电力线路对通信光缆的影响

电力线路对通信光缆的影响

朱继滔

（广州市电力工程设计院有限公司）

摘要：为避免电力线路在发生故障的情况下产生的短路电流对交越的通信光缆感应较强的电流和电动势，导致光缆构件绝缘而被击穿甚至中断通信的事故发生，本文通过分析电力线路施工对通信光缆危险影响允许值和电力线路对通信光纤的危害，提出保证通信光纤线路通常的几点防护要点。

关键词：电力线路；通信光纤；影响；防护

1引言

如今通信信息传输的主要通道就是光缆线路。从结构的角度，可以将通信光缆分为无金属型、有金属构件而无铜线型和有铜线型3种类型。对于无金属型光缆线路，防护时主要考虑的是光缆本身的绝缘强度；对于含金属构件而无铜线的光缆线路，防护时主要考虑的则是千万不要将相邻光缆进行电气连接，同时远离变电站接地网、电厂等地区；而对于有铜线型的光缆线路，尤其在与交流电气铁道接触网、高压电力线路、发电厂和变电站的接地网接近时，则需要考虑因地电位升高或电磁感应对光缆内的铜线、铜线回路以及其它金属构件所产生的干扰与危害。电力线路对通信光缆的影响可以从两个方面来看：一方面是电力线路的工作状态对通信光缆的长期影响，这个方面需要考虑在铜线与上述金属构件上产生的纵电动势不超过人身安全电压的规定，二是电力线路故障状态对通信光缆的短期影响，这个方面则需要考虑在铜线上、铠装护层、加强芯上或钢丝上产生的纵电动势不至于击穿其绝缘介质。电力线路对通信光缆的影响，主要指的是不对称运行的强电线路，工作时会使光缆内的铜线产生纵电动势而对铜线回路造成的干扰。

2电力线路对通信光纤的影响及危害

2.1电力线路对通信光缆的影响的计算方法

1）电力线路对有铜线回路的通信光缆的影响情况可以参考DL/T5063-1996《送电线路对电信线路干扰影响设计规程》。而有金属构件但无金属线对的通信光缆则不需要考虑强电对其产生的干扰和影响。

2）电力线路对有金属构件而无金属线对和有金属线对的两种通信光缆的影响的计算方法以及相关规定可以参照DL5033-1994《送电线路对电信线路危害影响设计规程》的相关明文规定。

此外，绘制出通信线路和电力线路的相对位置图，并将整条线路划分成若干个等效的接近段，同时使感应电流在通信光缆的金属构件上所产生的纵电动势等于所有接近段上所产生的纵电动势的代数和。表达式为：

E=∑2πfMLIS

其中，E代表感应纵电动势，单位为伏特（V）；f表示频率，单位为赫兹（Hz）；M表示强电线路与光缆通信线路的互感系数，并且取频率为50Hz时的值，单位为Hz/km；L表示接近段的光缆通信线路在强电线路上的投影长度，单位为km；I表示影响电流，可以取0.85倍故障电流，单位为安培（A）；S表示综合屏蔽系数。虽然这个计算公式非常容易理解，但是在工程勘查设计中很难进行取值计算，所以，为了方便估算，根据前辈们的经验可以在一定范围内结合简化公式进行估算。即

令

当0.001<x<6时，

E=29.845ln[16085.751/（a2×σ）+0.95]ILS，其中σ表示50Hz时的大地导电率，单位为S/m；a表示通信光缆与强电线路的接近距离，单位为m。

当x>6或x<0.001时，如果用以上的公式计算，结果会产生较大的误差，所以还是应该按照E=∑2πfMLIS这个公式计算。

3）在电力线路杆塔的接地网或者变电所的接地网与地下通信光缆线路接近的时候，光缆敷设的位置所产生的电位可以按照下面的公式计算：

电力线路杆塔的接地网：U=IR[r/（r+s）]

变电所的接地网：

其中，R表示接地电阻，单位为Ω；I表示通过接地装置的电流，单位为A；r表示接地装置的等效半径，单位为m；s表示通信光缆距接地装置等效半径的距离，单位为m；U表示通信光缆距接地装置等效半径s处的电位，单位为V。

2.2交流电气铁道接触网的工作状态对通信光缆的长期影响

当电力线路的交流电气铁道接触网短期故障所产生的电流远远小于强电线路所产生的短路电流时，需要重点关注其工作状态对通信光缆金属护套和铜线产生的纵电动势的值。

感应纵电动势的值用公式：E=2πfMLIK计算，同时设通信光缆线路与交流电气铁道网的平行长度L分别为5、10km，电流I为200A，交流电气铁道网的不同土壤电阻率为100、500和1000Ω?m时所对应的屏敝系数分别为0.32、0.29和0.28。不同隔距的通信光缆铜线上的感应纵电势如表2-1所示。虽然交流电气铁道触网对铜线光缆线路的影响不大，但由于隔距较近，且当线路平行长度大于20千米时，依旧会超过通信光缆中的铜线所允许的纵电动势，因此在通信光缆线路设计时仍然不可以忽视这个影响。

表2-1不同隔距交流电气铁道接触网对光缆线路纵电势（V）的影响

3对通信光纤的防护措施

为减少和避免电力线路对通信光缆所产生的影响，在建设电力或通信光缆线路选择路径的时候，一般需要考虑让电力线路和通信光缆线路这两线路之间有一定的距离，并且尽量远离，同时交叉跨越的角度必须尽可能的大。然而，由于一些地形地质的限制，或者其他原因，而不能满足上述要求时，就需要采取一系列的防护措施。我们可以根据电力或通信某一方面来采取防护措施，也可以根据两方面来采取防护措施。但是必须要由具体工程的经济和技术情况来决定。

在电力线路方面常用的防护措施就是设法减少接地的短路电流，从而限制电力线路的幅值和谐波分量。而对通信光缆线路的防护则要根据通信光缆中是否有铜线来决定具体的措施。对于有金属构件而无铜线的光缆，在线路设计中基本上可以忽略强电的影响，只是必须要注意下面几点：

1）在通信光缆的接头处，光缆两端的金属加强心和金属护套不进行电气连通，从而缩短磁感应电动势的累计段长度，减少强电对通信光缆的影响。

2）在接近电力线路的地段对光缆进行施工或者检修作业时，应当将通信光缆中的金属构件作为临时的接地，从而确保施工人员和周围民众的人身安全。

3）在接近变电站、发电厂的地网的位置，不宜将通信光缆的金属构件接地，避免把高电位引入到通信光缆中。

4）在通信光缆线路与强电线路交越的地段，应当垂直通过；如果在困难的状况下，它们的交越角应当为大于45°的角。

5）架空通信光缆掉线应当每隔300到500米，就设置电杆避雷线或者拉线来接地，同时每个1千米左右要加装绝缘子来将电气断开。对于强电影响有铜线的通信光缆的防护措施和电缆通信线路的基本一致。

6）与通信光缆同沟敷设屏蔽线，或者采用高屏蔽的通信光缆。

7）针对短期的危险影响，在电缆的铜线回路应当安装放电器和排流线圈。

8）针对长期的危险影响，在通信光缆的铜线回路中应当安装防护滤波器。

4结束语

综合以上的分析，在设计电力线路工程的过程中，当选择线路路径时应当尽量远离核心网通信光缆，尤其是国防通信的专用光缆。在设计通信光缆线路工程时，要注意：与电力线路接近的长途干线光缆应当尽量选用有金属构件而无金属线对的通信光缆，在确保通信光缆的纤芯接头的衰耗能满足电力系统通信要求的前提下，将通信光缆的盘长控制在2～3km。在通信光缆的接头处，两端光缆的金属构件不作电气连通。

总之，一旦电力系统发生故障以及因此引起通信系统的中断，这一定会给国家和人民的生命和财产造成不可挽回的损失，给社会的发展和进步造成了一定的阻碍。因此，研究电力线路对通信光缆的影响具有现实意义。

参考文献：

[1]刘存礼，魏明，翟景升.电力输电对有铜线光缆的电磁危害与防护[J].光通信技术，2001（2）：136-138

[2]刘静.110kV及以上电力线对通信光缆的影响分析[J].广西电力，2007（1）：65-67