光缆線(xiàn)路的防雷工(gōng)作(zuò)
光然良好的防护性能(néng)使它的防面工(gōng)作(zuò)不像同轴電(diàn)然和明線(xiàn)電(diàn)路那样明显,因而在光缆線(xiàn)路迅速发展的过程中(zhōng),安(ān)全接地往往波误解,甚至被遗忘。随着光缆的大量采用(yòng),近几年光缆線(xiàn)路遭雷击的情况时有(yǒu)发生。光然線(xiàn)路具(jù)有(yǒu)很(hěn)大的通信容量,而且最容易受雷击的是直埋線(xiàn)路,抢修较為(wèi)困难,因此一旦发生障碍,将会造成巨大损失。本文(wén)结合國(guó)内对通信線(xiàn)路的防雷规范,谈谈光缆線(xiàn)路的防雷保护。
1、光線(xiàn)線(xiàn)路落霞的原因
光纤具(jù)有(yǒu)不导電(diàn)性,可(kě)以免受冲击電(diàn)流。但為(wèi)了使高容量的光纤免受环境事件(如动物(wù)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為(wèi)的事件等)的影响,光線(xiàn)必须有(yǒu)铠装(zhuāng)元件,主要有(yǒu)金属铠装(zhuāng)层、加强芯和业務(wù)铜線(xiàn)等,它们都是金属导體(tǐ)。当電(diàn)力線(xiàn)接近短路或雷击金属构件时,会感应出交流電(diàn)或浪涌電(diàn)流,伤害人身安(ān)全或破坏線(xiàn)路设备。
雷電(diàn)具(jù)有(yǒu)寻找阻抗最小(xiǎo)路径以泄放雷云電(diàn)荷与地下异性電(diàn)荷中(zhōng)和的趋势。当雷击附近大地或建筑物(wù)时,落雷点的電(diàn)位升高,而光缆延伸到很(hěn)遠(yuǎn),遠(yuǎn)端電(diàn)位可(kě)视為(wèi)0,所以雷击点附近的光線(xiàn)電(diàn)位也视為(wèi)O。这样落雷点与光缆之间形成极大的電(diàn)位差,这一電(diàn)位差若超过蒋雷点与光端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電(diàn)弧通道,使大量雷電(diàn)流涌向光線(xiàn),造成光缆严重损坏。光線(xiàn)線(xiàn)路在施工(gōng)中(zhōng)难免损伤PE(聚乙烯)护套,另外鼠咬、外力等均可(kě)能(néng)造成光線(xiàn)中(zhōng)金属元件暴露。这些暴露点易将强電(diàn)或雷電(diàn)荷引入缆中(zhōng),造成损害。
筆(bǐ)者曾参加过一次省内干線(xiàn)直埋光線(xiàn)雷击故障的抢修工(gōng)作(zuò)。该光線(xiàn)雷击点距中(zhōng)继局800m,相距20m有(yǒu)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(zhōng)继局终端盒(该線(xiàn)路光缆接头处金属构件作(zuò)電(diàn)气断开处理(lǐ))中(zhōng)固定加强芯和金属护套的螺母被部分(fēn)熔化,光纤的涂覆层被全部烧掉,纤芯暴露,其中(zhōng)6根纤芯已经被烧断。从落点的地形看,该地區(qū)属丘陵地带,距光線(xiàn)10m左右有(yǒu)一条河平行接近,河边有(yǒu)一排大树距光缆很(hěn)近。经分(fēn)析认為(wèi)雷電(diàn)是通过树木(mù)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(该光缆结构為(wèi)加强芯位于光線(xiàn)两侧)。资料表明,在以下情况下,光線(xiàn)線(xiàn)路容易受雷击:①金属护套、加强芯或洞線(xiàn)对地绝缘较低的光缆。②地形突变、土壤電(diàn)阻率变化较大的地带。③光缆与单棵大树或高耸建筑物(wù)隔距不够时。
2、防雷的主要措施
对光線(xiàn)線(xiàn)路进行防雷保护,可(kě)以针对当地的天气和地形等自然条件,有(yǒu)针对性地进行。通过对几例光線(xiàn)雷击故障的分(fēn)析,我们发现在光缆線(xiàn)路的施工(gōng)和维护中(zhōng)应注意以下几个问题。
(1)对于架空光線(xiàn):①接头盒通常具(jù)有(yǒu)加强芯可(kě)断可(kě)连的结构,无论采用(yòng)電(diàn)气连接还是断开方式,金属压板连接结构要优于镖栓连接,而镖栓横向开孔优于纵向开槽结构,这是选用(yòng)接头盒时应注意的问题。②架空吊線(xiàn)应電(diàn)气连接并每隔2km进行一次接地,接地时可(kě)直接接地或通过合适的浪涌保护装(zhuāng)置接地。这样吊線(xiàn)具(jù)有(yǒu)架空地線(xiàn)的保护作(zuò)用(yòng)。
(2)对于理(lǐ)式光線(xiàn)線(xiàn)路的防雷:①局内接地方式,光缆中(zhōng)的金属件在接头部位均应连通,使中(zhōng)继段光線(xiàn)的加强芯、防潮层、铠装(zhuāng)层保持连通状态。在两端局(站)内错装(zhuāng)层,加强件应接地,防潮层应通过避雷器接地。②对于无业務(wù)铜線(xiàn)的光缆,依照YDJ14-91的规定,在光線(xiàn)接头处防潮层、铠装(zhuāng)层和加强芯应作(zuò)電(diàn)气断开处理(lǐ),且都不接地,对地呈绝缘状态,可(kě)避免光缆中(zhōng)感应雷電(diàn)流的积累,也可(kě)避免由于防雷排流線(xiàn)和光線(xiàn)金属构件对地回路阻抗差异而导致大地中(zhōng)雷電(diàn)流由接地装(zhuāng)置引入光缆。实践证明这种方法简单有(yǒu)效,因為(wèi)通常情况下,光線(xiàn)(无绝缘不良点和接头进水)中(zhōng)的金属构件对地绝缘值较高,雷電(diàn)流不易进入光缆。③终端盒的接地装(zhuāng)置一定要良好,接地電(diàn)阻要符合要求。因為(wèi)终端接地,同②中(zhōng)分(fēn)析相反,光缆中(zhōng)的金属护套对地電(diàn)位為(wèi)零,若室外光然有(yǒu)护层破损点,相同条件下雷電(diàn)流易进入光然,如果接地装(zhuāng)置不好,雷電(diàn)流不能(néng)迅速放掉,就起不到保护作(zuò)用(yòng)。 另外,埋设排流線(xiàn)和消弧線(xiàn)也是一种较好的防雷方法。根据落雷规律,在易雷击地段按要求(原理(lǐ)和实施方案不再论述)埋设一定長(cháng)度的徘流線(xiàn)(消弧線(xiàn)),并作(zuò)良好接地,同是排流線(xiàn)(消弧線(xiàn))要尽量选用(yòng)阻抗小(xiǎo)、耐腐蚀的金属。实践证明,这种保护方法防雷效果较好,缺点是成本较高。