论有线电视光纤网络的防雷措施

摘　要：笔者分析光缆受雷击的三种形式和光缆遭受雷击影响的三个方面。为了避免光缆遭受雷电的破坏，提出了五种防雷措施。

关键词：光缆； 土壤电阻率； 金属构件； 金属吊线
随着广播电视事业的迅速发展，光纤通讯技术被广泛应用在有线电视传输上。由于光纤是非金属材料，具有良好的绝缘性，人们往往忽视光纤防雷的重要性，导致光缆及其相关设备遭受雷击的情况时有发生，造成广播电视节目的中断。因此，要采用科学的防护措施，做好有线电视传输光缆的防雷保护工作。
1 光缆遭受雷击的形式
1.1 直击雷
有些光缆虽然埋设在地下，但仍会遭受直击雷的破坏。由于有线传输光缆干线长，网络分部地形复杂，而且直击雷对大地放电是有选择性 。在空旷地带，土壤电阻率低的地带比土壤电阻率高的地带更容易遭受直击雷。当光缆遭受直接雷击时，金属护套在雷电流的作用下产生电磁场力、电动力、声波和热膨胀等强大的机械应力，使光缆遭受冲击和挤压而变形。同时，直击雷所产生的热效应对光缆的塑料外护、金属护层、金属构件有很大影响，严重时会烧熔烧断这些附属物体，使得光纤损坏而造成广播电视信号停传停播。当光缆采用架空方式敷设时，同样在空旷地带，由于光缆架设高于周围地表，使得光缆的金属挂钩和钢绞线容易遭受直接雷击，当发生雷击时，金属挂钩和钢绞线瞬间电位升高，造成光缆构件和保护层等击穿放电，从而烧毁光纤。
1.2 间接雷击
埋设在地下的有线电视传输光缆的间接雷击，也是由直击雷间接引起。当雷电击中光缆附近的大地时，落雷点电位瞬间升高，而雷击点附近的光缆金属构件电位可视为零，那么落雷点与光缆金属构件间出现极大的电位差，当电位差超过两点间土壤及塑料层耐压强度的最大允许值时，便会击穿光缆，形成点对点的电弧通道，而雷电流经该通道时大量涌入，破坏光缆的保护层而损坏光纤。
1.3 雷电感应
雷电感应对光缆造成危害的主要是感应过电压时所产生的静电感应。这种感应是在雷云之间或雷云对地放电时，在传输光缆金属外护层等金属构件上产生静电压所致。由于感应电压较低，电流较小，产生的能量有限，所以不会对光缆本身造成损害，但是所产生的电磁场对光缆连接器、光端机、辅助设备等产生电磁感应并入侵设备，造成串联在线路中间或终端的电子设备损坏。
2 雷电对光缆的影响
就光纤本身而言，雷电是不会对其造成任何损坏的。但是光缆作为长距离广播电视信号传输的载体，为了经受各种弯曲、挤压、拉伸等影响，在制造光缆时，都设有金属护套和机械加强钢芯线等金属构件。因此雷电也会对光缆造成破坏，常见有如下三方面。
2.1 熔化金属构件
光缆无论采用地下埋设还是架空方式敷设，一旦雷电流入侵到光缆的金属护套，其金属护套和缆芯导体将会受到瞬间高压冲击，在击穿金属构件的同时还产生电弧，把金属构件熔化，击穿光缆的保护层。
2.2 击穿光缆
光缆以埋设方式敷设，当雷电击中敷设光缆附近的大地时，使大地电位瞬间升高，雷电流击穿金属护套，使光缆塑料外套发生针孔击穿，造成光缆的损伤。
2.3 结构变形
当雷电击中敷设有光缆的大地时，放电而形成的压缩力会造成光缆被压扁，从而引起光缆物理结构的变形，使光缆传输损耗增大而影响信号传输质量。
3 光缆的综合防雷措施
要做好有线电视传输光缆的防雷工作，必须增强防雷意识,把光缆防雷保护作为一项重要的系统工程，根据实践经验，光缆防雷应从以下几方面进行防护。
3.1 光缆敷设路由的选择
由于有线电视传输光缆干线长，网络分布地形复杂，所经过的土壤电阻率大小不同。在光缆敷设时尽量选择雷击概率低的地方，如雷击活动较少的平原地区和土壤电阻率较低的地方，避免光缆敷设在山顶或山脊上。尽量避免与高压输电线路、交流电气铁道平行靠近，当光缆与这些线路相交时，其交越角要大于30度。同时，光缆干线经过建筑物、电力塔和孤立大树时，要保持一定的净距离。如表一所示。
表一
3.2 光缆类型的选择
我们要结合线路的实际情况来选择光缆。当光缆经过强电区域时，如发电厂、变电站等高电位地区，不要选用带铜线的光缆，应当采用非金属加强芯光缆或非金属光缆。同时，在这样的区域不要将光缆的金属构件接地，以免将高电位引上光缆。
3.3 光缆金属构件连接方式
在强电和非强电区域金属构件的连接是不同的。（1）在强电区域：不要将光缆接头处的金属构件短接，更不要将金属构件接地。因为在强电区域的地电位比较高，如果将金属构件接地，会使得光缆变成高电位。（2）在非强电区域，要将光缆接头处的金属构件短接为一体，形成电气连通，使得金属构件电位均衡，防止接头产生电弧放电。同时，为了避免雷击电流通过金属构件传输而造成多处雷击故障，在接头处还要做好接地处理。
3.4 架设光缆的防雷
为了减少雷电对架空光缆的影响，每隔500米光缆的金属吊线或挂钩要利用电杆避雷线或拉线接地，吊线全程连通，而且在终端要接地。可避免直击雷造成挂钩和金属吊线瞬间电位升高的危害 ，也可以防止感应雷电流通过张力线流向光节点 ,使光端机外壳电位升高 。同时，还可以避免沿路电源线碰到金属吊线引起杆路带电危及人畜安全。
3.5 防雷地线
对于直埋光缆，可采取在光缆上方30CM左右敷设一条或多条6—8MM镀锌钢线作为屏蔽线，这条屏蔽线，通常叫排流线，简称防雷地线。当雷击光缆上方时，雷电流汇集在防雷地线上，并迅速向大地泄放，从而减少雷电流对光缆的影响，使光缆得到很好的保护。
4 结束语
做好有线电视传输光缆防雷的同时，不要忘了附属的光纤设备如光纤连接器、光端机等设备的防雷。在光缆的日常维护中，要保证相关设施的接地完好，接地电阻符合要求。发现光缆指标性能变差，要及时查找原因，防止有线电视传输因光缆故障而引起的停传事故。
参考文献
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