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远距离光缆通信线路的防雷分析
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　　摘要：随着通信技术不断的发展，光纤通信技术也在不断的发展，光纤通信已被广泛应用到不同领域。光纤通信技术在通讯领域中的应用，为通信领域带来的更为广泛的前景。虽然光缆本身具有防雷特性，但是其却易受人为、自然灾害和金属碰撞等因素的影响，而使其易被大地上的雷电击中，以致于使光缆通信线路被损坏，使其无法正常发挥其通信作用。本文主要对雷电概况进行分析、光缆通信线路雷击原因、长距离光缆通信线路防雷措施等方面出发，对远距离光缆通信线路的防雷进行分析。中国论文网 /6/view-3511789.htm　　关键词：远距离；光缆通信线路；防雷　　随着光纤通信技术不断的发展，其凭借其独特的优势，在越来越多的领域应用，并被越来越多的人所关注。然而其在通信领域应用过程中，常会受雷击的影响，而造成光缆机械损伤，致使通信中断。在这种情况下，有必要对雷电相应状况、光缆通信线路雷击原因进行分析，并采取相应措施，以解决电缆雷击问题。如何做好远距离光缆通信线路防雷工作，已经成相关部门值得说的事情。　　一、对雷电概况进行分析　　雷电产生过程中，云层会不断的翻转。在翻转过程中，空气中的尘埃和冰晶等物质也会随之翻转并经历复杂的过程。物质在翻转过程中会带上正电荷和负电荷。正常情况下，带负上相同电荷的时候，物质质量会较重，其会到达云层底部，一般为负电荷。而当物质带上正相同电荷的时候，其质量较轻，会处在云层上端，其一般为正电荷。在这种情况下，当同性电荷汇聚到一起的时候形成带电中心。一旦当带电中心之间的空气被强大的电场击穿，其就会形成闪电。带负电荷的云层向下靠近地面，地面的突出物、金属等也会被感应出正电荷。这时如果电磁场呈现增强趋势，雷云向下就会形成下行先导，地面物体就会形成向上的闪流，一旦两者相遇，就会产生对地电流，就会给通信线路带来不同程度的损坏。　　二、光缆通信线路雷击原因　　光纤本身是不具有导电性的，且其可以避免冲击电流的的击中，但是其却受架空金属附件碰撞、自然灾害、人为的影响而使光缆通信线路被冲击电流击中。为了避免冲击电流的击中，常会在光缆表面设置金属装层、加强芯及铜线等金属导体。当电力线接近短路或是雷击电击中光缆中金属构件的时候，是能感应出交流或是浪涌电流的。一旦感应出交流或是浪涌电流，就会造成光缆通信线路设备破坏，甚至给周围的人们带来安全隐患。雷电是通过寻找阻抗最小路径来释放雷云电荷的，其在释放雷云电荷的时候会与地下异性电荷中和，会对周围建筑物有一定影响。一旦雷击中附近建筑，落雷点的电位就会随之升高，而光缆也会延伸到很远。在这种情况下，可以将远端电位看作0，雷击附近光缆电位也可以看作是0。这样落雷点与光缆之间就会形成较大的电位差，一旦电位差超过落雷点与光缆外层间的耐压强度，雷电就会击中保护层并形成一条电弧通道，并沿着通道将大量的雷电涌向光缆，进而损坏光缆；光缆在施工过程中，易将PE损伤，使得光缆中金属元件暴露。一旦元件暴露，器就会将强电或是雷电荷引入光缆。加之光缆本身会因金属外套、加强芯或是铜线地绝缘较低、地形突变、突然电阻变大而造成光缆损坏；光缆与埋设长度也是有一定关系的，光缆越长，其受到雷击的可能性就会越大，但光缆在同一地域同一时段的落雷概率较小，毕竟其不存在雷击电压叠加问题。有研究表明，雷电流可以沿着光缆传送1～2km，雷击电流与被击点越近，其远冲击电压就越低。就雷击电缆实际状况来看，雷击波及的范围一般为几十米或是几百米，但是应该注意的是雷击范围内的光缆耐压指标是不一致的，很可能会给光缆运输施工带来一定隐患。　　三、长距离光缆通信线路防雷措施　　1.设置地下防雷线　　地下防雷线在光缆通信线路中有重要作用，其不仅能屏蔽雷电，也能凭借防雷线中的电流对防雷效果进行判断，其电流越大，防雷效果就越好。在埋设防雷线的时候，一般会选用有色金属线，毕竟其线阻抗脚小、耐腐蚀、寿命长、防雷效果好。因地下防雷线属于直埋光缆，在埋设防雷线的时候，也应该注意相应问题。要注意突然电阻率问题和保护区距离问题。光缆通过的时候必须保证其土壤电阻率在100m以上。因其要保护的地区较长，选用材料的时候最好选用72/2.2镀锌钢绞线或是6mm镀锌钢筋，并平均敷设两条以上距离为40cm的防雷线，以便更好的将雷电引设到两千米左右的区域内。　　2.系统接地与地电位悬浮式方法　　要想更好满足防雷需求，必须在金属护套、金属加强芯及铜线，埋式光缆头处采用电气连接方式，并将其作为系统接地。系统接地的最大优势是将感应电流引入地下，然而其在实际应用过程中接地装置比较多，所需费用和维护量比较大；也可以在电气上将接头处一端金属护套和加强芯连接在一起并作接地处理。这种方式的最大优势是可以避免了电流长期在光缆中进行长距离累积，而使光缆受到破坏，同时期也能将感应电流以最快的速度引入地下，保证通信电缆线路通信安全。然而这种方式使用的接地装置也比较多，其费用也较高；也可以在电气上对光缆接头处两端和光缆终端金属套和金属加强芯进行绝缘，保证其与地不接触并处于绝缘状态。这种方式的最大优势是能避免光缆中感应雷电流的积累，也能避免防雷排流线和光缆中金属构件对地阻抗差异常而诱导雷电流进入光缆。正常情况下，这种方式一般会选用电位悬浮式处理方法进行处理。而在实际应用中，其一般是用来保护无金属芯光缆。　　3.阻缆诱导雷电　　阻缆诱导雷电是指光缆通过在电气上的地浮空来阻断光缆中金属构件对雷电的诱导，以避免光缆被雷电击中。当光缆内的金属构件处于接地状态的时候，每一段金属构件都是相连接的，其一般会在中间点或是在机房内接地。一旦接地，就会出现高地电阻地区，甚至会出现局部低电阻率土壤带，而这种电阻率土壤带会对雷电是强烈诱导作用的。在这种情况下，其很可能引雷直击光缆；电位超过一定范围会击穿光缆外面的塑料保护套，会使光缆中的金属裸露接地，使得电弧和雷电流产生热效应和气垂效应，两种效应结合在一起会给缆线造成毁灭性的破坏。而浮动状态下的光缆金属构件对雷电是没有诱导作用，即便是雷击大地使光缆出现漏斗电位区，电位也不会对光缆有所影响的，也不会出现电弧击穿。因此，在对光缆线路进行设计和施工的时候，最好对光缆接头进行机械连接，并在电气上将其断开，以避免光缆被雷电击中。此外，在生产运输和施工环节，要做好PE层保护工作，以保证地绝缘，使光缆全线处于良好的浮动状态。　　结束语：　　光缆通信线路作为通信工程重要组成部分，其通信线路能否正常运行直接影响通信质量。光缆通信线路虽然不受雷击的干扰，但却容易受雷击大地的影响，一旦雷击大地，电位差就可能超过落雷点与光缆外层间的耐压强度，就会使光缆通信线路受损，特别是对长距离光缆通信线路来说，其更容易受雷击而造成线路损坏现象。在这种情况下，就应该对光缆通信线路受损原因进行分析，并采取相应策略。　　参考文献：　　[1]伊雪.森对光缆线路防雷接地技术的研究[J].中国新技术新产品.2011.(23)　　[2]胡红华.光缆通信线路防雷设计与安装[J].光纤与电缆及其应用技术.2004.(04)　　[3]揭水平,高瞻,徐剑.架空光缆线路的防雷措施[J].通信与信息技术.2011.(01)　　[4]胡红华,谢兆鸿.光缆通信线路遭遇雷击机理及其防雷对策[J].武汉工业学院学报.).　　[5]康鹏,何金良,曾嵘.青藏线格拉段和同纬度平原雷电活动规律比较[J].高电压技术.2005.(12).
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光缆如何防雷击
　　近年，高速公路机电工程中的电子设备和通信电缆等遭雷击现象时有发生，已经引起有关部门的重视和采取相应的措施防范。但是高速公路机电工程中使用的光缆和光传输设备的防雷，尚未得到足够的认识而加以防范。
　　不少人认为，光纤是非金属材料制成，其传输的是光信号，不是电信号，不受电磁干扰，亦不会受到雷电的袭击。一般说来，就光纤本身而言，是可以不考虑雷电灾害和强电影响，但是，作为通信线路使用的实际媒质--光缆，考虑到其在通信管道、直埋乃至架空等的施工方式，要经受各种的拉伸、冲击、挤压、弯曲、扭转和高低温的影响和各种环境下的应用，因此，在制造光缆时，就要增加金属铠装或钢丝加强芯线等工艺，形成适应各种环境下使用的多种光缆。
　　实践证明：雷电也会对光缆造成破坏。据报道某电信局架空光缆09+1号接头内的3号光缆被雷电流熔断，4号光缆有长约2CM涂覆层被烧光，玻璃纤维裸露，其光纤被烟熏黑，密封胶膏溶化，接头盒两端固定加强芯螺栓处有明显的电弧灼痕迹。究其原因，光缆被雷电破坏主要有两种：一是雷电直接对光缆的金属铠装护层（或光缆的金
属芯线）发生作用，从而造成光缆损坏，此种情况多见于光缆架空场合；二是雷电袭击光缆附近的金属件，即雷电对地放电，造成雷电峰值电流在光缆周围大地流过，致使土中产生巨大的热能，并形成一股巨大的冲击力，使光缆变形造成损坏，此种情况多见于埋地光缆场合。
　　随着通信技术的发展，高速公路机电工程中，将越来越多地使用光缆代替金属线缆，特别是高速公路的通信干线线缆被光缆替代是必然趋势。因此，在高速公路机电工程中，光缆的防雷电袭击不可掉以轻心，也须引起足够的重视，采取必要的防护措施。一般来说，在高速公路机电工程中使用的普通金属线缆的防雷电措施，也都适用于光缆。但是，对于具体场合的应用，还应该注意光缆自身的特点，采取相应措施方能达到事半功倍的效果。
　　按雷电环境选光缆
　　对于雷电多发地区的通信线路，应注意选择具有高强度绝缘介质的、防雷特性较好的光缆。一般线缆绝缘强度达到20KV以上时，才能保持5S不被雷电击穿而损坏。又如多层金属护套结构的光缆，其防雷疏流能力明显优于普通光缆，承受雷击峰值电流可达100KA以上。在雷击特别严重的路由，也可选用无金属的光缆，它的加强芯是高强度的尼龙线，能防雷电，但是此类光缆抗拉防潮和防虫咬性能不理想，所以没有得到广泛使用。
　　金属护套接地
　　将直埋光缆的金属护套在接头处集中接地，使金属护套连通并形成多点重复接地的模式，有助于防雷击。一般光缆每2KM左右作一次接地，接地电阻应在10欧姆以下。另外，在每段光缆的终端，还应将光缆的金属护套直接或通过避雷器接地。
　　多雷区应设避雷针天线
　　对于雷击多发地区（雷暴区）适合此法。一般说来，当避雷针天线高度为H时，其保护范围的半径为3~5H，其避雷针天线防雷原理与普通防雷相同，但要注意避雷针天线的接地点应距离直埋光缆20M左右，以免雷电入地泄放时危及光缆。
　　在直埋光缆上方敷设屏蔽线
　　直埋光缆应尽量避开杆塔和孤立的大树，实在避不开时，可采取在光缆上方30CM左右敷设屏蔽线（排流线），布放一条或多条6~8MM的镀锌钢线或镀锌钢条。在采取两条排流线时，一般放在光缆上方的两侧。排流线的作用是降低地电位，屏蔽以减弱光缆附近的感应电动势，达到分流目的，以减少雷电流对光缆的侵害。
　　架空光缆的吊线绝缘和接地
　　在架空光缆的使用场合，光缆悬挂钢绞线下，由于钢绞线与光缆相距很近，且经挂钩与光缆接触，因此钢绞线遭雷击时，也会因放电而烧毁光缆，因而要注意光缆与吊线间采用绝缘线绑缚。且要将吊线作接地处理。两端接地或多点（间隔）接地的吊线具有架空地线的磁屏蔽作用，能减轻光缆遭雷击的可能性和损坏程度。
　　光缆金属加强芯的电气断开
　　依照YDJ-91规定，现使用光缆线路的金属加强芯一般采用电气断开方式，即在光缆施工过程中防止加强芯与其他金属构件搭碰，避免雷电对加强芯线的放电而损坏光缆。从彼德逊规则可知，雷电波对终端开路的不均匀点发生作用时，其折射波电压比入射波电压要高2倍，击穿耐压不高的绝缘。因此，还应注意选用绝缘强度高和承受机械压力大的光缆。
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