光缆通信线路在通信工程中的防雷设计、安装与措施

光缆通信线路在通信工程中的防雷设计、安装与措施

张素媚

广东金辉华集团有限公司广东开平529300

摘要：在通讯领域中，光缆通信已被广泛地应用，给人们的生活带来很大方便。不过历年都会发生因雷击灾害造成光缆损坏，以致通信信息中断无法正常运行。在此，本人结合多年的工作经验，对通信光缆线路的防雷设计、安装及措施进行深入分析。

关键词：光缆通信线路；防雷设计；安装；防雷措施

随着通信技术的快速发展，光缆通信线路已成为通信工程中最主要的通信线路。虽然光缆本身具有防雷性能，但也极容易受自然灾害、人为因素及金属间相互碰撞产生摩擦的影响，一旦被雷电击中，光缆的金属保护层造成损坏，促使大地形成电流而产生巨大热量和冲击，对光缆造成严重的危害，同时使得人们的安全面临严重的威胁。因此，为了保证光缆通信线路中的安全性，就必须对雷电的情况及光缆受雷击的原因进行研究，以解决并及时的做好防御工作。

1光缆通信

光缆通信是利用光波导电原理，对信息进行的输入和输出，满足人们之间的信息传递和交流。通过光信号的形式将信息进行传递。信息的加载，是在调制器调节电信号的作用下，通过光源发出的光信号对信息进行加载，然后通过波导把所加载的信息进行传输，由于全反射效应，传输中的光信号会被拘束在波导里面，进而形成信息可以长距离的传递。而信息的调控，则是由调制器和光源进行解决的。信息到达目的地后，利用解调器将光信息转变成电信息，为使用者所利用。

光缆通信主要特点：通信质量高且容量大，使用范围涉及面广，信息的传输频带宽，同时有超强的抗干扰能力。距离长短不同，决定了选择通信线路的不同，短距离通信方面的聚合物光纤备受人们青睐，长距离的通信方面主要以石英光纤维为主。

建立全光的网络环境是光缆通信的目标所在，把一些不必要的电光转换步骤进行有效的处理和删减，进而加强通信速度。电通信和光缆通信有着不一样的作用，主要体现在光缆为传输线路和以光品为载频传导信号两者上的差别，这也和光缆通信的主要特点有着一定的关系。

光缆通信技术的进步，主要体现在特种光纤和通信新路系统中所有用到的光缆。光缆通信的最初发展阶段，光缆的传输口仅有三个，在近几年，随着科技不断进步，第四、第五个传输口以及S波段传输口等相继进入到人们的视线。其中最有价值的就是无水峰全波传输口的问世。随着这些传输口的研发成功，给光缆通信线路的发展带来很大的意义，同样也意味着在1300nm和1600nm之间的光频范围内，可以达到色散传输低、消耗低的目标，并且可以将传输的容量达到数以万倍甚至更大方向发展。

2雷电的影响

尽管雷电是不能被人们所预测的放电现象，但人们是可以通过一定的措施对雷电进行预防和预测，避免因雷电给人们带来的伤害。通常情况下，一般的光缆是可以不用考虑风雷设施的安装问题的，但通信工具是不一样的，防雷措施的安装是十分必要的。在通信线路的使用过程中，电缆会通过高空或将其埋在地底下的方式进行施工，在这个过程中，电缆就要受不同程度的拉抻，挤压、扭曲等，及在不同温度的环境中进行捆扎。与此同时，在制作光缆过程中增加的金属芯线方面，给电缆的通信线路带来隐患。

实践证明，雷电对电缆会造成不同程度的伤害，原因包括：第一，雷电在击中光缆的金属附件时，促使雷电对地面放电而形成电流，使得电流在光缆周围流过，导致土壤中，大量热能的产生，从而形成巨大的冲击力，这也造成光缆的损害或者变形，这样的情况是基于光缆埋在地下的状态中产生的。所以，光缆防雷设施的安装是至关重要的，根据光缆特点实际情况，制定出相应的方案，让其更好的发挥作用。

3光缆遭遇雷击的机理

雷电闪击大地，由于雷电属于电荷集聚的云堆，随着大气环流的变化而变化，只有达到离开地面一定的高度，才会确定雷电对地闪击的目标，比如复杂高大物理突出物，例如树木、铁塔、通信杆等。雷电闪击大地过程中，在有与大地接触的金属导线类的物体存在时，比如说金属构件与接地良好的光缆，就意味高低电阻率地区存在部分的低电率的土壤带中，能随时将雷云电荷输送给大地，完整的完成一次雷电的活动；如果遇到金属类物质对大地处于绝缘的情况，例如，对地电气浮空的光缆，由于大地不能与绝缘的金属导线形成通路，又不能输送雷云所带的电荷到大地，不能对雷电活动产生影响，所以，对地接触良好的光缆对雷电有很强的指导的作用。雷电闪击大地的时候，雷击点的电位是有很明显的提高的，并随着与雷击点的距离进行变化，从而形成电位的电位漏斗。如图1所示。r代表雷击点的距离变化，Ur代表地中个点电位。如果雷击点处于最高的位置，且土壤拥有均匀的电阻率，进而形成以雷击点为中心的导电的半球。

图1雷击大地时的地电位分布

4防雷的设计与安装

4.1架空的防雷线的设计

光缆通信线路的工作中，架空的防雷线设计方法是很好的选择之一。这种方法不仅能够减少雷电对光缆通信线路的影响，同时也降低了雷电对光缆通信线路的危害。架空防雷线的设计利用不连通电气不接地与断开光缆的金属芯线的方法，从而进行防雷设计和安装。在选择光缆路由器上，要尽量的避免与铁路的高压线的距离和平行的关系，必要的时候要采用非金属芯线的光缆进行防雷的设计，从而为光缆通信线路的防雷效果提供保证，同时也为通信安全带来保障

4.2直接埋入地下的设计

光缆通信线路设计过程中，也可以采取直接埋入地下的方式进行，根据具体情况，选择合理的设计方案，尽最大的可能保证光缆通信线路受到雷击的危害。例如遇到不可以直接将光缆埋入地下的情况，应当将穿越到水渠和渗沟的位置时，由于不能直接将光缆埋入地下，这种情况下就应采取架空防雷线的方式进行安装，可以在电线杆上安装相关的避雷设施。如果遇到光缆通信线路的周围有复杂的大树或者有容易造成雷击的高大建筑物，这时就要采取地下的埋入工作进行设计，同时要与消弧线的方法相结合，避免光缆与光缆之间产生电弧，从而保证光缆通信线路的各方面的安全问题。

4.3接地防雷线

防雷的接地技术和方式是在光缆通信线路的设计和安装中最主要的方案，利用在地下设置防雷线的设计方案进行安装，不仅可以杜绝雷电的攻击，同样也可以对自己的防雷设施中产生的电流进行系统的分析，更好的作出判断，并且防雷效果与自身的电流成对应的比例关系。当自身的电流越大，那么其防雷的效果就会越明显。防雷线的选用，应当要注意选择带有颜色的金属线，因为带有颜色的金属线其线阻抗脚小、使用寿命长，而且拥有很好的抗腐蚀性，防雷效果也是非常明显。另外，因地下防雷线属于直埋光缆，在埋设防雷线时，要注意土壤电阻率在100m以上的问题，还有保护的地区较长时，选用的材料最好是72/2.2镀锌钢绞线或是6mm镀锌钢筋，并平均敷设两条以上距离为40cm的防雷线，以便更好的将雷电引设到两千米左右的区域内。

5在防雷设计与安装中注意的问题

基于光缆通信线路的安全问题考虑，在防范和阻止雷电安装时应注意光缆对雷电的吸引程度，在光缆通信线路的金属芯线完全与地互相连接的情况下，会造成雷电的巨大吸引力，有可能对周围地方带来雷电的冲击，给光缆通信线路造成损害。所以，在光纤通信线路的设计和安装上，应注意与光缆连接的接头部分、电气的断开部分等采取相应的应对措施，做好与地面绝缘工作，保证光缆通信线路的安全投入使用，因此做好其防雷的设计和安装是必要的，为促使人们的安全使用通信提供安全保障，进一步促进光缆通信线路事业的顺利发展。

6加强光缆通信线路的防雷措施

6.1系统接地与地电位悬浮式方法

为更好地达到防雷效果，必须用金属加强芯、铜线和金属护套，埋式光缆头处采用电气连接方式，并作系统接地。在实际应用过程中接地装置比较多，系统接地的好处是将感应电流引入地下，也可在电气上将接头处一端金属护套和加强芯连接在一起作接地处理。这样的好处是可以避免光缆中的电流长期进行长距离累积，而使光缆受到破坏，并能将感应电流快速引入地下。另外，还能在电气上对光缆接头处两端、光缆终端金属套和金属加强芯进行绝缘，保证其不接触地面并处于绝缘状态。这样的好处是能避免感应雷电流在光缆中积累，也能避免防雷排流线和光缆中金属构件对地阻抗差异常而诱导雷电流进入光缆。正常情况下，这种方式一般会选用电位悬浮式处理方法进行处理，保证通信电缆线路通信安全。

6.2阻缆诱导雷电

阻缆诱导雷电是指光缆通过在电气上的地浮空来阻断光缆中金属构件对雷电的诱导，以避免光缆被雷电击中。当光缆内的金属构件处于接地状态时，每一段金属构件都是相连接的，其一般会在中间点或在机房内接地。一旦接地，就会出现高地电阻地区，甚至会出现局部低电阻率土壤带，而这种电阻率土壤带会对雷电是强烈诱导作用。在这种情况下，其很可能引雷直击光缆；电位超过一定范围会击穿光缆外面的塑料保护套，会使光缆中的金属裸露接地，使得电弧和雷电流产生热效应和气垂效应，两种效应结合在一起会给缆线造成毁灭性的破坏。而浮动状态下的光缆金属构件对雷电是没有诱导作用，即便是雷击大地使光缆出现漏斗电位区，电位也不会对光缆有所影响的，也不会出现电弧击穿。因此，在对光缆线路进行设计和施工的时候，最好对光缆接头进行机械连接，并在电气上将其断开，以避免光缆被雷电击中。此外，在生产运输和施工环节，要做好PE层保护工作，以保证地绝缘，使光缆全线处于良好的浮动状态。

7结论

总之，在通信工程中光缆通信线路是一个极其重要的组成部分，能够直接影响到整体的通信质量。所以，必须根据通信建设的具体情况采用相应的防雷技术方案，从各个方面进行整体的、综合的雷电防护，才能有效减少灾害损失。

参考文献：

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[2]孙超.光缆通信线路工作如何进行防雷设计与安装的研究[J].中国新通信,2015(23):137,138.

[3]李飞.浅析光纤通信的防雷保护措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(8).