淺談直埋光纜線路雷擊障礙處理方法

王鵬飛 姚琦 邢劍鋒

(海軍士官學校，安徽蚌埠 233012)

隨著光纖通信技術的迅猛發展，光纜被應用在了通信行業的各個角落。直理光纜因不需要建筑桿路和地下管道，工程造價低，使得長途一、二級干線光纜工程大多采用直埋方式。由于直埋光纜掩埋于地下，當遭受雷擊產生故障后，往往不好判斷和查找。本文針對直埋光纜遭雷擊的原因，提出故障判斷與查找方法，為提高光纜故障維護效率，保證通信提供了重要參考。

1.光纜線路遭雷擊的原因

光纜中用來進行導光的是光纖，光纖的主要成分為SiO2，其具有不導電性，不受雷電電磁脈沖的影響，但為了使光纖能夠承受機械拉伸負荷、以及免受外界環境的影響（如腐蝕、鼠咬、巖石擠壓碰撞等），在光纖外裝有鋼絲金屬加強構件和金屬鎧裝層，這些防護構件都是金屬導體。

當直埋光纜附近的地方有落雷點時，由雷擊點向大地流散雷電流，使光纜埋設點的地電位升高，而光纜延伸到很遠的地方，其金屬構件電位應視為零電位。這樣在落雷點與光纜金屬構件之間形成極大的電位差，這一電位差若超過光纜防護層的耐壓強度，便會擊穿外防護層，形成從落雷點到金屬構件的電弧通道，使相當強的雷電流瀉放到光纜，出現沖擊電壓，使金屬構件熔化、外護層擊穿，從而使光纖受到損害[1]。

2.故障查找處理方法

當光纜遭受雷擊以后，應迅速組織搶修人員對故障光纜進行測試與搶修。對于直埋光纜線路雷擊障礙處理原則是先測試，后判斷；先查找近故障接頭，后查找故障點；先看地形，后開挖；再測試，再開挖。

2.1 先測試，后判斷

直埋光纜線路遭受雷擊產生故障，一般情況下，離加強件近的一部分光纖會燒壞，這時在機房內使用OTDR對纖芯進行逐一測試，通過測試每根纖的長度。識別出產生故障的纖芯和完好的纖芯。查閱資料，找出此段內接頭盒的數量，或者每個接頭盒內光纖的盤繞長度L2，減掉這一部分盤繞長度，然后根據纖長距離大于皮長度距離（因為纖芯在光纜中進行纏繞延伸），換算成纜長，減去接頭坑內各種光纜盤留，再根據纜長距離大于溝長距離（因為光纜在纜溝中進行纏繞延伸）的原理計算出斷點的相對地面距離，然后結合原始資料，分析出故障點發生于那兩個標石或接頭盒之間。

測試點到故障點的地面長度可由下式計算[2-3]：

L—測試點到故障點的地面距離（m）;

L1—OTDR測出的測試端到故障點的光纖長度（m）;

n—測試點到故障點接頭盒的數量;

L2—每個接頭盒內光纖的盤留長度（m）;

p—光纖在光纜中的絞縮率；

L3—光纜的各種盤留長度（m）。

2.2 先查找近故障接頭，后查找故障點

根據前面的計算與分析，找到疑是故障點，如果疑是故障點附近有接頭盒，打開靠近疑是故障點的接頭盒后（如圖1接頭2），對所有纖芯色譜與機房測試結果進行核對，找出產生故障的纖芯，這時就可以判斷故障點在接頭盒中，利用接頭坑內的余纜，進行開剝對接。

圖1 光纜障礙示意圖一

2.3 先看地形，后開挖

如果故障點附近沒有接頭盒，則需要觀查地形地貌，找出光纜內部與地質絕緣相對薄弱的地方。如積水、金屬礦產和鋼鐵橋梁等。如圖2所示。

圖2 光纜障礙示意圖二

光纜遭雷擊后，高壓電弧迅速向A、D兩個方向流散，遇到光纜內部與地質絕緣相對薄弱的地方，高壓電流就會從加強元件擊穿光纜，流向大地。

（1）如果B、C之間有金屬相連，高壓電弧就會流向A、D兩個方向。

（2）如果B、C之間無金屬相連，并絕緣相當好，高壓電弧就會從B點流向大地。A方向的高壓電流不變。

（3）A方向的高壓電流相對較強，在流向A方向的過程中有可能在A、B之間任意一個或幾個地質絕緣相對薄弱的點擊穿光纜流向大地。

這時，就可以判定積水處產生故障的可能性較大。因此，在光纜路由上方橫向挖出一條可以清楚地看見土質結構的臨時溝，找到土質混合并松軟的地方（原纜溝）進行開挖。

2.4 再測試，再開挖

方便時，外線分隊的測試可以在就近接頭處進行。這樣可以減小接頭盒內光纖盤繞長度、光纜預留、絞縮率和彎曲率等數據掌握不準而帶來的誤差。即使挖到了斷點，也要介入一段光纜進行接續，這是因為經過雷擊后，雷擊點附近光纜的結構特性發生變化，因此，沒必要十分精確地挖出斷點來。在疑是故障點前后E、F兩處米剪斷故障纖芯，在E、F間介入兩個接頭和100m光纜（為了方便測試分析，搶修、割接、故障處理等介入光纜不得少于100m），把斷點纖芯割接引通。如果故障點距離原接頭在200m以內，則從故障點遠端直接更換光纜至原接頭（如圖3 E點至B點）。

依此類推，用以上方法把線路上的故障點逐個排除，最后再測試一下，檢驗線路性能指標。

3.結語

光纜線路發生雷擊障礙后，應當立即進行故障排查，使用相關測試儀器，按照一定程序與方法，快速找到雷擊障礙點，進行故障排除，確保線路暢通及正常運行。