淺談通信光纜的防雷措施

摘要：本文主要敘述了雷電對光纜通訊的影響，筆者集合自己的實踐工作經驗提出了一些光纜通信防雷措施。

關鍵詞：光纜 防雷措施

伴隨著光纖的大量應用，由于不少農村地區雷電活動十分頻繁，近幾年光纜線路及光通訊設備遭雷擊的情況時有發生，對通信設備造成了較大的危害，常常致使通訊中斷。因此，應當重視光纖通信設備的防雷保護。只有采取科學的防護措施，才能最大限度地減少或避免光通信設備遭受雷擊。

一、光纜的結構

光纖節制是玻璃，直徑在8～50μm。光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。為增加光纜的抗拉強度，光纜中心多以單根鋼絲作為加強構件，周圍緊密排列著內含多芯光纖及油膏的松套管，松套管的間隙充滿阻水油膏，外包阻水包帶，在包軋紋鋼帶鎧裝，外護套則采用聚乙烯塑料等。

二、光纜通信防強電及防雷措施

隨著光纖通信技術的迅速發展，在加緊建設光纖通信的同時，光纜的防強電、防雷電問題已經引起了有關方面極大的重視，進行了不同程度的研究，并提出兩種不同的防護措施。

第一種防護措施，是在光纜接頭處將纜內金屬構件在接頭處前后斷開，不作電氣連接和接地處理，且在直埋光纜的上方設置屏蔽線。第二種防護措施，是在光纜接頭處將纜內金屬構件作電氣連通，并作接地處理，在直埋光纜的上方不設屏蔽線。對這兩種防護措施雖然有爭議，但資料表明這兩種防護措施都很有效。

由于我國山地較多，埋設一組合格的地線十分困難，采用第一種防護措施，光纜接頭處不接地，可以減少很多接地裝置，從而可大大減少工程費用和維護工作量。另外，光纜接頭處纜內金屬構件不連通，相當于加了分割波波器，限制了感應縱電動勢在光纜中長距離的積累。

我國光纜線路一般均為直埋光纜，大多都是在距公路較近地址埋設，部分架在明線桿路上，并都與高壓輸電線、交流電氣鐵道、地面各種建筑物形成了相互合理的關系，保持有一定間隔距離，并在線路上采取了相應的防護措施。根據國家現行的光纜防強電防雷電措施，筆者根據線路實際情況，主要應采用以下防強電、防雷電措施：

1.防強電措施：

⑴光纜線路與強電線路之間保持一定的隔距，使光纜金屬構件的短期和長期危險縱電動勢分別不大于12000V和60V。

⑵在接近交流電氣化鐵道的地段進行光纜施工和檢修時，將光纜中金屬構件臨時接地，以保證人身安全。

⑶在接近發電廠、變電站等地電位高的區域，不將光纜的金屬構件接地，以免將高電位引上光纜。

⑷采用非金屬加強芯光纜或非金屬光纜，但直埋光纜除外（因為這種光纜對潮氣滲透的抗力較低，而且在維護工作中難于確定光纜位置）。

⑸增加光纜PE外層厚度，以提高光纜護套的絕緣和耐壓強度。

2.防雷電措施：

⑴在選擇光纜線路路由時，應與高大的樹木、獨立建筑電桿、古塔等保持一定的間距。

⑵在光纜上方敷設防雷線。當大地電阻率小于500Ω·m時，敷設一條防雷線；當大地電阻率大于500Ω·m時，敷設兩條防雷線。

⑶采用架空光纜吊線間隔接地，一般500－1000m接地一次。

⑷在強雷區采用非金屬加強芯光纜，或者是超厚PE外護層的光纜。

三、強電和雷電對光纜的影響及防護措施

光纜中的光纖是非金屬材料，傳輸的光信號不受外界電磁場的干擾，所以在光纖部分可以不考慮強電和雷電的影響。但由于絕大多數在用光纜并不是無金屬光纜，其中包含有金屬材料，如金屬加強芯、金屬護套等。因此有金屬構件的光纜（簡稱金屬光纜）線路會受到強電和雷電的影響。

1.強電對光纜的影響和防護措施

強電線路靠近金屬光纜時，會在光纜內銅線、金屬加強芯、金屬防潮層、金屬護套等金屬構件上產生感應電動勢和電流，當其達到一定強度時就會損壞光纜，危及人身安全。光纜受強電影響主要有三個方面：

⑴ 短期影響。強電線路發生接地短路故障時，在光纜的金屬構件上產生感應電動勢，擊穿絕緣介質，瞬間高溫可能損傷光纜，甚至中斷通信。

⑵ 長期影響。不對稱運行的強電線路在正常工作狀態下，在光纜的金屬構件上產生電動勢，在超過安全電壓的規定值時會危及人身安全。

⑶ 干擾影響。不對稱運行的強電線路在工作狀態下，在光纜的銅線上會產生電動勢，對銅線回路（如區間聯絡，遠供回路等）產生雜音、噪聲等干擾。對于無銅線的光纜線路來說，強電影響的允許值可由光纜外護層（PE層）對地絕緣強度確立。光纜PE層的厚度一般等于或大于2mm，其工頻絕緣強度要求等于或大于20000V。按CCITT建議K13規定光纜金屬護套上短期危險影響的縱電動勢不超過其直流試驗電壓的60％，即為20000×60％＝12000V。光纜金屬構件上長期影響的縱電動勢允許值，按CCITT《關于通信線路防止電力線路有害原則》和國家標準“GB 6830-86”《電信線路遭受強電線路危險影響的允許值》中關于人身安全的規定為60V。

2.雷電對光纜的影響和防護措施

金屬光纜的雷電的作用下，會在其金屬構件上產生感應電流、縱電動勢，使金屬構件熔化，外護層擊穿，光纖損壞，甚至中斷通信。光纜受雷電影響主要有以下幾個方面：

⑴金屬構件熔化。雷電流進入金屬護套，纜芯導體與金屬護套將出現沖擊電壓，擊穿金屬構件間介質而發生電弧，使金屬構件熔化外護層被擊穿。

⑵針孔擊穿。雷擊大地產生地電位升高，使光纜塑料外護套發生針孔擊穿，土壤潮氣和水通過針孔侵蝕光纜金屬護套，從而降低光纜使用壽命。

⑶形成孔洞。雷電流通過雷擊針孔擊穿金屬護套從而形成孔洞，進而損傷光纖。

⑷結構變形。雷擊大地造成光纜的放電而引起的壓縮力會壓扁光纜，引起結構變形，增大傳輸損耗乃至中斷通信。

四、結論

光纜良好的防護性能使它的防雷工作不像金屬通訊線那樣明顯，安全接地等防雷措施往往被誤解，甚至被遺忘。在光通信技術逐步普及的今天，其雷電防護工作理應引起足夠的重視，對于光纜通信的防雷問題，因地制宜，靈活運用各種技術，只有采取科學的防護措施，才能最大限度地減少或避免光通信設備遭受雷擊。