光纜線路防雷接地技術(shù)的研究

時間：2021-10-13作者：青島雷克石電力科技有限公司瀏覽：303

  隨著光纖通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,光纖通信被應(yīng)用在了通信行業(yè)的各個角落。在廣泛應(yīng)用的同時,由于光纜具有良好的絕緣性能,使光纜防雷的重要性往往被忽視。而光纜線路的防雷是從光纜線路路由勘察設(shè)計(jì)到工程施工安裝的全過程中都應(yīng)切實(shí)注意的一項(xiàng)關(guān)系到線路安全的關(guān)鍵技術(shù)。本文通過對光纜線路遭受雷擊原因的分析,簡要介紹了光纜線路的幾種防雷方法。

 

 




01

光纜線路落雷的原因及造成的影響

     雖然光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2具有不導(dǎo)電性,不受雷電電磁脈沖的影響。但為了使光纖能夠承受機(jī)械拉伸負(fù)荷、以及免受外界環(huán)境的影響(如腐蝕、鼠咬、巖石擠壓碰撞等),埋地光纜必須有纜芯鋼絲金屬加強(qiáng)構(gòu)件和金屬外防護(hù)鎧裝層,這些防護(hù)構(gòu)件都是金屬導(dǎo)體。當(dāng)埋設(shè)光纜附近的地方落雷時,由落雷點(diǎn)向大地流散的雷電流,使光纜埋設(shè)點(diǎn)的地電位升高,而光纜延伸到很遠(yuǎn)的地方,其金屬構(gòu)件電位應(yīng)視為零電位。這樣落雷點(diǎn)與光纜金屬構(gòu)件之間形成較大的電位差,這一電位差若**過光纜防護(hù)層的耐壓強(qiáng)度,便會擊穿外防護(hù)層,形成從落雷點(diǎn)到金屬構(gòu)件的電弧通道,使相當(dāng)強(qiáng)的雷電流瀉放到光纜,會在其外防護(hù)鎧裝層及纜芯金屬加強(qiáng)件上產(chǎn)生感應(yīng)電流,出現(xiàn)沖擊電壓,使金屬構(gòu)件熔化、外護(hù)層擊穿、光纖結(jié)構(gòu)變形。

02

光纜線路宜采取防雷措施的位置

      在雷暴日大于20天以及10m深處的土壤電阻率大于100Ω?m的地區(qū),光纜線路遇到下列處所時,宜采取以下防雷保護(hù)措施:①地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突變的地方。②在石山與水田、河流交界處,礦藏邊界處,進(jìn)出森林邊界處等具有邊界效應(yīng)的地方。③面對廣闊水面的山岳向陽坡或迎風(fēng)坡,地形較高或**孤立的山**。④曾遭雷擊的地點(diǎn)。⑤光纜距孤立的10m以上的大樹、**地面6.5m以上的電桿(包括拉線)或高聳建筑物及其保護(hù)接地裝置小于下表的凈距規(guī)定時。  直埋通信光纜與孤立大樹等的防雷較小間距  土壤電阻率100Ω?m 光纜與孤立的大樹  間允許的較小距離(m) 光纜與電桿、高聳建筑物  等允許的較小距離(m)  ≤100 15 10  101～500 20 15  ≥500 25 20  注:表中數(shù)據(jù)是按雷電流幅值取100kA,并另考慮了一些富余度。距大樹比電桿多5米是考慮樹根半徑取5米。

03

光纜線路的防雷措施

 3.1架空光纜線路  

      在架空光纜線路施工中,一般采用7/2.0mm鍍鋅鋼絞線作為光纜的吊線,為了減少雷電對架空光纜線路的影響,光纜吊線應(yīng)每隔300～500m利用電桿避雷線或拉線接地,每隔1km左右加裝絕緣子進(jìn)行電氣斷開。在光纜接頭處將光纜內(nèi)金屬構(gòu)件前后斷開,不做電氣連通,并且不作接地處理。在新架光纜選擇路由時,應(yīng)盡量避免與高壓輸電線和交流電氣化鐵道平行接近,與其相交時交越角度應(yīng)在30°以上。對于雷害特別嚴(yán)重地段的架空光纜線路可采用非金屬加強(qiáng)芯或無金屬構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式,在架空光纜線路上方還可架設(shè)架空防雷地線(架空地線采用4.0mm鍍鋅鐵線,架設(shè)在高出電桿*30～60cm的位置上。 

 3.2直埋光纜線路  

       直埋光纜線路從勘察設(shè)計(jì)到施工敷設(shè)全過程都應(yīng)選擇合理的光纜徑路,盡量避開可能發(fā)生雷擊的區(qū)域,如光纜線路敷設(shè)位置必須經(jīng)過落雷地段的,在設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)采取有效的防雷措施。如,防雷排流線、消弧線、避雷針等。

  3.2.1防雷排流線  

     根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際運(yùn)用,在直埋光纜線路的諸多防護(hù)措施中,敷設(shè)防雷排流線是較為有效的防雷措施。  在年平均雷暴日大于20及土壤電阻系數(shù)土壤電阻率大于100Ω?m的地區(qū),地下通信線路無法繞避上述區(qū)段時,可按以下原則設(shè)防雷排流線(又稱地下防雷線、防雷屏蔽線):  (1)土壤電阻率為100～500Ω?m的地段設(shè)一條排流線;  (2)土壤電阻率大于500Ω?m的地段設(shè)二條排流線(有塑料管防護(hù)時設(shè)一條)。  在敷設(shè)防雷排流線中常用的做法為,采用兩條7/2.2鍍鋅鋼絞線或者兩條φ6.0mm鍍鋅鋼筋,有些地區(qū)為保證防雷效果和防雷地線的使用壽命,也有采用兩條φ4.0mm銅包鋼線作為排流線。

 3.2.2消弧線

      當(dāng)光纜線路附近有獨(dú)立的大樹或電桿、高聳建筑物等單獨(dú)的引雷物體時,光纜遭到直擊雷的可能性較小,但是如果高目標(biāo)被擊中時,雷電流通過樹根或避雷針接地體泄漏到光纜,或擊穿土壤產(chǎn)生電弧擊傷光纜,仍是非常有可能的事情。防護(hù)的較有效的方法就是把防雷排流線做成消弧線的形式。消弧線是防雷排流線,但不是直線型的,而是面向光纜以便環(huán)繞大樹形成半圓弧形。消弧線兩端均需做接地裝置,接地裝置距離光纜15m以上,接地電阻要求不大于10Ω。但應(yīng)注意的是光纜線路距引雷目標(biāo)間距小于5m時,不宜采用消弧線(因此時光纜很可能處于電弧區(qū)),可采用鋼管防護(hù)。 

 3.2.3避雷針 

     避雷針是人們常見的一種應(yīng)用較為廣泛的防止直擊雷的裝置,它可以把雷電放電引向自身,防止被保護(hù)物受到直接雷擊。采用避雷針防雷的適用范圍和采用消弧線方法防雷的地方相同,還可用于兩山之間風(fēng)口地帶以及其他地形有利之處。  避雷針的防雷作用比消弧線方法好,效能較高,做法簡單?？衫媚緱U或樹木等做支持物,不宜用水泥電桿做支持物,因?yàn)樗鄺U內(nèi)有鋼筋,對地絕緣很低不可利用。在支持物的*安裝避雷針,針長在1m以下,可用直徑不小于12mm圓鋼或直徑不小于20mm鋼管作為避雷針;針長1～2m時,可用直徑不小于16mm圓鋼或直徑不小于25mm鋼管作為避雷針。避雷針引下線可采用40mm*4mm熱鍍鋅扁鋼或Φ12mm鍍鋅圓鋼。引下線入地點(diǎn)必須距離光纜15m以上,所以線下線要在背對光纜方向架空橫向引開,不能順避雷針支持物的桿身入地。如果需用拉線固定架設(shè)避雷針的木桿,那么固定拉線的地錨也必須與光纜有15m以上的距離,否則不能用拉線,只能用撐桿。避雷針的接地電阻要求做到:土壤電阻率小于100Ω?m時,接地電阻不大于5Ω;土壤電阻率大于100Ω?m時,接地電阻不大于10Ω。


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