1 引言
直埋光缆主要选用GYTA33和GYTS33两种结构的光缆,但GB 51158-2015《通信线路工程设计规范》并没有给出哪种光缆结构更适合直埋用。因此本文将结合直埋光缆遭受雷击破坏的故障频度,去分析直埋光缆选型。光缆线路工程遭到直击雷和非直击雷后,会在含有金属构件上的光缆中形成强电流,击穿光纤光缆护套,造成光缆中断。同时结合雷电参数,首次短时间雷击电流(直击雷)引起的雷电灾害是远大于后续短时间雷击电流(非直击雷或感应电流)。因此,直埋光缆线路工程仅分析直击雷造成的影响。根据GB/T 19856.1-2005 《雷电防护通信线路 第1部分:光缆》中规定的直埋光缆故障频度等相关公式及雷电流幅值雷击概率,整理推导出直埋光缆线路遭受直击雷后的光缆中断的故障频度计算公式如公式(1)所示。根据公式(1),可以判断出,光缆的故障频度与光缆长度、落雷密度、雷暴日和土壤电阻率成正比,也可以推算出在不同的光缆结构设计情况下,不同光缆长度、不同年均雷暴日及不同土壤电阻率情况下的光缆故障频度如表1、表2所示。
表1 GYTA33型光缆的光缆故障频度推算结果表
备注:1、以某厂家72芯为例,同时结合YD∕T 901-2018 《通信用层绞填充式室外光缆》中的规定,可以推算出S约为2.9mm2。 2、经资料查询,全国雷暴日最大值小于120天。
表2 GYTS33型光缆的光缆故障频度推算结果表
备注:1、以某厂家72芯为例,同时结合YD∕T 901-2018 《通信用层绞填充式室外光缆》中的规定,可以推算出S约为2.9mm2。
2、经资料查询,全国雷暴日最大值小于120天。
根据表1和表2推算结果,可以明显判断出,在雷暴日相同的情况下,随着光缆长度和土壤电阻率增大,光缆故障频度增大;当光缆长度相同的情况下,随着土壤电阻率和雷暴日的增大,光缆故障频度增大;当土壤电阻率相同的情况下,随着光缆长度和雷暴日的增大,光缆故障频度增大。也可以看出,不同的光缆结构下,光缆故障频度不一样,尤其在土壤电阻率小于100Ω·m时,同时结合GB/T 19856.1-2005 《雷电防护通信线路 第1部分:光缆》中的规定,光缆故障频度限制的典型值为0.1(假设光缆故障全为雷电造成),用GYTS33型光缆建设直埋光缆线路工程,段长2公里,雷暴日大于30时,是需要设置防雷接地体,即防雷线或排流线,而与GB 51158-2015《通信线路工程设计规范》中的规定要求不一致(10m深处的土壤电阻率ρ10小于100Ω·m 的地段,可不设防雷线)。用GYTA33型光缆建设直埋光缆线路工程,防雷接地要求与GB 51158-2015《通信线路工程设计规范》中规定是一致,即当土壤电阻率ρ10小于100Ω·m 的地段,可不设防雷线。3、结论
根据以上分析,在直埋光缆线路设计时,光缆选型时宜首选GYTA33型结构,当土壤电阻率小于100Ω•m且光缆段长小于2公里时,可不设置防雷线。当选取GYTS33型光缆且土壤电阻率小于100Ω•m时,应设置防雷线1条。