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秦先生
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光纜線路的避雷防護

日期:2018-12-15 點擊:470

光纜良好的防護性能使它的防雷工作不像同軸電纜和明線電路那樣明顯,因而在光纜線路迅速發展的過程中,安全接地往往被誤解,甚至被遺忘。 

隨著光纜的大量采用,近幾年光纜線路遭雷擊的情況時有發生。光纜線路具有很大的通信容量,而且最容易受雷擊的是直埋線路,搶修較為困難,因此一旦發生障礙,將會造成巨大損失。本文結合國內對通信線路的防雷規範,談談光纜線路的防雷保護。

1光纜線路落霞的原因

光纖具有不導電性,可以免受衝擊電流。但為了使高容量的光纖免受環境事件(如動物的齧咬,岩石、架空金屬附件的碰撞,獵槍損害以及其它自然的和人為的事件等)的影響,光纜必須有鎧裝元件,主要有金屬鎧裝層、加強芯和業務銅線等,它們都是金屬導體。當電力線接近短路或雷擊金屬構件時,會感應出交流電或浪湧電流,傷害人身安全或破壞線路設備。

雷電具有尋找阻抗最小路徑以泄放雷雲電荷與地下異性電荷中和的趨勢。當雷擊附近大地或建築物時,落雷點的電位升高,而光纜延伸到很遠,遠端電位可視為O,所以雷擊點附近的光纜電位也視為O。這樣落雷點與光纜之間形成極大的電位差,這一電位差若超過蔣雷點與光纜外護層間的耐壓強度,便會擊穿外護層,形成從落雷點到金屬構件的電弧通道,使大量雷電流湧向光纜,造成光纜嚴重損壞。

光纜線路在施工中難免損傷PE(聚乙烯)護套,另外鼠咬、外力等均可能造成光纜中金屬元件暴露。這些暴露點易將強電或雷電荷引入纜中,造成損害。筆者曾參加過一次省內幹線直埋光纜雷擊故障的搶修工作。該光纜雷擊點距中繼局800m,相距20m有兩處雷擊點,損傷情況基本相同,光纜外皮和護套被燒毀,光纖被全部燒斷。中繼局終端盒(該線路光纜接頭處金屬構件作電氣斷開處理)中固定加強芯和金屬護套的螺母被部分熔化,光纖的塗覆層被全部燒掉,纖芯暴露,其中6根纖芯已經被燒斷。從落霄點的地形看,該地區屬丘陵地帶,距光纜10m左右有一條河平行接近,河邊有一排大樹距光纜很近。經分析認為雷電是通過樹木或其它途徑引入大地擊穿土壤,由光纜外護套破損點引入金屬護套和加強芯(該光纜結構為加強芯位於光纜兩側)。

資料表明,在以下情況下,光纜線路容易受雷擊:

①金屬護套、加強芯或銅線對地絕緣較低的光纜。

②地形突變、土壤電阻率變化較大的地帶。

③光纜與單棵大樹或高聳建築物隔距不夠時。

2 防國的主要措施

對光纜線路進行防雷保護,可以針對當地的天氣和地形等自然條件,有針對性地進行。通過對幾例光纜雷擊故障的分析,快猫APP發現在光纜線路的施工和維護中應注意以下幾個問題。

(1)對於架空光纜:

①接頭盒通常具有加強芯可斷可連的結構,無論采用電氣連接還是斷開方式,金屬壓板連接結構要優於鏍栓連接,而鏍栓橫向開孔優於縱向開槽結構,這是選用接頭盒時應注意的問題。

②架空吊線應電氣連接並每隔2km進行一次接地,接地時可直接接地或通過合適的浪湧保護裝置接地。這樣吊線具有架空地線的保護作用。

(2)對於理式光纜線路的防雷:

①局內接地方式,光纜中的金屬件在接頭部位均應連通,使中繼段光纜的加強芯、防潮層、鎧裝層保持連通狀態。在兩端局(站)內錯裝層,加強件應接地,防潮層應通過避雷器接地。

②對於無業務銅線的光纜,依照YDJ14-91的規定,在光纜接頭處防潮層、鎧裝層和加強芯應作電氣斷開處理,且都不接地,對地呈絕緣狀態,可避免光纜中感應雷電流的積累,也可避免由於防雷排流線和光纜金屬構件對地回路阻抗差異而導致大地中雷電流由接地裝置引入光纜。實踐證明這種方法簡單有效,因為通常情況下,光纜(無絕緣不良點和接頭進水)中的金屬構件對地絕緣值較高,雷電流不易進入光纜。

③終端盒的接地裝置一定要良好,接地電阻要符合要求。因為終端接地,同②中分析相反,光纜中的金屬護套對地電位為零,若室外光纜有護層破損點,相同條件下雷電流易進入光纜,如果接地裝置不好,雷電流不能迅速放掉,就起不到保護作用。 

另外,埋設排流線和消弧線也是一種較好的防雷方法。根據落雷規律,在易雷擊地段按要求(原理和實施方案不再論述)埋設一定長度的徘流線(消弧線),並作良好接地,同是排流線(消弧線)要盡量選用阻抗小、耐腐蝕的金屬。實踐證明,這種保護方法防雷效果較好,缺點是成本較高。