光纤通讯系统防雷设计系统简介

随着光纤通信技术的迅速发展，在加紧建设光纤通信的同时，光缆的防强电、防雷电问题已经引起了有关方面极大的重视，进行了不同程度的研究，并提出两种不同的防护措施。

　　第一种防护措施，是在光缆接头处将缆内金属构件在接头处前后断开，不作电气连接和接地处理，且在直埋光缆的上方设置屏蔽线。第二种防护措施，是在光缆接头处将缆内金属构件作电气连通，并作接地处理，在直埋光缆的上方不设屏蔽线。对这两种防护措施虽然有争议，但资料表明这两种防护措施都很有效。

　　由于我国山地较多，埋设一组合格的地线十分困难，采用第一种防护措施，光缆接头处不接地，可以减少很多接地装置，从而可大大减少工程费用和维护工作量。另外，光缆接头处缆内金属构件不连通，相当于加了分割波波器，限制了感应纵电动势在光缆中长距离的积累。

　　我国光缆线路一般均为直埋光缆，大多都是在距公路较近地址埋设，部分架在明线杆路上，并都与高压输电线、交流电气铁道、地面各种建筑物形成了相互合理的关系，保持有一定间隔距离，并在线路上采取了相应的防护措施。根据国家现行的光缆防强电防雷电措施，结合线路实际情况，主要应采用以下防强电、防雷电措施：

　　⑴在光缆选型上不采用有铜线光缆。在强电和雷电严重的地区埋设较为完整的地线设施，如经济允许可适当采用非金属加强芯光缆或金属光缆。

　　⑵在新架光缆选择路由时，应尽量避免与高压输电线、交流电气铁道平行接近，与其交相时，交越角度应在30度以上。

　　⑶在现有明线杆路上架设光缆时，一般可不考虑强电和雷电的影响。为了减少雷电对架空光缆的影响，光缆吊线每隔一公里接地一次，接地体的接地电阻要符合规定要求。

　　⑷在光线接头处将缆内金属构件前后断开，不作电气连通，并不作接地处理。

　　⑸在接近高压输电线、交流电气的地段进行光缆施工或检修时，作临时保护接地，以保人身安全。

　　防雷设计

　　一、强电和雷电对光缆的影响

　　光缆中的光纤是非金属材料，传输的光信号不受外界电磁场的干扰，所以在光纤部分可以不考虑强电和雷电的影响。但由于绝大多数在用光缆并不是无金属光缆，其中包含有金属材料，如金属加强芯、金属护套等。因此有金属构件的光缆（简称金属光缆）线路会受到强电和雷电的影响。

　　1. 强电对光缆的影响和防护措施

　　强电线路靠近金属光缆时，会在光缆内铜线、金属加强芯、金属防潮层、金属护套等金属构件上产生感应电动势和电流，当其达到一定强度时就会损坏光缆，危及人身安全。光缆受强电影响主要有三个方面：

　　⑴ 短期影响。强电线路发生接地短路故障时，在光缆的金属构件上产生感应电动势，击穿绝缘介质，瞬间高温可能损伤光缆，甚至中断通信。

　　⑵ 长期影响。不对称运行的强电线路在正常工作状态下，在光缆的金属构件上产生电动势，在超过安全电压的规定值时会危及人身安全。

　　⑶ 干扰影响。不对称运行的强电线路在工作状态下，在光缆的铜线上会产生电动势，对铜线回路（如区间联络，远供回路等）产生杂音、噪声等干扰。对于无铜线的光缆线路来说，强电影响的允许值可由光缆外护层（PE层）对地绝缘强度确立。光缆PE层的厚度一般等于或大于2mm，其工频绝缘强度要求等于或大于20000V。按CCITT建议K13规定光缆金属护套上短期危险影响的纵电动势不超过其直流试验电压的60％，即为20000×60％＝12000V。光缆金属构件上长期影响的纵电动势允许值，按CCITT《关于通信线路防止电力线路有害原则》和国家标准“GB 6830-86”《电信线路遭受强电线路危险影响的允许值》中关于人身安全的规定为60V。

　　防强电措施：

　　⑴光缆线路与强电线路之间保持一定的隔距，使光缆金属构件的短期和长期危险纵电动势分别不大于12000V和60V。

　　⑵在接近交流电气化铁道的地段进行光缆施工和检修时，将光缆中金属构件临时接地，以保证人身安全。

　　⑶在接近发电厂、变电站等地电位高的区域，不将光缆的金属构件接地，以免将高电位引上光缆。

　　⑷采用非金属加强芯光缆或非金属光缆，但直埋光缆除外（因为这种光缆对潮气渗透的抗力较低，而且在维护工作中难于确定光缆位置）。⑸增加光缆PE外层厚度，以提高光缆护套的绝缘和耐压强度。

　　2. 雷电对光缆的影响和防护措施

　　金属光缆的雷电的作用下，会在其金属构件上产生感应电流、纵电动势，使金属构件熔化，外护层击穿，光纤损坏，甚至中断通信。

　　光缆受雷电影响主要有以下几个方面：

　　⑴金属构件熔化。雷电流进入金属护套，缆芯导体与金属护套将出现冲击电压，击穿金属构件间介质而发生电弧，使金属构件熔化外护层被击穿。

　　⑵针孔击穿。雷击大地产生地电位升高，使光缆塑料外护套发生针孔击穿，土壤潮气和水通过针孔侵蚀光缆金属护套，从而降低光缆使用寿命。

　　⑶形成孔洞。雷电流通过雷击针孔击穿金属护套从而形成孔洞，进而损伤光纤。

　　⑷结构变形。雷击大地造成光缆的放电而引起的压缩力会压扁光缆，引起结构变形，增大传输损耗乃至中断通信。

　　防雷电措施：

　　⑴在选择光缆线路路由时，应与高大的树木、独立建筑电杆、古塔等保持一定的间距。

　　⑵在光缆上方敷设防雷线。当大地电阻率小于500Ω·m时，敷设一条防雷线；当大地电阻串大于500Ω·m时，敷设两条防雷线。

　　⑶采用架空光缆吊线间隔接地，一般500－1000m接地一次。⑷在强雷区采用非金属加强芯光缆，或者是超厚PE外护层的光缆。
本文转自:赛尔社区. http://bbs.shejis.com/viewthread.php?tid=1275408&fromuid=58271