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地凯防雷:通信电缆的防雷问题

通信电缆种类繁多,从传输信号来分,可以分为传输电磁信号的电缆f防雷和传输光信号的光钎防雷。电缆分为架空和埋地两种安装形式。在这里广西地凯防雷公司主要给大家讲解一下通信电缆包括微波和其他通信电缆。

地下电缆开始使用时,很多人以为电缆埋入地下,不像明线那样高挂于地面,似乎不应再受雷击。可是实践的结果,却出乎人们的愈料,雷击电缆的事故依然时有发生。

运行中造成电缆故障的原因很多。而据统计,其中属雷击引起的,大约占了总故障的30%左右。而实际上电缆的雷击故障所占比例还不止如此。因为电缆受到直击或反击,当时不一定会引起绝缘击穿,只使塑料外护套产生小小的针孔,对通信的影响一时不能表现出来。待到年长月久严重形响通信后再来查找障碍,现场已面目全非,往往没有作为雷击障碍来统计。
对于电缆来说,即使落地雷发生在比较远的地方,也仍然会有部分雷电流流人电缆,但对电缆和通信毫无影响,因此, 文中只把直接击中电缆或反击电缆的雷击,算作雷击电缆。电缆的绝缘击穿和通信中断等的名词也各有不同的含义。下面将会谈到,是否发生对电缆的雷击,主要与环境、土质、雷电流强度有关,至于电缆绝缘击穿.是否一定使通信中断,还决定于电缆防雷水平的高低。

不同的环境条件和电缆结构,电缆线路的雷击故障率差别可能很大,例如,一条敷设在土壤电阻率为60Ω.m的平原地区(在平原地区这种土壤电阻率是较为普遍的),可以耐受50 kA雷电流的电缆.如果在土坡电阻率为500Ω.m的地方.防雷能力即下降为20 kA。

地质条件的不同.使同一电缆的防雷能力相差两倍多。又如在同一自然环境中,外护套为塑料的同外护套为金属的电缆相比,一般的雷击故障率要高出两个数最级以上(甚至可接近三个数量级)。此外,施工过程留下的潜伏性机械损伤也会降低电缆的耐雷水平,增大在雷击情况下发生故障的可能性。由此可见,做好电缆的避雷工作,涉及电缆选型、施工设计和正确地采用避雷措施等一系列问题。

架空电缆的雷害比起埋地电缆及明线来说,破坏性更大,波及范围更广。因为电缆架空之后,受雷电的影响和明线一样频繁,但是电缆芯线很细,芯线和外皮间的介质绝缘在击穿后又是不能恢复的,架空电缆的雷电流又不易泄人大地,故架空电缆的雷害比埋地电缆较为严重。按照计算,同样结构的电缆,架空挂设之后。雷电导致击穿破坏的次数,约比埋人地下时大两个数量级。但目前农村仍大量采用架空电缆,这使维修工作量大大增加。

本文以地下电缆为主讨论电缆的避雷问题,但很多机理同样适用于架空电缆,因为架空电缆实际上可以看作对地泄漏比埋地的同样结构电缆还要小的“地下电缆”。
电缆受雷击的途径,归纳起来有如下几种:
1.对电缆的直击
所谓直击,是指雷电直接击中电缆。实践证明,在埋有电缆的地方,沿电缆埋设的线路落雷率要比其他地方落雷率高,有点像雷电专门要找埋地电缆严打似的,在土城电阻率高的地方尤其明显.这是由于在土壤中埋下一条电缆就相当于土壤巾有一条土壤电阻率特别低的带,前面讲过的高土壤电阻率的地方,如果中间存在一块低土壤电阻率的地区,该地区受雷击率特别高,这便是雷电直击电缆的原因。从资料报道及现场调查可知,雷电直击点的地面会出现大的孔洞,洞深可以直达电缆,如图1所示。

图一:雷电直击电缆

2.雷击附近大地、建筑物、大树等对电缆发生放电
当雷电击中电缆附近大地时,落雷点的电位显著升高,而电缆延伸很远,其远端的电位可视为零,所以雷击点附近的电缆电位也几乎为零,这样一来,落雷点与电缆之间便出现极大的电位差。如果这一电位差超过了雷击点和电缆间的土壤耐压强度(视土坡电阻率的不同.其值可从低电阻率土坡的1 kV/cm至高电阻率的5 kV/cm不等)所无法承受的程度时,便击穿土坡,形成了从雷击点至电缆的电弧通道,大量雷电流涌向电缆,如图2所示,这种雷击,损坏程度与雷电直击电缆相当,同样会造成电缆严重破坏。

图2:雷击大地对附近电缆放电

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