光缆线路的防护

编辑:森严网互动百科 时间:2020-02-19 16:37:29
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光缆线路的防护是光缆线路工程设计中十分重要的内容之一,因为关系到光缆线路的安全和使用寿命。光缆线路的防护主要包括光缆线路的防雷、防强电、防白蚁、防鼠咬、防冻、防机械损伤等防护。有关防机械损伤等防护在光缆的敷设安装要求一节中有许多具体的要求,因此,这一节主要讨论光缆线路的防雷、防强电、防白蚁、防鼠咬、防冻的相关内容。
中文名
光缆线路的防护
外文名
Protection of cable line

光缆线路的防护光缆线路的防雷

通信光缆遭受雷击是通信光缆产生故障的主要原因之一。按理说无金属构件的光缆是不存在防雷的问题,但是为防止机械损伤,加强光缆的机械强度,节省工程成本,一般是采用了有金属构件(金属加强构芯、金属挡潮层或金属铠装)的光缆。因此,工程建设中必须考虑光缆线路的防雷、防强电的问题。

光缆线路的防护雷电流进入地下光缆的途径

(1)雷击光缆附近的大地
①雷击光缆附近(或上方)大地发生电弧:雷击在光缆附近(或上方)大地上,雷电流就会从落雷点向四面八方扩散,当地中雷电流达到一定数值(即超过落雷点与光缆之间土壤的击穿强度)时,就会在落雷点与光缆之间形成电弧,此时土壤被电离,土壤成为良好的导体,使雷电流从落地点经过被击穿的土壤流到光缆上。
②雷击光缆附近(或上方)不发生电弧:当雷击在光缆附近(或上方)大地上,如上所说雷电流就会从落雷点向四面八方扩散,当地中雷电流不足够大时,落雷点与光缆之间的土壤不会被击穿,但由于土壤不是绝缘体,所以仍有部分雷电流从落雷点流到光缆上,并在光缆外皮与金属构件之间产生电压。
雷击光缆附近(或上方)大地,落雷点与光缆之间没有产生电弧时,在光缆上产生的电压值,在很大程度上受土壤结构的影响。
(2)雷击光缆附近树木(或其他建筑物)
雷击在光缆附近的树木,雷电流就会经树根、土壤流到光缆上。当雷电流足够大时,也会使树根和光缆间的土壤击穿(树立根与光缆间产生电弧)。光缆和落雷点(或树木等)之间的土壤是否被击穿,取决于三方面:一是雷电流的大小和陡度;二是光缆和落雷点间的距离;三是土壤的击穿强度。通过对过去的地下通信电线遭受雷击的调查,雷电直接落地到电缆上是比较少的,多数情况下是由于雷击附近大树、电力杆、通信杆等其他建筑物,而使电缆发生故障。
上述两种情况(雷击光缆附近大地和树木等)在发生电弧时均比不发生电弧时危害大得多。因为一旦发生电弧(即土壤被电离击穿)土壤成为良好的导体,其雷电流大部分就会经土壤流到光缆上。

光缆线路的防护雷击大地的规律

雷击大地指的是云对大地(包括对树木和其他建筑物等)放电。在什么情况下云会对大地放电,这是一个非常复杂的问题,还找不到有关云对大地放电理论的资料。下文雷击大地的规律,只是通过对部分雷击现场调查、分析后得到的初步认识。因此,只能作为参考。
(1)雷击大地的一般规律
①大地电阻系数普遍都比较大的情况下,电阻系数小的地方容易落雷。因为大地电阻系数较小的地方,可以为雷电提供阻力较小的放电通路。但当雷击大地后,则又是在大地电阻系数大的地方,电缆容易产生故障。对于大地电阻系数这一因素,必须辩证的去看,一分为二的观察问题。
②地形突变(或大地电阻系数突变)的地区,容易遭受雷击。根据某一通信部门统计23次雷击中有18次是发生在地形突变(或大地电阻系数突变)的地区。
③矿泉、沼泽地、河流岸滩部分,地下水出口处容易落雷。
④海边、大湖旁边落雷机会较小,但如果海滨有山岳的话,则邻海一面的山坡上落雷机会较多。
⑤地下矿藏较多的地区落雷机会多。
⑥地层结构变化较大的地区落雷机会较多。
(2)山区落雷的规律
①山的朝阳坡比较山的阴坡,落雷机会多,根据某一通信部门统计的23次雷击中,有22次发生在向阳坡,这也与附近是否有水库、河流、沼泽地等潮湿地带有很大关系。
②山中盘地的落雷机会多于狭谷。
③石山(或大地电阻系数较大的山)地区雷击大部分发生在山腰和山脚部分。
④土山(或大地电阻系数较大的山)地区雷击大部分发生在山顶和山腰部分。
⑤山中盘地(尤其是水田)落雷机会较多。
⑥风口或顺风的河谷落雷机会多。
值得注意的是如果山的顶部大地电阻系数比山脚部分的大地电阻系数还小,山的顶部最容易落雷,因为在这种情况下可以为雷电提供又近又好的通电通路。
(3)雷击电缆线路的规律
①经常落雷的地区,电缆也容易遭到雷击。
②电缆线路附近大树电杆多的容易产生雷击故障。
③直径较小的电缆,比直径较大的电缆易发生雷击故障,而且故障也较严重。
④耐压绝缘低的电缆,比耐压绝缘高的电缆易发生雷击故障,而且损坏也较严重。
⑤电缆上的雷击故障大多数一次发生在几处,彼此相距几米甚至几千米,电缆直径越小,大地电阻系数越大,则故障段落越长,损坏越严重。
⑥施工质量不好,如覆土不实,出现深沟,孔洞或甚至电缆扭伤、拖伤等会增加故障的处数和损坏的严重性。
⑦电缆制造质量不好,特别是由于护套的材料不良造成电缆对地绝缘降低,将大大增加雷击故障的次数和扩大故障的严重性。

光缆线路的防护地下光缆线路的防雷要求及措施

我国国土辽阔,各地的地理气象有较大的不同,各地的雷暴活动规律和特点有较大的差异。因此,不同地区建设通信光缆线路时,要依照各地的具体情况具体分析,深入现场做好调查研究,摸清光缆线路路由地区的雷电活动规律,依照不同结构的光缆、不同的敷设方式和客观外界的条件(如地形、地物、大地结构、土壤的温度、水分等),仔细研究综合分析,抓住主要矛盾,采取有效的防雷措施,避免或减少雷电对光缆线路的损坏。
光缆线路的防雷要求从光缆线路路由勘察设计到工程施工安装的全过程中都应做好。首先要求合理地选择光缆线路敷设位置,尽量避开雷击,其次是对于从全局考虑,光缆线路敷设位置必须经过雷击地段的,在设计中应采用有效的防雷措施。
(1)光缆线路路由位置选择
选择光缆线路路由位置应尽可能满足下列要求。
①不论光缆线路是敷设在平原地区或者山区,在条件许可的情况下尽量避开雷击区,避开雷暴的容易雷击点,尽量避开有引雷危险的突出点,如单棵大树、枯树、电杆、高塔、矿泉、地下出水口处。在取得有关单位同意下可以采取伐树、迁移电杆等,以做好光缆线路路由两侧的清理工作。平原地区的雷暴一般来说少于山区,平原地区的雷暴活动分布又比较均匀,敷设于平原地区的地下光缆线路遭受雷击,较多的是由于雷击大树等,由树根引来的雷电流使光缆损坏。
②光缆线路敷设在山岭的阴面坡(北坡或西北坡)。我国东面、南面是海洋,潮湿空气吹到陆地后,经太阳暴晒而潮热,遇山阻挡加速抬升,即可出现雷电;或在西北方向吹来的冷而重的气流遇山被抬升,翻山后又下降与地面较热空气产生对流,即可出现雷电。而平原地区形成热雷电,尤其是地形雷电的条件比山区少,所以山区的雷暴多于平原。山区的东面、南面比较暖,当雨季到来,东面、南面吹来的海洋潮湿气流易受热和遇山抬升,所以山区的向阳坡雷电相对的比阴面坡多些,因此,光缆线路的敷设位置应尽量选区山的阴面坡。
③光缆线路敷设在两山之间的峡谷中。两山之间的峡谷地势狭窄,受地形的影响,不易受太阳充分暴晒,因而不利空气对流,形成雷电的条件不充分,落雷的机率就比较少。但两山峡谷底部往往是夏季山洪冲刷的地方,所以光缆线路敷设的位置也应尽量避开山洪冲刷的地方,所以光缆线路敷设位置选择要恰当,既要考虑满足防雷要求又要满足防洪的要求。
④光缆线路通过土山最好走山脚部分;光缆线路通过石山(或大地电阻系数很大的地方)最好走山腰部分。
土山的山顶、山脚部分大地电阻系数一般相差不多,在其上空出现雷云时,山顶、山脚部分产生的异性感应电荷相差不多,但雷暴有选择相对导电较好的突出地方而击的特点,因为土山的山顶较突出就容易落雷。石山山顶虽然较突出,但比山脚部分的大地电阻系数大得比较多,石山的山脚部分较潮湿易于雷云的感应电荷的大量积聚,使其附近的电场强度增强,雷电的先驱放电电场就较容易被吸引过来,石山的山脚部分就较山顶部分容易落雷。虽然石山的山顶部分较山脚部分较不易落雷,但石山山顶又比较高,光缆线路敷设在山顶又不便维护,因此,光缆线路通过石山时,最好敷设在山腰部分较适当。
⑤光缆线路路由选择尽可能少穿越地形突变(包括大地电阻系数突变)之处。
雷电对地放电将选择地面积聚异性感应电荷较多,电场强度较大的地方。当某一地区地形突变,地形结构变化较大,相应的大地电阻系数变化也较大(例如相差几倍)。当上空出现雷云时,地面及土壤深处由于静电感应产生的异性电荷积聚的数量相差较大,电场强度也相差较大,因此,大地电阻系数小的地方由于异性感应电荷积聚的多,电场强度软大,雷电就易击在这里,因此,光缆线路路由选择尽可能不穿越地形突变处(包括大地电阻系数突变)。
(2)光缆线路的防雷措施
当光缆线路路由选择不能满足上述要求时,应采防雷措施,光缆线路工程设计中比较多的采用是敷设防雷线、消弧线、避雷针、避雷线等措施,设计中应根据具体情况(敷设方式和敷设的实际环境)采用适当的防护措施。
①在年平均雷暴日数大于20天的地区,以及有雷击历史的地段,光缆线路应采用防雷保护措施。
②无金属线对、有金属加强件的直埋光缆线路的防雷保护可采用下列措施,但是以对于雷电现象客观规律的认识和防护技术水平而言,采取下列所列举措施时可显著降低雷害的频度,但不能完全避免其发生,在光缆线路路由选择时,以绕避雷害多发地点为首要考虑。
a.大地电阻系数小于100W·m的地段,可不设防雷线。
b.大地电阻系数为100~500W·m的地段,在光缆上方30cm处,连续敷设一条7/2.2镀锌钢绞线作防雷线。
c.大地电阻系数大于500W·m的地段,在光缆上方30cm处,平行相距10~20cm连续敷设两条7/2.2镀锌钢绞线作防雷线。
d.防雷地线的连续布放长度应不小于2km。
e.“防雷地线”既是“地下排流线”也叫“地下屏蔽线”。它是在地中位于光/电缆上方与光/电缆平行的一条或二对裸导线,裸导线充分接地并比较接近落雷点,这一条/二条线如果不是雷电流袭击的首要目标,也必然是与光/电缆同样成为被击目标之一,所以这一条/二条埋设的导线就叫做埋地光/缆地下屏蔽线,通常叫排流线。目前仍然沿用传统的做法,采用两条7/2.2镀锌钢绞线或者两条f6mm镀锌钢筋为屏蔽线,做法有以下两种。
一种是两条屏蔽线平行埋设在光/电缆上方,埋深为1/2~1/3沟深,每隔200m以及始末两端均用同样质、径的导线连接起来,并向左或向右横向引至距离光/电缆15~20m左右做接地装置一处。要求其接地电阻:当土壤电阻率在100W·m以下时,不大于5W;土壤电阻率在100W·m以上时,不大于10W,所有连接点均需确实焊固。另一种做法是:两条屏蔽线平行埋设在光/电缆上方,埋深为1/2~1/3沟深,排流线只需将埋设处的覆土夯实,使之全部密贴接地,中间不能有连接,敷设时注重分开,将两条钢绞线尽量贴近沟边。因为钢绞线容易打扭,有必要时可采用支撑物将其分隔开,两端钢绞线引至土壤电阻率较小的地方。
③当光缆线路无法绕避孤树、杆塔、高耸建筑、树林等时,应采用消弧法、避雷针等措施。光缆距电杆拉线较近时应穿放塑料管保护。
④当光缆在野外长途塑料管道中敷设时,可参照下列防雷线设置原则:
a.大地电阻系数<100W·m的地段,可不设防雷线;
b.大地电阻系数≥100W·m的地段,设一条防雷线。
⑤光缆接头处两侧金属构件不做电气连通。
⑥局站内的光缆金属构件连接到保护接地。
⑦雷害严重地段,可采用非金属加强芯光缆或采用无金属构件结构形式的光缆。
⑧架空光缆线路的防雷除采用上述e、f、g3条措施外,还可以选用下列防雷保护措施:
a.光缆吊线每隔300~500m距离,利用电杆避雷线或拉线进行接地处理,每隔1km左右加装绝缘孔子进行电气断开。
b.目前长途明线已经基本退出电信服务,但仍有部分长途光缆线路是利用原有明线杆路进行架设,此时可保留明线线条,且将其间隔接地,作为一种防雷措施。光缆架挂在长途明线线条下方。
c.雷害特别严重或屡遭雷击地段可装设架空地线。

光缆线路的防护光缆线路的防强电

光缆线路的防强电就是说光缆线路对强电影响的防护,要寻找防护措施,首先有必要先了解强电线路的分类、强电影响的分类以及强电影响的容许标准,然后再讨论防护措施。

光缆线路的防护强电线路及强电影响的分类

强电线路的连接方式有三角形连接、中性点绝缘星形连接、中性点直接接地星形连接、双线大地系统、双线~0~大地系统、接触网系统和直流输电线系统;三相高压输电线路结构型式有垂直型、水平型和三角型。

光缆线路的防护强电危险影响允许值

对于通信电缆,不仅要考虑强电危险的影响,还要考虑强电干扰的影响。但是对于通信光缆,除个别含有远供线对外,通常光缆内是没有金属通信线对,因此可以不考虑强电干扰影响,只考虑强电危险影响及其防护。
当通信光缆线路与高压电力线路、交流电气化铁道接触网平行,或与发电厂或变电站的地线网、高压电力线路杆塔的接地装置等强电设施接近时,应主要考虑强电设施在故障状态和工作状态时由电磁感应、地电位升高等因素在远供线对和金属构件上产生的危险影响。
输电线路对邻近电信线路可能产生危险影响的故障状态,应考虑下列几种情况:
①三相对称中性点直接接地系统的输电线路一相接地短路。
②三相对称中性点不直接接地系统的输电线路两相在不同地点同时接地短路。
③三相对称中性点不直接接地系统的输电线路一相接地短路。
中性点不直接接地系统的输电线路一相接地短路,而人体碰触邻近电信导线时,由容性耦合引起流经人体的电流允许值为15mA。
在输电线故障状态下,电信明线上(含架空杆路的吊线)的磁感应电压(包括磁感应纵电动势和磁感应对地电压)应符合下列规定:
①基本电压允许值应符合规定。
②考虑输电线路故障持续时间的人身安全电压允许值应符合规定。

光缆线路的防护光缆线路防强电

有金属构件的无金属线对光缆线路,当其与高压电力线路、交流电气化铁道接触网平行,或与发电厂或变电站的地线网、高压电力线路杆塔的接地装置等强电设施接近时,应主要考虑强电设施在故障状态和工作状态时由电磁感应、地电位升高等因素在光缆金属构件上产生的危险影响。
有金属构件的无金属线对光缆线路受强电线路危险影响允许标准应符合下列规定:
①强电线路故障状态时,光缆金属构件上的感应纵向电动势或地电位升应不大于光缆绝缘外护层介质强度的60%。
②强电线路正常运行状态时,光缆金属构件上的感应纵向电动势应不大于60V。
有金属构件的无金属线对光缆线路不考虑强电干扰影响。
高压输电线路在短期故障状态或正常工作状态,对接近的通信光缆线路,由电磁感应产生的纵电动势(E)的有效值。

光缆线路的防护光缆线路对强电危险影响的防护措施

当输电线路对光缆线路产生的危险影响电压超过允许值时,应根据具体情况,采取必要的防护措施,以保证人身和电信设备的安全。可选用的防护措如下:
①在选择光缆路由时,应与现有强电线路保持一定的隔距,当与之接近时应计算在光缆金属构件上产生的危险影响不应超过本规范规定的容许值。
②光缆线路与强电线路交越时,宜垂直通过;在困难情况下,其交越角度应不小于45°。
③施工中应注意不要磨损光缆护套,确保光缆内金属护层的对地绝缘符合要求。
④光缆接头处两侧金属构件不做电气连通,缩短光缆线路金属构件的连续长度,减少感应电压的累积。金属构件也不做接地。
⑤在输电线路接地装置与埋地光缆之间增设消弧线。
⑥当上述措施无法满足安全要求时,可增加光缆绝缘外护层的介质强度,采用非金属加强芯或无金属构件的光缆。
⑦在与强电线路平行地段进行光缆施工或检修时,应将光缆内的金属构件做临时接地。

光缆线路的防护光缆线路的其他防护

光缆线路的防护光缆线路的防冻害的措施

在寒冷地区由于气候条件的差异和季节性的气候变化,造成寒冷地区出现的永久冻土层或季节性冻土层。在这些地区敷设光缆,如果埋设的深度选择不当或选用光缆不当,都有可能发生季节性的光缆线路故障,因此,在寒冷地区应针对不同气候特点和冻土状况采取防冻措施。
①在寒冷地区使用的光纤光缆应选用适用温度范围为A级(低限为−40℃)的光纤光缆。
②对于在季节冻土层(如:冬天是冻土,其他季节非冻土)中敷设光缆时可采用增加埋深的措施,增加埋深是为了避开不稳定的冻土,例如:东北的北部地区是属于季节冻土层地区,工程中可将光缆埋深增加到1.5m。
③在有永久冻土层的地区敷设光缆时应注意不扰动永久冻土。一般采取降低光缆埋深的方法是为了保持永冻层的稳定,例如在青藏高原等永久冻土层地区敷设光缆时,将采取减小光缆埋深措施。

光缆线路的防护光缆线路的防腐蚀的措施

根据成都电信科学技术第五研究所长期对地下通信电缆、光缆土壤腐蚀及防护技术的研究,PE、PVC、PA外护套材料在土壤中老化速度较慢,耐土壤腐蚀性能良好,其中PE在土壤中防蚀性能最好。电缆、光缆塑料外护层在土壤中老化缓慢,不受到意外的外力破坏,它的防蚀保护作用可靠,但一旦有所破坏(人工挖孔模拟加速试验),仅埋藏一年金属护套就发生腐蚀穿孔,因此在线缆的生产、运输、敷设过程中必须确保外护层的完好无损。
为确保光缆线缆的外护层的完好无损,光缆线路的施工这道工序非常重要,一是光缆施放时,不管是机械施放或人工抬放,都应防止发生拖放与地摩擦造成破坏光缆外护套;二是回填土时应注意防止发生尖利的石块刺伤光缆外护套。在施工图设计时将这两点要求写在施工要求中以引起施工单位的重视。
光缆敷设后应做光缆金属构件对地绝缘测试,确保光缆金属构件对地绝缘符合设计要求,设计文本中必须提出对地绝缘的验收标准。

光缆线路的防护光缆线路的防白蚁

(1)白蚁的生活习性和活动规律
白蚁属不完全变态的渐变态类,生活史复杂。白蚁按其生活习性又可分为两个类别。一是木栖性白蚁:群体大小不一,在木质建筑物,如木制门窗、木制地板、木制屋、铁道枕木、木制桥梁、枯树等的啮空部分建巢,取食木质纤维,为木材制品的大害虫,木材被蛀变空,建筑物容易倒塌,铁路枕木被蛀,影响使用寿命,对交通安全威胁极大。二是土栖性白蚁:在地面下土中筑巢或巢高出地面成塔状,称为蚁冢,土栖性白蚁以树木、树叶和菌类等为食。
白蚁破坏电缆,主要是因为电缆挡住白蚁构筑蚁巢和蚁路,白蚁遇到阻障不会避让,所以白蚁啄穿电缆来打通蚁路,来寻得食物和水源。白蚁的破坏能力较强,不但能破坏电缆的橡胶和塑料,甚至能破坏铅包和铝包层,造成传输故障。埋地塑料电缆和通信设备也常遭白蚁蛀食。在南方,白蚁造成的通信电缆故障占总故障率的60%,广东省则高达80%。电力电缆被白蚁咬穿护层后,还易引起短路,导致电力转送中断,甚至酿成火灾。据原邮电部设计院、广东电信研究所等单位统计报道,在广东、广西、湖南、湖北、福建、江西、浙江、安徽、四川、云南、海南、上海、江苏13个省、自治区、直辖市中,均有白蚁危害电缆的情况。我国南方曾发生白蚁危害铁道系统埋地信号电缆,造成铁路停运的事故。全世界危害电缆的白蚁属澳白蚁科、木白蚁科、鼻白蚁科和白蚁科,共10属18种。在我国危害电缆的白蚁,主要是鼻白蚁科中的乳白蚁属和散白蚁属。
(2)光缆线路的防白蚁措施
国内外用以电缆防白蚁的方法主要有两种方法:药物防治法和环保物理法。直埋光缆在有白蚁危害的地段敷设时,可采用物理防治法(防蚁护层的光缆),也可采用其他防蚁处理,但应保证环境安全。
①药物防治法:就是毒土法,将有剧毒药剂(灭蚁灵、氯丹)喷洒在光缆沟内的光缆周围,然后再覆土,我们不建议采用这种措施,因为将剧毒品喷洒在地下将严重污染施毒光缆沿线的地下水源,将给施毒光缆沿线的人和牲畜带来严重的身体伤害;
②环保物理法:即光缆外护套采用防蚁护层的光缆。直埋光缆在有白蚁危害的地段敷设时,建议选用聚酰胺11(简称尼龙11)、聚酰胺12(简称尼龙12)或聚烯烃共聚物塑料护套的光缆(简称防白蚁光缆),虽然工程造价会提高一些,但它是既可以有效防止白蚁对光缆的伤害,又可以使光缆敷设沿线的环境不受破坏。

光缆线路的防护光缆线路的防鼠害

(1)老鼠的生活习性和活动规律
老鼠是属啮齿性动物,有人的地方就有老鼠存在,特别是褐家鼠是最常见的和危害最大的一种家鼠,属于世界性分布的鼠类,凡是有人类居住的场所几乎都有它的踪迹。
因此,在有粮仓、宾馆、住宅区、铁路、地铁、野外农田等场所敷设的电缆沟、电缆管、人井都有电缆被老鼠损坏的例子。
危害电缆的鼠类有:板齿鼠、黄毛鼠、中华鼢鼠、褐家鼠、小家鼠、竹鼠、黄胸鼠和黑线姬鼠等。
对于老鼠破坏光/电缆的原因现有两种解释:一是为了磨利尖齿,而光电缆塑料护套的塑料硬度却正好合适,因而破坏电缆;二是老鼠打洞觅食过程中要扫除前进障碍,当光/电缆挡住它打洞觅食的前进道路时,它需扫除障碍而咬坏电缆。但最有说服力的为第一种。
根据有关研究部门的长期研究,发现虽然光/电缆大多采用塑料护套材料,易受鼠类攻击,造成故障。但对于外径大于40mm的塑料护套光/电缆,老鼠却难以损坏,主要是因为外径已超出鼠口张开距离。
(2)光缆线路防鼠害的措施
光/电缆防鼠的方法不多,因为老鼠牙齿非常尖锐,光/电缆防鼠非常难。现有的方法有两种:一种是无毒的药物“驱避剂”法;还有一种是环保物理法,即外护套采用钢性材料或较硬塑料。
通信光缆的外径都不大,极少使用有外径大于40mm的光缆。因此,如果光缆线路需在有鼠害的地区敷设,如果外径是大于40mm的光缆,则要求光缆的护套采高密度聚乙烯(HDPE)护套料;对于外径较小的光缆,可采用外径不小于40mm的硬质塑造管或钢管保护光缆。
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中国通信学会