，应尽量避免与高压输电线、交流电气铁道平行接近，与其相交时，交越角度应在30度以上。（3）在现有明线杆路上架设光缆时，一般可不考虑强电和雷电的影响。为了减少雷电对架空光缆的影响，光缆吊线每隔一公里接地一次，接地体的接地电阻要符合规定要求。（4）在光线接头处将缆内金属构件前后断开，不作电气连通，并不作接地处理。（5）在接近高压输电线、交流电气的地段进行光缆施工或检修时，作临时保护接地，以保人身安全。endprint