1 引言
GB 51158-2015《通信线路工程设计规范》中规定无金属线对、有金属构件的直埋光缆线路防雷保护措施：当土壤电阻率大于![]()
时，需要设置一条或两条防雷线保护措施，防雷线的连续布放长度一般应不小于 2km。而保护措施并没有提出采用何种防雷材料，因此本文结合概预算定额提到的几种材料，进行分析论证，提出最优的防雷设计方案。2 直埋光缆线路防雷线设置分析
根据直埋土壤中的防雷线和含金属构件的光缆，在放电过程中，通过土壤相互并联连通，承载一部分雷电流，达到降低光缆造雷电袭击的概率。防雷线保护直埋光缆示意图如图1所示。![]()
图1 防雷线保护直埋光缆示意图
根据GB/T 19856.1-2005 《雷电防护通信线路 第1部分：光缆》中规定屏蔽系数等相关公式，整理推导出得出公式（1）、公式（2）和公式（3）。 ![]()
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和![]()
为屏蔽系数。h 、H、H1分别为防雷线与光缆间距、光缆埋深、防雷线的埋深，单位：m。L为2条防雷线时，其中1条防雷线与光缆的距离，单位：m。r 、R分别为防雷线半径和光缆金属构件的半径，单位：m。b 、b1分别为防雷线间距和一条防雷线与另外一条防雷线关于地面对称的镜像距离，单位，m。根据公式（1）和公式（2），在参考《信息通信建设工程预算定额 第四册 通信线路工程》中给定几种防雷线材料，可以推算出设置一条防雷线或两条防雷线情况下，不同规格防雷线的屏蔽系数如表1所示。表1 不同规格的防雷线屏蔽系数推算表
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备注：1、某厂家72芯直埋光缆的屏蔽层外径约为3.2mm。
根据表1推算结果，当设置一条防雷线时，随着光缆与防雷线垂直间距的增加，屏蔽系数在减少；当设置两条防雷线且光缆与防雷线垂直净距一定时，随着防雷线水平间距的增加，屏蔽系数在减少，但达到600mm时，屏蔽系数反而增大，符合GB 51171-2016《通信线路工程验收规范》中规定的不宜大于600mm的要求。另外，也可以判断出不同规格的材料，在相同条件下，屏蔽系数偏差不大。在结合《信息通信建设工程预算定额 第四册 通信线路工程》中给定材料为镀锌铁丝φ2.0mm以及GB 51171-2016《通信线路工程验收规范》中规定防雷线设置要求，代入公式（3）中，可以推算出，在标准要求情况下设置防雷线后的光缆故障频度如表2所示。 表2 标准要求下，设置防雷线后的光缆故障频度分析表
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备注：1、/代表满足标准条件。
2、土壤电阻率等于500Ω•m，设置1条防雷线；土壤电阻率等于1000Ω•m，设置2条防雷线。
根据表2分析结果，在设置防雷线后，大部分场景下的直埋光缆故障频度还是大于GB/T 19856.1-2005 《雷电防护通信线路 第1部分：光缆》中的规定典型值0.1次/年。在结合公式（4），进一步推算直埋光缆发生故障后，所造成的损失是否通信运营商所能接受。![]()
(4)
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为容许的主要故障风险极大值。t为光缆故障中断时长，单位：小时。根据公式（4），光缆故障频度与中断时长成反比，光缆故障频度高的段落，要求光缆抢修时长就非常苛刻。目前，通信运营商在每个区县都成立的光缆运维管理机构，负责该区域的光缆抢修维护工作，光缆抢修时长：干线光缆一般要求小于4小时，接入网一般要求小于24小时。根据公式（4），可以推算出在光缆抢修时长为4个小时的情况下，对光缆故障频度的要求如表3所示。
表3 在光缆中断4小时情况下的故障风险值推算表
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备注：1、/代表满足标准条件。
2、土壤电阻率等于500Ω•m，设置1条防雷线；土壤电阻率等于1000Ω•m，设置2条防雷线。
根据表3结果，在光缆中断4小时的情况下，光缆距离较短的区域是可以满足标准要求，但光缆段长超过2公里且雷暴日大于50天时，就不满足标准要求。当雷暴日大于50天时，若需要满足光缆故障频度，一是缩短光缆中断时长，但不太现实；另一种方案就是缩短直埋光缆段长。3 设计建议
根据前面的分析结果，直埋光缆线路工程防雷接地设计建议如下：(1)防雷线材料选型：防雷线材料宜选用镀锌铁丝φ2.0mm。
(2)防雷线设置：单条防雷线设置时，光缆与防雷线的垂直净距可以根据实际场景进行调整，考虑屏蔽效果，净距不宜小于300mm；两条防雷线设置时，两条防雷线的水平净距范围宜为300mm~600mm，防雷线与光缆的垂直净距可以根据实际场景进行调整，垂直净距范围宜为200mm~400mm。
