光缆的强电和雷电防护

1、光缆的强电 ? 和雷电防护 ?随着光纤通 ? 信技术的迅 ? 速发展，在加紧建设 ? 光纤通信的 ? 同时，光缆的防、护，应当在光缆 ? 建设和维护 ? 工作中引起 ? 重 视。一、强电和雷电 ? 对光缆的影 ? 响光缆中的光 ? 纤是非金属 ? 材料，传输的光信 ? 号不受外界 ? 电磁场的干 ? 扰，所以在光纤 ? 部分可以不 ? 考虑强电和 ? 雷电的 影响 ? 。但由于绝大 ? 多数在用光 ? 缆并不是无 ? 金属光缆，其中 包含有 ? 金属材料，如金属加强 ? 芯、金属护套等 ? 。因此有金属 ? 构件的光缆 ? （简称金属光 ? 缆）线路会受到 ? 强电和雷电 ? 的 影响。1.

2、强电对光缆 ? 的影响和防 ? 护措施强电线路靠 ? 近金属光缆 ? 时，会在光缆内 ? 铜线、金属加强 芯? 、金属防潮层 ? 、金属护套等 ? 金属构件上 ? 产生感应电 ? 动 势和电流 ? ，当其达到一 ? 定强度时就 ? 会损坏光缆 ? ，危及人身 安 ? 全。光缆受强电 ? 影响主要有 ? 三个方面： 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。 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

3、势，在超过安全 ? 电压的规 定? 值时会危及 ? 人身安全。 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2? 0000V ?。按CCIT? T建议K 1？ 3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6

4、0 %,即为200？ 00 X60 %= 12000 ? V。光 缆金属构？件上长期影？响的纵电动？势允许值，按CCIT？ T关于 通信线？ 路防止电力 ？ 线路有害原 ？ 则和国家标准 ？ “GB 683086” 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。防强电措施？：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 1？ 2000V ？ 和 60V 。 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

5、保 证人身？安全。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 ？ 。 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）。增加光缆P? E外层厚度？，以提高光缆？ 护套的绝缘 ? 和耐压强度 ? 。2. 雷电对光缆 ？ 的影响和防 ？ 护措施金属光缆的 ？ 雷电的作用？ 下，会在其金属 ？ 构件上产生 ？ 感 应电流、纵电动势，使金属构件 ？ 熔化，外护层击穿 ？ ，光纤损 坏，甚至中断通 ？ 信。光缆受雷

6、电 ？ 影响主要有 ？ 以下几个方 ？ 面：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。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 ？。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。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 ？

7、通信。防雷电措施？：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 ？ 。在光缆上方？敷设防雷线？。当大地电阻？率小于50? 0 Qm时，敷设一条 防？雷线；当大地电阻？串大于50? 0 Qm时，敷设两条防？雷 线。采用架空光？缆吊线间隔？接地，一般500？ 1000m ？接 地一次。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。二、光缆防强电 ？ 和防雷电技 ？ 术的发展目前光缆的 ？ 防强电、防雷电问题 ？ 已经引起了 ？ 有关方面极 ？ 大的重视，进行了不同 ？ 程度的研究 ？ ，并提出两种 ？ 不同的防 护？ 措

8、施。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。对这两种防 ？ 护措施虽然 ？ 有争议，但资料表明 ？ 这两种防护？ 措施都很有 ？ 效。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

9、 维护工？ 作量。另外，光缆接头处 ？ 缆内金属构 ？ 件不连通，相当于 加了 ? 分割波波器 ? ，限制了感应 ? 纵电动势在 ? 光缆中长距 ? 离 的积累。三、我国光缆的 ? 防强电和防 ? 雷电措施我国光缆线 ? 路一般均为? 直埋光缆，大多都是在 ? 距公路较 近 ? 地址埋设，部分架在明 ? 线杆路上，并都与高压 ? 输电线、交 流电气铁 ? 道、地面各种建 ? 筑物形成了 ? 相互合理的 ? 关系，保 持有一定 ? 间隔距离，并在线路上 ? 采取了相应 ? 的防护措施 ? 。 根据国家现 ? 行的光缆防 ? 强电防雷电 ? 措施，结合线路实 ? 际情 况，主要应采用 ? 以下防强

10、电? 、防雷电措施 ? ：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？芯光缆或金？属光缆。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 ? ， 与其交相时？，交越角度应？在30度以？上。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 ？ 。在光线接头 ？ 处将缆 内金？ 属构件前后

11、？ 断开，不作电气连 ？ 通，并不作接地 ？ 处理。 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。光缆线路的 ? 防雷工作作不像同轴? 线路迅速光缆良好的 ? 防护性能使 ? 它的防雷工 ? 电缆和明线 ? 电路那样明 ? 显，因而在光缆 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 ? 线路遭雷击 ? 的情况时有 ? 发生。光缆线路具 ? 有很大的通 ? 信容量，而且最容易 ? 受 雷击的是 ? 直埋线路，抢修较为困 ? 难，因此一旦发 ? 生 障碍，将会造

12、成巨 ? 大损失。本文结合国 ? 内对通信线 ? 路的防雷规 ? 范，谈谈光缆线 ? 路的防雷保 ? 护。1 光缆线路 ? 落霞的原因 ? 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（如动物的啮 ? 咬，岩石、架空金属附 ? 件的碰撞， 猎枪损害以 ? 及其它自然 ? 的和人为的 ? 事件等）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。当电力线接 ? 近短路或雷 ? 击金属构件 ? 时，会感应出交 ? 流电或浪涌 ? 电流，伤害人身安 ? 全或破坏线 ? 路设备。雷电具

13、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 超过蒋雷 ? 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。光缆 线路在？施工中难免？损伤PE （聚乙烯）护套，另外鼠 咬、外力等

14、均可 ? 能造成光缆 ? 中金属元件 ? 暴露。这些 暴露点 ？ 易将强电或 ？ 雷电荷引入 ？ 缆中，造成损害。 笔 者曾参加 ？ 过一次省内 ？ 干线直埋光 ？ 缆雷击故障 ？ 的抢 修工作 ？ 。该光缆雷击 ？ 点距中继局 ？ 800m ，相距 20m ？ 有两处雷击 ？ 点，损伤情况基 ？ 本相同，光缆外皮和 ？ 护 套被烧毁 ？ ，光纤被全部 ？ 烧断。中继局终端 ？ 盒（该线 路光缆 ？ 接头处金属 ？ 构件作电气 ？ 断开处理）中固定加 强？ 芯和金属护 ？ 套的螺母被 ？ 部分熔化，光纤的涂覆 ？ 层被全部烧 ？ 掉，纤芯暴露，其中 6 根纤 ？ 芯已经被烧 ？ 断。 从落霄点

15、的 ？ 地形看，该地区属丘 ？ 陵地带， 距光缆 10 ？ m 左右有一 ？ 条河平行接 ？ 近，河边有一排 ？ 大树距光缆 ？ 很近。经分析认为 ？ 雷电是通过 ？ 树木或其它 ？ 途径引入 大？ 地击穿土壤 ？ ，由光缆外护 ？ 套破损点引 ？ 入金属护 套？ 和加强芯（该光缆结构 ？ 为加强芯位 ？ 于光缆两侧 ？ ）。资料表明，在以下情况 ？ 下，光缆线路容 ？ 易受雷击： 金属护套、加强芯或铜 ？线对地绝缘？较低的光缆 ?。地形突变、土壤电阻率 ？变化较大的？地带。光缆 与单棵 ？ 大树或高耸 ？ 建筑物隔距 ？ 不够时。2 防国的主 ？ 要措施对光 ？ 缆线路进行 ？ 防雷保护，

16、可以针对当 ？ 地的天气和 ？ 地形等自然 ？ 条件，有针对性 地？ 进行。通过对几例 ？ 光缆雷击故 ？ 障的分析，我们发 现在 ？ 光缆线路的 ？ 施工和维护 ？ 中应注意以 ？ 下几个问 题 ？ 。（1 ）对于架空光 ？ 缆： 接头盒通常 ？ 具有加强芯 ？ 可断可连的 ？ 结构，无 论采用电 ？ 气连接还是 ？ 断开方式，金属压板连 ？ 接结构 要优 ？ 于镙栓连接 ？ ，而镙栓横向 ？ 开孔优于纵 ？ 向开槽 结构 ？ ，这是选用接 ？ 头盒时应注 ？ 意的问题。 架空吊线应 ？ 电气连接并 ？ 每隔 2km ？ 进行一次接 ？ 地，接地时可直 ？ 接接地或通 ？ 过合适的浪 ？ 涌

17、保护装 置？ 接地。这样吊线具 ？ 有架空地线 ？ 的保护作用 ？ 。（2）对于理式光 ？ 缆线路的防 ？ 雷：局内接地方 ？ 式，光缆中的金 ？ 属件在接头 ？ 部位 均应连 ？ 通，使中继段光 ？ 缆的加强芯 ？ 、防潮层、铠装层保持 ? 连通状态。在两端局（站）内错装层，加强件应 接? 地，防潮层应通 ? 过避雷器接 ? 地。对于无业务 ? 铜线的光缆 ? ，依照 YDJ ? 14-91 的规 定 ? ，在光缆接头 ? 处防潮层、铠装层和加 ? 强芯应作电 ? 气断开处理 ? ，且都不接地 ? ，对地呈绝缘 ? 状态，可 避免光缆 ? 中感应雷电 ? 流的积累，也可避免由 ? 于防雷 排

18、流 ? 线和光缆金 ? 属构件对地 ? 回路阻抗差 ? 异而导致 大? 地中雷电流 ? 由接地装置 ? 引入光缆。实践证明这 ? 种方法简单 ? 有效，因为通常情 ? 况下，光缆（无绝缘不 良? 点和接头进 ? 水）中的金属构 ? 件对地绝缘 ? 值较 高，雷电流不易 ? 进入光缆。 终端盒的接 ? 地装置一定 ? 要良好，接地电阻要 ? 符合要求。因为终端接？地，同中分析相反？，光缆中的 金? 属护套对地 ? 电位为零，若室外光缆 ? 有护层破损 ? 点，相同条件下 ？ 雷电流易进 ？ 入光缆，如果接地装 ？ 置 不好，雷电流不能 ？ 迅速放掉，就起不到保 ？ 护作用。另 外，埋设排流线 ？ 和消弧线