直埋光缆的防雷电防护探讨

任中胜

中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 400000

直埋光缆的防雷电防护探讨

任中胜

中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司，重庆 400000

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式，它不受外界电磁波的干扰影响。但由于光缆内存在金属加强芯、金属挡水层以及钢带铠装层，这些金属构件在强电及雷电波的影响下，仍将产生感应耦合影响。当感应电压超过它的耐压指标，对地绝缘就可能被击穿而影响光缆的使用寿命，甚至损坏光缆。因此，研究光缆线路的防雷电具有十分重要的意义。

雷电；光缆线路；防护措施

引言

随着光纤通信技术的迅猛发展，现代光纤通信技术的发展已经进入一个崭新的时期，它逐渐被应用到了通信行业的各个角落[1]。在广泛应用的同时，通信光缆的防雷电问题越来越引起重视。特别是近几年光缆线路遭雷击的情况时有发生，通信光缆线路故障轻者带来硬件损毁、系统瘫痪，重者所有的网络系都会停滞。对防雷电措施进行研究有利于增强网络稳定性，减少损失。

1 雷电对光缆通信线路的危害

（1）光缆金属部件间的介质击穿而发生电孤时（金属护套与中心加强件或铜线对之间）会损坏位于电弧通道中或电弧通道附近的光纤。

（2）金属护套因雷击而形成孔洞，孔洞附近的光纤受到损伤（雷电流通过雷击针孔或光缆的接地，流过光缆的金属护套或铠装装，可能导致光缆内金属护套缘绝的击穿）。

（3）光缆被雷电放电而引起的压缩力压扁，引起光缆结构变形，增大传输损耗乃至中断通信。

2 针对直埋地下的光缆线路的防雷措施

直埋通信线路遭受雷击影响的途径比较多，而且一旦发生雷击故障，所造成的后果也比较严重并且恢复比较困难。因此，对地下直埋通信线路的防雷电措施也比较复杂，主要有以下几点：

2.1 新建光缆线路的路由选取措施

由于地面的地貌、地质状况不同，被雷击的概率也不同，所以首先在设计光缆系统前从路由的选择上做好工作，选择雷击率低的路线，避开雷击率高的路线，选择的方法如下：

（1）如光缆必须经过山地，线路路由选择在山岭的阴面坡（北坡或西北坡），避免走山顶或山脊。

（2）线路通过土山时，最好选择在山脚通过；通过石山时，最好选择在山腰通过。

（3）路由应尽量避开石山与水田、河流的交界处，金属矿藏边界处，某些地质断层地带，以及进山森林的边界处。

（4）如果在一整片都是土壤电阻率较高（例如在500 Ω·m以上）的地方，当中局部地方的土壤电阻率比较低（例如小于 100 Ω·m），则这局部地方落雷可能性反而较大，必须避开。

有些地方，表层（深度2m以内）的土壤电阻率虽然低，但深层（深度10m以内）的土壤电阻率很高，深层比表层土壤电阻率大 4倍以上，则这些地方不宜作为光缆的路由。原因是当这里落雷时，雷电流在流散过程中将遇到电阻率较高的深层土壤的阻碍，使表层土壤电流密度增大，光缆易遭受雷害。

（5）要注意光缆路由经过的地方，要与高于地面10m的孤立的大树、古塔、高耸建筑物以及高于地面6.5m的孤立电线杆等保持安全距离。相关防雷隔距要求见表1所规定的数值。

表1 直埋线路与孤立大树、高耸建筑物及孤立电线杆的防雷净距离

在充分的调查研究基础上，包括对每一具体地点历年来的雷害情况加以了解之后，才能确定一条合理的光缆路由。对于重要的干线，还需在对初步设计提出的路由，进行全线土壤电阻率测量及比较之后，才能确定下来。

2.2 消弧线

当直埋光缆与单棵大树、电杆、高耸建筑、矿泉、地下水出口处的距离不能满足表 2的要求时，可以采取消弧线对光缆进行保护。采用消弧线，可以降低光缆与高大物体之间的电位差，当雷击大树等高大物体时，雷电流通过大树等物体向大地放电，由于有消弧线的存在，大量雷电流将通过消弧线泄放入地，从而可避免因雷击发生电弧击穿对光缆造成危害。消弧线可用两根 7/2.2钢绞线做成，其中一根与光缆埋深相同，另一根为光缆埋深的一半，两根金属线的两端都应焊接在接地网上。接地网应在远离光缆的一侧，与光缆相距大于15m，接地网的接地电阻一般要求为5 Ω；当土壤电阻率大于100 Ω· m时，接地电阻要求为10 Ω。当光缆与大树等物体相距不足5m时，消弧线难以达到防雷保护作用，这时光缆就应该绕道敷设。

表 2 光缆与、弱电线路电杆、3k V 以下电杆及高耸建（ 构） 筑物、单棵大树的安全距离

2.3 其他防雷措施

（1）雷击严重地区尽可能采用无金属构件的光缆或采用加厚 PE（聚乙烯）层的光缆。

（2）做好光缆的施工，保证光缆外护层的完整无损，使金属外护套对地绝缘保持良好，可提高光缆PE护套的瞬间耐压能力，也提高了光缆的抗雷电浪涌的能力。

（3）光缆敷设应逐步实现管道化，敷设时应采用低摩擦系数的塑料管。当光缆布放在塑料管道内时，塑料管为光缆提供了一层外加的保护，将增加光缆的耐压能力，对防雷、防机械损伤、防鼠、蛀蚀都有好处。

3 架空光缆的雷电防护方法

对于架空光缆，可充分利用原金属明线和杆路的防雷措施，如采用避雷针、架空防雷线等措施。同时可将架空吊线电气连接并每隔 2km 进行一次接地处理。接地时可通过合适的浪涌保护装置或直接接地，这样吊线具有架空地线的保护作用。将光缆中的金属部件在接头处全部做电气断开。就地取用电源时，应做好电源的防雷保护，如采用隔离变压器或接上氧化锌避雷阀片等。

4 结语

雷电对于直埋地下或者架空的光电缆线路都会造成危害。要防止雷电的危害，应在通信线路的设计、施工中采取相应的防雷电措施将雷电破坏影响情况降到最低。

[1]文武.感应雷电磁干扰及其防护研究[D].武汉：武汉大学，2004.

Lightning Protection of Buried Cable

Ren Zhongsheng
China Mobile Communication Group Design Institute Co., Ltd., Chongqing Branch, Chongqing 400000

Optical fiber communication is a communication mode of information transmission in the optical fiber in the use of light, it is not disturbed by external electromagnetic waves, but as the cable to strengthen the core memory in the metal, metal barrier layer and steel tape armoring layer, the metal components in the influence of high voltage and lightning wave, will still produce induction coupling effect when the induction voltage exceeds the voltage indicator.It may be, the insulation breakdown and affect the service life of the optical cable, or even damage the cable, therefore, has very important significance of lightning protection research of optical fiber cable line.

lightning; optical fiber cable; protection measures

TN913.33；TM862

A

1009-6434（2017）3-0049-02