1、引言
近几年,光缆分纤箱接地也是工信部质量检查中心和各省通信管局质量检查的重点内容之一,但GB 51158-2015《通信线路工程设计规范》和GB/T 51380-2019《宽带光纤接入工程技术标准》中并没有规定光缆分纤箱防雷接地要求。光缆分纤箱防雷接地一直是行业内争论的话题之一,因此本文将结合工程实际情况,分析光缆分纤箱防雷接地的必要性。2、光缆分纤箱防雷接地分析
2.1 光缆分纤箱安装环境分析
光缆分纤箱(ODB)主要安装于乡镇农村家庭宽带接入场景和城区沿街商铺、住宅建筑、商务楼宇等家庭客户和集团客户接入场景。光缆分纤箱上联至配线光缆交接箱或光缆分纤箱,下联接末端接入客户或级联光缆分纤箱,乡镇农村主要安装于室外电杆上,城区主要安装于建筑物的室内外墙壁上,如图1所示。图1 光缆分纤箱光缆接入示意图
在城区,光缆分纤箱主要安装于建筑物的室内外墙壁上,周围建筑物多,而且每栋建筑物均设置有避雷针等防雷保护措施,因此光缆分纤箱一般处于建筑物防雷保护范围之内。假设直击雷击中建筑物时,建筑物内各种金属物体可以分担雷电流,与光缆分纤箱相连的含有金属构件的光缆也会产生感应电流,流向光缆分纤箱,但此感应电流要远小于直击雷的雷电流冲击。另外,在城区敷设安装的光缆,一般安装于地下管道之中,不会遭受直击雷的袭击,而且接入光缆距离短,受感应电流影响非常小。因此,光缆分纤箱安装于城区,可不设置防雷接地装置。在乡镇农村,光缆分纤箱主要安装于通信电杆之上,周围存在树木、供电杆路等零星参照物,高度不高,若光缆分纤箱周围无参照物的情况下可能受雷击影响。光缆分纤箱与架空光缆相连,在空旷的区域,架空光缆遭受到雷击的概率远大于光缆分纤箱的概率,架空光缆一旦遭受雷击,光缆分纤箱也受到感应电流的影响。另外,根据雷电参数,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)。因此仅分析架空光缆遭受直击雷袭击后,雷电流对光缆分纤箱影响。2.2 光缆分纤箱防雷接地分析
根据GB/T 19856.2-2005 《雷电防护通信线路 第2部分:金属导线》中规定的相关公式,联合推导出架空光缆遭受直击雷雷击时,光缆中断故障频度的计算公式如公式(1)所示。 (1)
为光缆故障频度。 为环境系数,对于山岗上或小丘上的孤立架空线路,取值为2。 为雷暴日,单位:天。 为等效引雷宽度系数,取值3。 为架空光缆附挂高度,单位:m,取值5。 为架空光缆长度,单位:m。 为光缆中断时长,单位:小时。为光缆故障概率,取值100%。 根据公式(1),可以看出连接光缆分纤箱的架空光缆遭受直击雷雷击故障频度与雷暴日、光缆长度和挂高成正比,同时结合工程实际情况,可以推算出不同架空光缆段长下,架空光缆遭受直击雷后的光缆故障频度如表1所示。表1 光缆故障频度计算表
根据表1所示,光缆故障频度非常低,几乎可以忽略不计。在光缆长度固定时,随着雷暴日的增加,光缆故障频度也逐渐增大;在相同的雷暴日下,随着光缆长度的增加,光缆故障频度也逐渐增大。同时结合GB/T 19856.2-2005 《雷电防护通信线路 第2部分:金属导线》中规定容许故障频度计算公式如公式(2)所示。 (2)
为主要故障损失预期值,其中a为每个主要故障所造成的服务停止受影响的平均用户数;t为每个主要故障造成的服务停止持续时间,以小时为单位,b为服务系统总用户数。 光缆分纤箱与架空光缆连接,一旦光缆中断,接入光缆分纤箱的用户数全部中断,因此光缆中断后影响的平均用户数与总用户数相等。假设服务停止持续时间为72小时,根据公式(2),可以推算出容许的光缆故障频度为0.0012,与表1中光缆遭受雷击故障频度比对,可以明显判断出:当光缆长度小于500米时、光缆长度小于1000米且雷暴日小于60日时、光缆长度小于2000米且雷暴日小于30日时,容许的光缆故障频度是大于光缆遭受雷击故障频度,该部分光缆与光缆分纤箱连接处,可不做防雷接地装置,其余部分需要做防雷接地装置。
3、结论
根据以上分析,光缆分纤箱安装于城区建筑物上,可不做防雷接地装置。光缆分纤箱安装于乡镇农村的电杆上,可根据连接光缆分纤箱的光缆长度进行划分,当光缆长度小于500米,光缆分纤箱可不做防雷接地;当光缆长度大于500米且小于1000米时,光缆分纤箱宜做防雷接地。当光缆长度大于1000米时,光缆分纤箱应做防雷接地。另外,虽然光缆分纤箱可不做防雷接地装置,但考虑到感应电流可能对人身造成伤害,应对光缆中的金属构件做好绝缘防护处理。