通信电缆线路的防护

1、第七章通信电缆线路的防护强电影响、雷击、虫鼠啃咬是主要的非人为因素对通信电缆线路的破坏，而且一旦造成破坏往往影响较大。所以，积极采取针对性的防护措施对于设备和人员安全具有重要的现实意义。本章内容：1 .强电的种类及强电对通信电缆线路的影响、危害及防护措施。2 .雷电对各种通信电缆线路造成的危害、途径，以及各种电缆线路设备的防护措施。3 .虫、鼠类对电缆外皮造成损坏的原因、危害及各种防护措施。本章重点：1 .通信电缆线路各种防强电措施。2 .通信电缆线路设备的各种防护措施。3 .防虫、鼠危害的各种措施。本章难点：防强电、防雷、防虫鼠的各种防护措施。7.1强电对通信线路的影响及防护在人为因素中，最

2、为重要的是各种各样的强电线路。所谓强电线路主要是指高压输、配电线路，交流电气化铁路的馈电线路及接触网。强电线路输送的高电压、大电流所产生的电磁场，对邻近的通信线路有强大的电磁感应影响，轻则会产生杂音干扰、条纹干扰、错码、漏码、及误动作等，严重时可能中断通信、危及机线设备与人身安全。7.1.1强电线路的种类1 .交流高压输电线路交流高压输电线路，指的是频率为50Hz,输送线电压从10KV-50KV的高压输电线路。目前的大功率输电网，都是三相制，从大功率发电机发出的电源一般通过升压变压器升至100KV500KV送至远距离配电区，通过降压变压器降至35KV10KV再通过用户区小功率变压器降至380V

3、。交流高压输电线路根据其输电方式可分为三相对称中性点绝缘输电线路、三相对称中性点接地输电线路以及两线一大地输电线路。如图7-1所示。(1)三相对称中性点绝缘输电线路如图7-1(a)所示，其运行电压一般为10KV和35KV两种。(2)三相对称中性点接地输电线路如图7-1(b)所示，其运行电压一般有110KV、220KV330KV、500KV上述两种输电方式均为三相对称输电线路，在理想情况下，各相导线中的相电压和相电流振幅相等、频率相同、而相位彼此相差120。，因此没有剩余电压和零序电流出现，不会造成对通信线路的影响。但实际上往往由于负载不平衡，通信线与输电线相互位置的不对称等因素，对通信线路造成

4、一定的干扰影响，而更大的影响是出现在输电系统发生故障的情况下。中性点绝缘的输电线路，当一相故障接地时仍能继续供电，但这时对邻近的通信线路产生很大的电影响（静电感应）；中性点接地的输电线路，当一相故障接地时，将产生很大的短路电流，延续时间一般在0.151.2秒左右，对通信线路产生很大的磁影响（磁感应）。（3）两线一大地输电线路如图7-1（c）所示，属于三相不对称线路，有的农村小型水电站为了节省一根输电线，常采用这种制式。这种输电线对地不对称，对邻近的通信线路产生很大的电磁影响，因此国家对这种输电方式限制其发展，数量极少。2,交流电气化铁路供电系统从电力系统向电力机车供给电源的全部装置，总称为交流

5、电气化铁路的供电系统，其中主要包括牵引变电站和接触网两部分。其原理如图7-2所示，从110（或220）KV输电线路将高压电源引人牵引变电站，把电压降至1927.5KV,经馈电线接触网供给电力机车上的变压器，再经铁轨和大地回归牵引变电站。在机车上经变压器再次降至700800V,由整流器、平波电抗器为平稳直流，驱动电机，传动车轮。RS1区域变电所或发电厂2三相高压输电线3牵引变电站4叫瞧电嬲£接触网8钢轨T一回流线8电力机军|图7-2一次供电电系统与牵引供电系统原理图由于该系统始终工作在不对称的情况下，即使在正常工作的时候，也会有严重的不平衡电压和电流出现，对邻近的通信线路产生经常性电影

6、响和磁影响。3.直流输电系统直流输电是从一地将交流电变换为直流电，输送至另一地，再将直流电变换为交流电，它由两个换流站和直流线路组成输电系统。对邻近的通信线路及地下电缆均产生很强的电磁影响。7.1.2强电线路对通信线路影响的分类1.从强电影响对通信产生的危害后果分从强电影响对通信所造成的危害后果来说，可以把通信线上的强电影响分为危险影响和干扰影响两类。（1）危险影响在通信线路上，由于强电线路所产生的感应电压或电流足以影响维护人员、使用电信人员的健康，甚至危及其生命安全，或损坏通信设备，以引起机房火灾或铁路信号装置的错误动作等，这类影响统称危险影响。（2）干扰影响在通信线路上，由于强电线路所产生

7、的感应电压或电流足以破坏通信设备的正常工作，在电话回路中形成杂音、数字传输失真、图象传真模糊不清等现象，统称干扰影响2、从物理概念上分高压输电线路对通信线路的影响，从物理概念上可分为电磁感应影响（磁耦合影响）、静电影响（电耦合影响）和地电流影响（电阻耦合影响）三个方面。（1）电磁感应影响高压输电线上的交流电流，在导线周围产生随时间而变化的交变磁场，通信线路与高压输电线路接近时，高压输电线所产生的磁通便有一部分与通信线路的导线（或架空电缆）相交链，因而在通信线路上产生磁感应电动势，这种现象称为电磁感应影响，也称为磁耦合影响。（2）静电感应影响带有电压的强电线其周围存在着静电场，当通信线路与高压输

8、电线接近时，通信线路与高压输电线以及通信线路与大地之间存在着电容量，所以在通信线路上的静电感应电压，实际上是通过与高压输电线之间的电容耦合而产生的，这种现象称为静电感应影响，也称为电耦合影响。（3）地电流影响交流电气化铁路接触网，两线一大地制输电线和三相对称中性点接地的输电线路，当在正常运行状态或在短路接地状态时，都有工作电流或短路电流通过大地使大地上各点产生。电位差，因此它对邻近的单线通信回路，电信局（站）的接地装置和地下电缆等都产生电位差，这种现象，称为地电流影响，也称为电阻耦合影响。上述几种影响所产生的感应电压或电流可以通过理论计算出具体的数值，也可以通过测试得出，其数值若超过允许标准的

9、范围，必须采取措施将其危险影响消除或减小。7.1.3防止强电影响的措施1 .通信线路方面采取的措施1 .迁移或改道，远离强电线路或保持规定的隔距。直埋电缆线路和管道电缆线路与电力线交叉跨越和平行时的最小净距，如表7-1;架空电缆线路与电气设施交叉跨越和平行时的最小净距，如表7-2。表7-1地下电缆与电力线平行交越时最小净距最小间隔距离（m）平行时交越时35KV以下0.50.535KV及以上2.00.5表7-2架空电缆与电气设施交叉跨越或平行时的最小净距1顺供电线的电压（KV）最小垂直净距（mj）最小水平净距（m备注供电线有防雷保护和架空地线装置时供电线无防雷保护和架空地线装置时11以下1.25

10、1.251.0最高线条到供电线条21102.04.02.0最高线条到供电线条3203.05.02.0最高线条到供电线条435443.05.03.0最高线条到供电线条5601103.05.04.0最高线条到供电线条61544.06.05.0最高线条到供电线条72204.06.05.5最高线条到供电线条8电气铁路2.09电车馈电线1.2510电车滑行线通信线路不允许架空交越1.选用塑料护套外加双层钢带绐纹纵包铠装聚乙烯护层的电缆，提高电磁屏蔽性能。(3)架空通信电缆线路上方有跨越的10KV以下的电力线、低压用户线，不论其净距是否达标，均应做安全保护措施。安全保护措施有架空保护线、三线交叉保护管、绝

11、缘保护夹板等。同杆架设多条电缆，钢绞线第一道与第二道之间净距不到40厘米的上下两条线路均要做安全保护措施；超出40厘米以上的，上做下不做安全保护措施。(4)电缆屏蔽层连接良好，并可靠接地。(5)架空线路吊线及交接、分线设备做好接地。(6)通信线路上感应出危险纵电动势时，为了维护人员和设备的安全，在通信线路上安装放电管是一种保护措施。放电管装于通信线与大地之间。它是根据气体放电原理制成的，是一种过电压气体放电元件。当放电管两极间加上一定电压时，两极间形成不均匀电场，在电场作用下气体开始游离，当处加电压很快增大并达到点火电压值时，气体由绝缘状态变为导电状态，放电管开始由辉光放电很快转入弧光放电。当

12、外加电压消失后，气体很快又恢复到原来的绝缘状态。所以利用这一特点，把它安装在通信线路上，当通信线路上感应产生的电压达到或超过放电管的放电电压时，放电管就立即放电导通接地，使通信线路上的感应电压降至容许值，因此保证了人员和设备的安全。放电管不仅可以防强电感应造成的过电压，同时也可用于防雷保护。2.强电线路方面采取的措施(1)采用良导体架空地线将强电线路杆塔上防雷架空地线换成良导体(如钢芯铝绞线)地线，是降低磁影响的重要措施。架空地线对磁影响具有屏蔽作用，具屏蔽效果与下列因素有关。1 .架空地线的电阻越小，屏蔽效果越好；2 .架空地线的接地电阻越小，屏蔽效果越好；3 .架空地线的架设位置越靠近强电

13、导线，屏蔽效果越好。(2)安装吸流变压器吸流变压器是一种容量为数百千伏安的特种电力变压器，使用时安装在交流电气化铁道接触网中，它的作用是迫使由钢轨一大地返回牵引变电所的电流，大部分改由回流线或钢轨流回变电所，减少交流电气铁道对通信线路的磁影响。吸流变压器装置方法有两种，一种为吸流变压器一钢轨方式，如图7-3所示；一种为吸流变压器一回流线方式，如图7-4,所示1一搔触网2钢轨3吸端变压器4绝境轨缝图7-3吸流变压器钢轨方式777777777777777777777777777777】一接触网芝一钢轨3吸流变压器4一回流线5吸上线图4吸流变压器一回流线方式/Z/Z/-7777777777777T7

14、777卜I吸流变压器一钢轨方式，要求在变压器处作钢轨绝缘，并将吸流变压器的次级线圈用接进去，使大部分电流保持在钢轨内，而吸流变压器的初线线圈用接于接触网中。由于这种方式钢轨对地存在漏电，使钢轨电流幅值比接触网电流小，两者在通信线路上产生的感应影响的抵消作用差些，所以防护效果低，一般不被米用。吸流变压器一回流线方式，它是采用专门的导线作为机车电流的回流线，即将吸流变压器初级线圈用接于接触网中，次级线圈用接在回流线中，并在相邻两台吸流变压器的中点，用吸上线将回流线和钢轨相连，迫使回归电流沿着回流线回到变电站。回流线中的电流和接触网中电流不仅方向相反，且幅值也接近相等，抵消作用大，防护效果好。有吸流

15、变压器与无吸流变压器时，通信线路中感应纵电动势的比值，称为吸流变压器的屏蔽系数。有回流线的情况，屏蔽系数变化范围在0.5至0.05之间，有时可达到0.025。交流电气铁道接触网装设吸流变压器既可减轻危险影响，又可减轻干扰影响。7.2雷电对通信线路的影响及防护雷电是自然界的重要电磁影响来源。通信线路遭受雷击时，雷电流会沿着线路传输，严重时会使几公里乃至几十公里范围内的通信线路发生故障，全部或部分电路中断，甚至危及人身安全。特别是地下电缆埋设在土壤中，发生雷击故障后，查找及修复都比较困难。7.2.1雷电对通信线路的危害1 .雷电的一般概念雷电是大气中巨大的静电放电现象，雷雨前，天空中带电的乌云叫做

16、雷云，它是产生雷电的根源。雷云往往带有某种电荷，由于静电感应的作用，使得与它邻近的乌云或在它下面的地表面及地上物体带有等量的异性电荷，于是在它们之间形成静电场。当电场强度达到足以击穿空气的绝缘时，立即放电，出现耀眼的闪光。同时，空气中的水分在电火花的作用下分解，空气迅速膨胀而产生爆炸，发生巨响，形成雷电现象。雷云的高度一般为0.63km。雷电时的放电电荷量通常为2050库仑，放电电流一般可达2050千安，有时可达200千安，放电能量平均为3000千瓦小时。放电时的能量约有99%肖耗在闪电的通道上，但着雷地点受到的能量仍有可能达到105千瓦的功率，其危害是十分严重的。雷电对通信线路的危害,可分为

17、直击雷和感应雷。当雷电直接击中线路设备并通过它入地，称为直击雷；若雷电击中线路附近大地上的其它目标，或只在线路上空的云间放电，使线路因电和磁的感应产生过电压时，称为感应雷。直击雷能在线路上产生高达数万安培的电流、数万伏的电压，因而造成的危害非常严重；而感应雷一般危害较轻，但发生的机会较多。2 .电缆遭受雷击的现象当雷云对大地放电时，如果直接击中电缆线路设备并通过它入地的直击雷，会产生数万安培的电流、数万伏的电压，使几千米甚至几十千米的电缆遭到破坏。地下电缆如在落雷点附近埋设，那末，雷电电流就会从落雷点向四面八方扩散，当地中雷电电流达到一定数值时，土壤被电离，产生电弧并成为导体，雷电电流通过变成

18、导体的土壤使电缆受到破坏。通信电缆经常沿一些建筑物或树木埋设，特别是一些乔木，树根长得很长，甚至有的缠在电缆上把电缆都勒束变形；而有的树根还可能进入电缆管孔内，如果建筑物或林木遇到雷击，雷电电流会通过建筑物或树根放电，泄漏到电缆上，烧坏电缆的外皮和心线。即使在城市里，虽有很多高大的建筑物，也常有遭受雷击的现象。雷击后，严重时电缆被烧断。通常雷电电流会沿芯线一直流到测量室，甚至把总配线架的直列烧坏。当雷击电缆时，闪电温度极高，往往烧坏外护套，有时护套也可能未受到损坏，而电缆内芯线却发生了故障。如果用户引入线遭到雷击，雷电电流沿引入线经分线设备而进人电缆，使芯线间或芯线与屏蔽层间的绝缘损坏而产生混

19、线、接地障碍。也有这样的情况：雷电电流流入电缆，芯线被烧断而产生断线障碍，这种断线很多发生在接头处，接头时接续不良，接续电阻较大，雷电电流流过时产生高温或火花把心线烧断。3 .电杆遭受雷击的现象木杆遭受雷击，有的是全杆破裂，有的是杆梢被击裂。主要原因是雷电流流经充满湿气的木质纤维时，大量湿气受热迅速膨胀，使木杆爆裂。装有避雷线和接地电阻很小的木杆，很少被击坏。水泥杆内部有钢筋，相当于装有避雷线的木杆，也很少遭雷击。7.2.2通信线路的防雷措施1,全塑电缆敷设在市内建筑物稠密，地下金属管线多的地区，一般可不考虑防雷措施。在效区或空旷地区敷设的全塑电缆，应了解并根据电缆敷设地段的年平均雷暴日数、土

20、壤电阻率、地理环境等因素以及历年落雷资料，采取必要的防雷措施。2 .在雷暴日数大于20的地方敷设全塑电缆应避开以下地区：(1)曾经落雷特别是重复雷击过的地方。(2)雷电多的山区。(3)地形地貌及地质呈现“边界”和突变现象的地区。(4)临江侧的山坡和向阳坡。(5)与孤立大树或电杆拉线以及其他接地体间的净距不应小于5m若电缆路由必须从它们附近通过时，则电缆与孤立大树或其他接地体根部的净距应分别满足表7-3中的规定。表7-3电缆与大树和接地体间的净距距土壤电阻率QMX一一净目项电缆与孤立大树问防雷净距(m电缆与接地体根部间的防雷净距(m<10015101015002015>5002520

21、3 .通信电缆线路可采用的防雷措施(1)架空通信电缆线路避雷线避雷线是杆路设备最常用的防雷措施。其方法是在杆梢以上立一根金属棒,并用导电良好的引线，接于埋在地下的接地装置。避雷线的优点是简单易行，效果较好。避雷的原理是当雷云在接近地面时，地面上产生的感应静电通过避雷线放电，而不再通过被保护物放电，从而保护了电杆的安全，并使避雷线周围一定范围内的设施也可以在其保护范围。但是，其保护范围是有限的，因为避雷线的有效高度有限，具保护范围遮盖不了架空线路的全部设备，所以电杆避雷线的作用，基本上只保护了电杆本身。由于雷电流数值很大，避雷线必须具有足够的截面，因此采用4.0铁线做避雷线是最低标准。避雷线的地

22、下延伸部分应埋在离地面700mmz下，延伸线的延伸长度及接地电阻要求见表7-4。电杆避雷线的装设应符合本地网通信线路工程验收规范的要求。表7-4延伸线延伸长度土质一般电杆避雷线要求与10KV以上电力线交越杆避雷线要求电阻（Q）延伸（m电阻（Q）延伸（m沼泽地801.0252黑801.02531粘土地1001.5254|砂粘土1502255砂土2005259系统接地。在雷暴日数大于20的空旷地区或郊区，全塑电缆应做系统防雷接地装置，达到防护的目的。具体作法是除电缆金属屏蔽层两端接地，中间的接头处均需连通外，还应每隔2公里左右将电缆屏蔽层和电缆吊线做一处接地。上述接地位置应尽可能在全塑电缆接头处，

23、避免增加接头数量和施工费用。在雷暴日多的地区，应缩短接地装置的间距或改善屏蔽层接地装置的接地电阻，以提高防雷效果。架空电缆吊线、全塑电缆屏蔽层接地电阻应符合表7-5要求。表7-5吊线、屏蔽层接地电阻土质普通土砂粘土砂土石质地阻备100Q-m以下101300Q-m301500Q-m500Q-m以上称名设电地接率阻电壤架空电缆吊线20Q30Q35Q45Q全塑电缆屏蔽层20Q30Q35Q45Q分线箱10对以下30Q40Q50Q67Q20对16Q20Q30Q37Q20对以上13Q17Q24Q30Q装设保安器在雷击区中的架空全塑电缆，具分线设备及用户话机均应有保安器装置。分线设备可采用带有保安器装置的分

24、线箱。分线箱接地线接地电阻要求如表7-5o(2)地下通信电缆线路1.系统接地每2km处断开铠装层(接头部位)，与架空电缆相同作一次保护接地。接地装置接电阻一般要求不大于5Q,当大地电阻率大于100Q时，可为10Q。1 .电缆上敷设排流线在雷击区的直埋全塑电缆，应在其上方30cm处平行敷设一条或两条排流线，对于土壤电阻率大于100。rn的地段，敷设单条排流线，如图7-5(a)所示；电阻率小于100。-m的地段敷设双条排流线，如图7-5(b)所示。排流线一般宜采用截面积不小于50mm2勺镀锌圆钢。对于雷暴日较多、雷害较严重的地段，排流线截面积可适当增大。排流戕单条排流线Cb）双条排流线图7-5排流

25、线敷设示意图安装消弧线全塑电缆路由附近如有孤立大树。电杆或高塔等引雷物时，应采用加装消弧线或避雷针等措施，减少电缆与引雷物之间的电位差，使雷电流通过消弧线入地，从而保护全塑电缆的安全。消弧线的作法如图7-6所示。当电缆和树木间距离大于25m时，可不用消弧线；如果电缆与大树等物间距离小于5m就是做了消弧线也无用，这时要考虑其它防雷方法，如砍去大树或搬迁这些障碍物。(b)府视图单位：m图7-6消弧线7. 3通信线路的防昆虫、防鼠通信电缆遭受昆虫、老鼠的危害已屡见不鲜。由于虫、鼠的啃咬，致使电缆防护层遭到破坏，轻则使电缆不能保气，潮气侵入电缆内，绝缘降低影响通信质量，重则咬破绝缘层或咬断芯线，致使通

26、信中断，所以电缆护层的防虫、防鼠是线路防护的项目之一。8. 3.1虫、鼠类对电缆外皮损坏的原因及危害1 .虫、鼠类对电缆外皮损坏的原因昆虫损坏电缆外皮的原因1 .寻找食物过程中发生的破坏行为2 .误将电缆外皮当作食物。3 .寻找作茧化蛹的场所及材料。4 .寻找栖息或繁殖后代的地方。5 .老鼠损坏电缆外皮的原因6 .老鼠都具有啃咬磨咬磨牙的习性。7 .为了寻找栖息和繁殖的场所，在打洞的过程中遇到地下电缆阻碍8 .为了寻找食物，在打洞过程中遇到地下电缆阻碍。2 .虫、鼠类对电缆危害1 .鼠类对电缆的危害鼠类对人类的危害很大，给人类的生活和生产带来的损害是多方面的，它们盗窃粮食、咬坏物品、毁坏作物等

27、等；同时也损坏通信电缆。老鼠活动的范围也很大，有的活动在田野里、有的在园林处、有的在住宅、仓库或地下室中。在电缆管道、隧道和电缆暗渠里也常发现有老鼠。啃咬电缆的鼠类很多，它们的牙齿球琅质特别坚硬，啃咬能力极强。对室内电缆、直埋电缆和管道电缆都有损害的可能。1 .虫类对电缆的危害通信电缆在一些省、市常受到虫类的损坏，特别是南方一些省、市有的电缆损坏是相当严重的。损坏电缆最严重的虫类是白蚁，白蚁的种类很多，在我国已发现有几十种，如家白蚁、大白蚁、散白蚁等；还有一些虫类如木蜂等，对电缆也有一定的危害。白蚁主要是对地下电缆的危害。白蚁在电缆上蛀成不规则的孔洞，有时还危及电缆芯线。白蚁蛀损直埋电缆的主要

28、特点是：挖出损坏的电缆时，在损坏电缆表面可以发现白蚁的活动，电缆表面在未清理时，可以看见蚁路、泥被或者是家白蚁的灰白色分泌物。在蛀损的电缆地段周围可以找到白蚁的生活巢穴：如房屋、木杆、木桥等物。被白蚁蛀损的电缆上蛀成的孔洞，呈不规则形状或为蛀蚀点，在蛀损孔洞边缘，可见被白蚁啃咬的齿痕。木蜂也叫竹蜂、竹木蜂、野蜂、黑蜂、乌蜂、铁胡蜂等木蜂。木蜂主要是对架空电缆有蛀损破坏作用。木蜂蛀损电缆是误把电缆当成竹竿，为其寻找繁殖场所，并非为吃电缆护层。7.3.2通信电缆线路防鼠措施1.在选择电缆线路路由时和施工当中，应采取一定的防鼠措施。首先要了解鼠类活动的规律，尽量避开鼠类活动地区和栖息地段。在无法避开

29、时，可采取适当的保护措施。例如：适当的埋深电缆，电缆外面加硬管或线槽保护，室内电缆槽的两端做好密封措施，暗渠两端堵严等等。2,采用防鼠的硬护套塑料电缆。在有鼠害的地区，采用硬质聚氯乙烯做护套，由于这种材料的硬度大大提高，老鼠啮咬困难，从而达到防止鼠害的目的。3.采用护套含驱鼠药物的电缆。采用驱鼠药物是保护电缆免遭鼠类危害的常用方法之一。国内外有许多不同的方法，例如药物泡沫塑料护套防鼠电缆，是在电缆的外护套粘包了一层含有驱鼠药物的泡沫塑料。7.3.3通信线路防昆虫措施1 .采用防白蚁电缆也就是说采用具有防白蚁性能的电缆。一般有两种：一种是半硬质聚氯乙烯塑料护套防蚁电缆，这是机械保护型的防蚁措施，就是采用白蚁蛀咬不动的材料做电缆的外护套。半硬质聚氯乙烯塑料护套防蚁电缆增加了护套的硬度，使白蚁咬不动，从而防止白蚁损坏电缆；还有一种药物型防蚁电缆，药物型防蚁电缆就是在护套材料（聚氯乙烯、聚乙烯）中加入一定剂量的防蚁药物的电缆，防蚁药物是对白蚁具有毒杀或驱避作用，这样可以保护电缆不被蛀损。国内外的实践证明，选择合理的药物和浓度，有效期估计可达十几年或更长一些时间。2 .生态防蚁法所谓生态防蚁，就是根据白蚁的活动规律和生活条件，选择白蚁不能生长的地方敷设电缆。在路由选择时，电缆埋设尽量避开白蚁生活的地方，例如在水浸地通过，因为这种地方白蚁不能生存，所以可免蚁害。塑料电缆还可以采用水泥浆