近年,高速公路机电工程中的电子设备和通信电缆等遭雷击现象时有发生,已经引起有关部门的重视和采取相应的措施防范。但是高速公路机电工程中使用的光缆和光传输设备的防雷,尚未得到足够的认识而加了防范。
不少人认为,光纤是非金属材料制成,其传输的是光信号,不是电信号,不受电磁干扰,亦不会受到雷电的袭击。一般来说,就光纤本身而言,是可以不考虑雷电灾害和强电影响,但是,作为通信线路使用的实际媒质—光缆,考虑到其在通信管道、直埋乃至架空等到施工方式,要经受各种的拉伸、冲击、挤压、弯曲、扭转和高低温的影响和各种环境下的应用,因此,在制造光缆时,就要增加金属铠装或钢丝加强芯线等工艺,形成适应各种环境下使用的多种光缆。
实践证明:雷电也会对光缆造成破坏。据报道某电信局架空光缆09+1号接头内的3号光缆被雷电流熔断,4号光缆有长约2cm涂覆层被烧光,玻璃纤维裸露,其光纤被烟熏黑,密封胶膏溶化,接头盒两端固定加强芯螺栓处有明显的电弧灼痕迹。究其原因,光缆被雷电破坏主要有两种:一是雷电直接对光缆的金属铠装护层(或光缆的金属芯线)发生作用,从而造成光缆损坏,此种情况多见于光缆架空场合;二是雷电袭击光缆附近的金属件,即雷电对地放电,造成雷电峰值电流在光缆周围大地流过,致使土中产生巨大的热能,并形成一股巨大的冲击力,使光缆变形造成损坏,此种情况多见于埋地光缆场合。
随着通信技术的发展,高速公路机电工程中,将越来越多地使用光缆代替金属线缆,特别是高速公路的通信干线线缆被光缆替代是必然趋势。因此,在高速公路机电工程中,光缆的防雷电袭击不可掉以轻心,也须引起足够的重视,采取必要的防护措施。一般来说,在高速公路机电工程中使用的普通金属线缆的防雷电措施,也都适用于光缆。但是,对于具体场合的应用,还应该注意光缆自身的特点,采取相应措施方能达到事半功倍的效果。
按雷电环境选光缆
对于雷电多发地区的通信线路,应注意选择具有高强度绝缘介质的、防雷特性较好的光缆。一般线缆绝缘强度达到20KV以上时,才能保持5S不被雷电击穿而损坏。又如多层金属护套结构的光缆,其防雷疏流能力明显优于普通光缆,承受雷击峰值电流可达100KA以上。在雷击特别严重的路由,也可选用无金属的光缆,它的加强芯是高强度的尼龙线,能防雷电,但是此类光缆抗拉防潮和防虫咬性能不理想,所以没有得到广泛使用。
金属护套接地
将直埋光缆的金属护套在接头处集中接地,使金属护套连通并形成多点重复接地的模式,有助于防雷击。一般光缆每2KM左右作一次接地,接地电阻应在10欧姆以下。另外,在每段光缆的终端,还应将光缆的金属护套直接或通过避雷器接地。
多雷区应设避雷针天线
对于雷击多发地点(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20M左右,以免雷电入地泄放时危及光缆。