遠距離光纜通信線路的防雷分析

摘要：隨著通信技術不斷的發(fā)展，光纖通信技術也在不斷的發(fā)展，光纖通信已被廣泛應用到不同領域。光纖通信技術在通訊領域中的應用，為通信領域帶來的更為廣泛的前景。雖然光纜本身具有防雷特性，但是其卻易受人為、自然災害和金屬碰撞等因素的影響，而使其易被大地上的雷電擊中，以致于使光纜通信線路被損壞，使其無法正常發(fā)揮其通信作用。本文主要對雷電概況進行分析、光纜通信線路雷擊原因、長距離光纜通信線路防雷措施等方面出發(fā)，對遠距離光纜通信線路的防雷進行分析。

關鍵詞：遠距離；光纜通信線路；防雷

隨著光纖通信技術不斷的發(fā)展，其憑借其獨特的優(yōu)勢，在越來越多的領域應用，并被越來越多的人所關注。然而其在通信領域應用過程中，常會受雷擊的影響，而造成光纜機械損傷，致使通信中斷。在這種情況下，有必要對雷電相應狀況、光纜通信線路雷擊原因進行分析，并采取相應措施，以解決電纜雷擊問題。如何做好遠距離光纜通信線路防雷工作，已經成相關部門值得說的事情。

一、對雷電概況進行分析

雷電產生過程中，云層會不斷的翻轉。在翻轉過程中，空氣中的塵埃和冰晶等物質也會隨之翻轉并經歷復雜的過程。物質在翻轉過程中會帶上正電荷和負電荷。正常情況下，帶負上相同電荷的時候，物質質量會較重，其會到達云層底部，一般為負電荷。而當物質帶上正相同電荷的時候，其質量較輕，會處在云層上端，其一般為正電荷。在這種情況下，當同性電荷匯聚到一起的時候形成帶電中心。一旦當帶電中心之間的空氣被強大的電場擊穿，其就會形成閃電。帶負電荷的云層向下靠近地面，地面的突出物、金屬等也會被感應出正電荷。這時如果電磁場呈現(xiàn)增強趨勢，雷云向下就會形成下行先導，地面物體就會形成向上的閃流，一旦兩者相遇，就會產生對地電流，就會給通信線路帶來不同程度的損壞。

二、光纜通信線路雷擊原因

光纖本身是不具有導電性的，且其可以避免沖擊電流的的擊中，但是其卻受架空金屬附件碰撞、自然災害、人為的影響而使光纜通信線路被沖擊電流擊中。為了避免沖擊電流的擊中，常會在光纜表面設置金屬裝層、加強芯及銅線等金屬導體。當電力線接近短路或是雷擊電擊中光纜中金屬構件的時候，是能感應出交流或是浪涌電流的。一旦感應出交流或是浪涌電流，就會造成光纜通信線路設備破壞，甚至給周圍的人們帶來安全隱患。雷電是通過尋找阻抗最小路徑來釋放雷云電荷的，其在釋放雷云電荷的時候會與地下異性電荷中和，會對周圍建筑物有一定影響。一旦雷擊中附近建筑，落雷點的電位就會隨之升高，而光纜也會延伸到很遠。在這種情況下，可以將遠端電位看作0，雷擊附近光纜電位也可以看作是0。這樣落雷點與光纜之間就會形成較大的電位差，一旦電位差超過落雷點與光纜外層間的耐壓強度，雷電就會擊中保護層并形成一條電弧通道，并沿著通道將大量的雷電涌向光纜，進而損壞光纜；光纜在施工過程中，易將PE損傷，使得光纜中金屬元件暴露。一旦元件暴露，器就會將強電或是雷電荷引入光纜。加之光纜本身會因金屬外套、加強芯或是銅線地絕緣較低、地形突變、突然電阻變大而造成光纜損壞；光纜與埋設長度也是有一定關系的，光纜越長，其受到雷擊的可能性就會越大，但光纜在同一地域同一時段的落雷概率較小，畢竟其不存在雷擊電壓疊加問題。有研究表明，雷電流可以沿著光纜傳送1～2km，雷擊電流與被擊點越近，其遠沖擊電壓就越低。就雷擊電纜實際狀況來看，雷擊波及的范圍一般為幾十米或是幾百米，但是應該注意的是雷擊范圍內的光纜耐壓指標是不一致的，很可能會給光纜運輸施工帶來一定隱患。

三、長距離光纜通信線路防雷措施

1.設置地下防雷線

地下防雷線在光纜通信線路中有重要作用，其不僅能屏蔽雷電，也能憑借防雷線中的電流對防雷效果進行判斷，其電流越大，防雷效果就越好。在埋設防雷線的時候，一般會選用有色金屬線，畢竟其線阻抗腳小、耐腐蝕、壽命長、防雷效果好。因地下防雷線屬于直埋光纜，在埋設防雷線的時候，也應該注意相應問題。要注意突然電阻率問題和保護區(qū)距離問題。光纜通過的時候必須保證其土壤電阻率在100m以上。因其要保護的地區(qū)較長，選用材料的時候最好選用72/2.2鍍鋅鋼絞線或是6mm鍍鋅鋼筋，并平均敷設兩條以上距離為40cm的防雷線，以便更好的將雷電引設到兩千米左右的區(qū)域內。

2.系統(tǒng)接地與地電位懸浮式方法

要想更好滿足防雷需求，必須在金屬護套、金屬加強芯及銅線，埋式光纜頭處采用電氣連接方式，并將其作為系統(tǒng)接地。系統(tǒng)接地的最大優(yōu)勢是將感應電流引入地下，然而其在實際應用過程中接地裝置比較多，所需費用和維護量比較大；也可以在電氣上將接頭處一端金屬護套和加強芯連接在一起并作接地處理。這種方式的最大優(yōu)勢是可以避免了電流長期在光纜中進行長距離累積，而使光纜受到破壞，同時期也能將感應電流以最快的速度引入地下，保證通信電纜線路通信安全。然而這種方式使用的接地裝置也比較多，其費用也較高；也可以在電氣上對光纜接頭處兩端和光纜終端金屬套和金屬加強芯進行絕緣，保證其與地不接觸并處于絕緣狀態(tài)。這種方式的最大優(yōu)勢是能避免光纜中感應雷電流的積累，也能避免防雷排流線和光纜中金屬構件對地阻抗差異常而誘導雷電流進入光纜。正常情況下，這種方式一般會選用電位懸浮式處理方法進行處理。而在實際應用中，其一般是用來保護無金屬芯光纜。

3.阻纜誘導雷電

阻纜誘導雷電是指光纜通過在電氣上的地浮空來阻斷光纜中金屬構件對雷電的誘導，以避免光纜被雷電擊中。當光纜內的金屬構件處于接地狀態(tài)的時候，每一段金屬構件都是相連接的，其一般會在中間點或是在機房內接地。一旦接地，就會出現(xiàn)高地電阻地區(qū)，甚至會出現(xiàn)局部低電阻率土壤帶，而這種電阻率土壤帶會對雷電是強烈誘導作用的。在這種情況下，其很可能引雷直擊光纜；電位超過一定范圍會擊穿光纜外面的塑料保護套，會使光纜中的金屬裸露接地，使得電弧和雷電流產生熱效應和氣垂效應，兩種效應結合在一起會給纜線造成毀滅性的破壞。而浮動狀態(tài)下的光纜金屬構件對雷電是沒有誘導作用，即便是雷擊大地使光纜出現(xiàn)漏斗電位區(qū)，電位也不會對光纜有所影響的，也不會出現(xiàn)電弧擊穿。因此，在對光纜線路進行設計和施工的時候，最好對光纜接頭進行機械連接，并在電氣上將其斷開，以避免光纜被雷電擊中。此外，在生產運輸和施工環(huán)節(jié)，要做好PE層保護工作，以保證地絕緣，使光纜全線處于良好的浮動狀態(tài)。

結束語：

光纜通信線路作為通信工程重要組成部分，其通信線路能否正常運行直接影響通信質量。光纜通信線路雖然不受雷擊的干擾，但卻容易受雷擊大地的影響，一旦雷擊大地，電位差就可能超過落雷點與光纜外層間的耐壓強度，就會使光纜通信線路受損，特別是對長距離光纜通信線路來說，其更容易受雷擊而造成線路損壞現(xiàn)象。在這種情況下，就應該對光纜通信線路受損原因進行分析，并采取相應策略。

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