打开文本图片集
摘要 雷电是一种自然的现象，一次雷电释放能量可高达数百兆焦耳。强大的雷电流可使其产生的热、电、机械效应具备极大的破坏性，可致死人命、摧毁房屋。随着近年来通信产业的迅猛发展，光缆的应用越来越广泛，通信光缆被雷电击中导致传输线路中断时有发生，影响通信网络安全，带来巨大的经济损失。
随着光缆传输网络的不断完善，光缆线路的大量建设，通信运营商开始在光缆设计中对雷电的防护措施加以关注，希望通过光缆的防护设计，对光缆线路受雷击中断的风险进行有效规避，提高通信网络的安全，从而提高生产效益。
关键词 铠装；电位差；感应电压
中图分类号TN9文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0207-02
1 光缆线路雷击的原因
常规光缆主要成分是二氧化硅，本身不导电不受电磁影响，为防止光缆在野外动物的齿咬、敷设野外光缆牵引敷设产生的机械拉力、以及人为因素等的破坏，光缆内需要放置如金属铠装层等加强件，它们一般都是金属，并具有导电性，当雷击直埋光缆附近的大地时，雷击点的电位迅速升高，此处的直埋光缆远端电位相对较低，从而形成强大的电位差，当电位差超过一定强度时，就会造成光缆损毁中断。
2 直埋光缆宜采取防雷措施的位置
1）当光缆埋设于年雷暴日超过20 天，大地电阻率超过100Ω/m的地段；2）进入山林边界、矿藏边界、山石与农田等具有边界效应的地方；3）地势较高或突兀的山顶，面对开阔的水面的山岳向阳坡或迎风坡；4）光缆距孤立10m以上的大树、高耸建筑物、塔杆等净距小于规定时；5）地形突变、土壤电阻率变化较大的地带；6）常受到雷击的地点。
3 直埋光缆主要防雷技术
光缆线路的防雷从我们光缆线路路由勘察设计到工程的施工安装，均应切实注意的一项关系到线路安全的关键技术，在光缆路由选择上我们尽量避免光缆经过上述地段，当光缆无法避免雷击地段时，我们需在设计中对直埋光缆进行防护处理，通常雷电的防护我们一般采用的是敷设防雷线、避雷针、消弧线等措施。
3.1 排流线
根据直埋光缆路由经过的地段，向气象相关部门了解光缆沿线近10 年的年平均雷暴日数及向沿线单位或居民了解雷区活动规律，对于雷区年雷暴日大于20 天/年以上地区采取以下防护措施：当大地电阻率为100Ω/m～500Ω/m 时，应在直埋光缆上方同沟敷设一根排流线（有塑料管保护时无需设置）；当大地电阻率>500Ω/m 时，应在直埋光缆上方同沟敷设两根排流线（有塑料管保护时设一条）。排流线的传统做法一般采用7/2.2 镀锌钢绞线或φ8mm 镀锌圆钢，排流线应平行布放在光缆上方30cm 处，单根时应布放在光缆正上方，使用两根排流线时应布放在光缆正上方两侧，间距30cm～50cm。排流线的敷设如图1所示。
对于雷击严重的地区、土壤呈酸性的光缆线路段，可采用φ4mm 铜包钢线来代替7/2.2 钢绞线做排流线。排流线的敷设长度每处不小于2Km。排流线的另一种做法与传统做法一样，但在排流线两端及中间每隔200m设置接地装置，将排流线通过接地装置引接入地，且要求接地装置离开直埋光缆要在15m以上，具体接地电阻要求见相关规范。防雷地线采用的材料一般有镀锌圆钢、镀锌钢绞线、铜或铝合金、铜包钢线等。根据现场大地电阻率的情况，可敷设单条或双条排流线，少数也有敷设3条～4 条的。采用何种材质主要把握这样的一个原则：防雷地线的阻抗要小(包括电阻和感抗)，与土壤的接触要好，不易损坏、耐腐蚀，可靠性高，另外用料要经济合理。
图1 排流线敷设示意图
3.2 避雷针
对于雷击多发地段（雷暴区）适合此法。一般说来，当避雷针天线高度为H时，其保护范围的半径为3-5H，其避雷针天线防雷原理与普通防雷相同，但要注意避雷针天线的接地点应距离直埋光缆20米左右，以免雷电入地泄放时危及光缆。避雷针做法简单，可利用树木、木杆等做支持物，不宜采用水泥电杆做支持物，主要是水泥电杆内配置的钢筋，易导电。在支持物顶端安装避雷针，避雷针长度在1m以下时，可利用直径不小于φ12mm 的园钢或直径不小于φ20mm 镀锌钢管做为避雷针；避雷针长度在1-2m之间时，可利用直径不小于φ16mm 的园钢或直径不小于φ25mm 镀锌钢管作为避雷针。避雷针的引接地线可采用热镀锌扁钢（40mm×4mm）或φ12mm 镀锌园钢。引接线的入地点必须远离直埋光缆在15m以上，引接线要背离光缆架空引开，不应顺避雷针的支持物引下。避雷针的接地电阻要求为：当土壤电阻率小于100Ω/m时，接地电阻小于等于5Ω；当土壤电阻率大于100Ω/m 时，接地电阻小于等于10Ω。
3.3 消弧线
对于直埋光缆经过孤立的大树、塔杆或高耸建筑物，且净距不能满足相关规定时，可采用增装消弧线或避雷针等措施，减小光缆与引雷物之间的电位差，消弧线的弧顶一般距光缆路由大于8m。消弧线的敷设如图2 所示。
消弧线的接地网接地电阻一般要求为5Ω，当土壤电阻率大于100Ω/m 时，接地电阻一般要求为10Ω。
图2 消弧线敷设示意图图3 防雷器安装示意图
3.4 防雷器
光缆防雷器主要用于消除直埋光缆中加强芯、金属铠装屏蔽层在雷击时产生的感应电压，避免光缆因雷击或静电放电而导致的浪涌破坏。防雷器安装在检测标石盖子下面，六根引脚直接与检测尾缆对应芯线对接，防雷器接地线与检测尾缆钢管上一螺丝连接，通过标石护套钢管连通接地。防雷器的安装如图3 所示。接地装置技术指标：当土壤电阻率小于500Ω/m 时，接地电阻小于等于10Ω；当土壤电阻率大于500Ω/m时，接地电阻小于等于20Ω。
4 结论
随着光缆传输网络的不断完善，光缆线路的大量建设，通信运营商开始在光缆设计中对雷电的防护措施加以关注，希望通过光缆的防护设计，对光缆线路受雷击中断的风险进行有效规避，提高通信网络的安全，从而提高生产效益。本文着重介绍直埋光缆防雷措施中的主要几种防雷技术，这几种防雷技术各有优缺点，具体设计时应因地制宜采用合适的防雷技术。排流线一般适用于新建直埋光缆线路工程；消弧线则适用于光缆途径孤立大树、塔杆、高耸建筑物而引起的感应雷击地段；避雷针适用于雷暴区；对于现有的直埋光缆线路，在常遭雷击的地段，敷设排流线既不现实又不经济，可采用防雷器技术。
参考文献
[1]通信线路工程验收规范（YD5121-2010）中华人民共和国工业和信息化部.